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智能制造是我國制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的主要抓手，是我國制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型的主要路徑，是中國制造2025加快制造建設(shè)強國的主攻方向。中國工程院院長周濟先生在過去幾年之中，他牽頭制訂了國家智能戰(zhàn)略核心——人工智能戰(zhàn)略。

5月16號上午，在第二屆世界智能大會主論壇會場，周濟先生發(fā)表了關(guān)于智能制造的演講。本文根據(jù)其演講速記整理而成，未經(jīng)演講嘉賓審核。

編輯丨付媛媛

中國工程院院士、中國工程院院長周濟

▌智能制造的基本范式與并行推進融合發(fā)展的技術(shù)路線

廣義而論，智能制造是一個大概念，一個不斷演進的大系統(tǒng)，是新一代信息技術(shù)與先進制造技術(shù)的深度融合，貫穿于產(chǎn)品、制造、服務(wù)，全生命周期的各個環(huán)節(jié)以及相應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化集成，實現(xiàn)制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。

中國工程院院士、中國工程院院長周濟

智能制造作為制造業(yè)和信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，它的誕生和演變與信息化發(fā)展相伴而生。智能制造在演進發(fā)展中，可總結(jié)、歸納、提升出三種智能制造的基本范式，也就是數(shù)字化制造，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造（互連網(wǎng)+制造），數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造（新一代智能制造）。

一，數(shù)字化制造，國際上稱為 Digital Manufacturing，數(shù)字制造也可以稱為第一代智能制造。上個世紀下半葉以來，以數(shù)字化為主的信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)，形成了數(shù)字一代創(chuàng)新產(chǎn)品，數(shù)字化制造系統(tǒng)和數(shù)字化企業(yè)。

20世紀80年代以來，我國企業(yè)逐步推進應(yīng)用數(shù)字化制造，取得了巨大的進步。同時必須清晰的認識到，我們的大多數(shù)企業(yè)還沒有完成數(shù)字化制造轉(zhuǎn)型，我國在推進智能制造過程當(dāng)中，必須踏踏實實地完成數(shù)字化補課，進一步夯實智能制造發(fā)展的基礎(chǔ)。

二，互聯(lián)網(wǎng)+制造，或者叫數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造，國際上稱之為Smart Manufacturing，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造是智能制造的第二種基本范式，也可以稱為互聯(lián)網(wǎng)+制造或者第二代智能制造。上世紀末，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開始廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)將人、流程、數(shù)據(jù)和事物連接起來，通過企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間的協(xié)同和各種社會資源的共享和集成，重塑制造業(yè)的價值鏈。

德國工業(yè)4.0和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)完善的闡述了數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造范式，完美的提出了實現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造的技術(shù)路線。過去這幾年，我國工業(yè)界大力推進互聯(lián)網(wǎng)+制造，一批數(shù)字化制造基礎(chǔ)比較好的企業(yè)成功的實現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化升級。另外一方面，大量原來沒有完成數(shù)字化改造的企業(yè)，采用并行推進數(shù)字化制造和互聯(lián)網(wǎng)+制造的技術(shù)路線，完成了數(shù)字化制造的補課，同時跨越到互聯(lián)網(wǎng)+制造的階段。

三，新一代智能制造，或者數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造，國際上稱為Intelligent Manufacturing為，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造是智能制造的第三種基本范式，也可以稱為新一代智能制造。新一代人工智能技術(shù)和先進制造技術(shù)的深度融合，形成了新一代智能制造，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造。新一代智能制造是真正意義上的智能制造，將從根本上引領(lǐng)和推進新一代工業(yè)革命。

四，并行推進融合發(fā)展的技術(shù)路線，真正的基本范式體現(xiàn)了智能制造發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律。一方面，三個基本范式遞次展開，各有自身階段的特點和需要重點解決的問題，體現(xiàn)在先進制造技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展的階段性特征。另一方面，三個基本范式在技術(shù)上相互交織，迭代升級，體現(xiàn)著智能制造發(fā)展的融合性特征。

智能制造在西方發(fā)達國家是一個串聯(lián)式的發(fā)展過程，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，是西方順序發(fā)展的智能制造的三個階段。我們國家應(yīng)該發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，采取三個基本范式并行推進，融合發(fā)展的技術(shù)路線，走一條數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化并行推進的智能制造創(chuàng)新之路。

▌新一代智能制造引領(lǐng)和推動新一輪工業(yè)革命

新一代智能制造的發(fā)展背景

一方面是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的強烈需求，制造業(yè)急需一場革命性的產(chǎn)業(yè)升級。另外一方面，是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的歷史性機遇。新世紀以來，移動互聯(lián)、超級計算、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等等，新一代信息技術(shù)日新月異，飛速發(fā)展，并且極其迅速的普及應(yīng)用，形成了群體性的跨越。

而這些歷史性的技術(shù)進步，集中匯聚在新一代人工智能技術(shù)的戰(zhàn)略性突破，新一代人工智能最本質(zhì)的特征是具備了認知和學(xué)習(xí)的能力，具備了生成知識和更好地運用知識的能力，實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

當(dāng)然，新一代人還在急速發(fā)展的進程之中，將繼續(xù)從弱人工智能邁向強人工智能，應(yīng)用范圍更加廣泛，無所不在。新一代人工智能已經(jīng)成為新一輪科技革命的核心技術(shù)，正在形成推動經(jīng)濟發(fā)展的巨大引擎。

我國充分認識到新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展，將深刻改變?nèi)祟惿鐣睿淖兪澜纾l(fā)布了新一代人工智能的發(fā)展規(guī)劃，以抓住機遇，搶占先機。新一代人工智能和先進制造技術(shù)的深度融合，形成了新一代智能制造技術(shù)，成為了新一輪工業(yè)革命的核心驅(qū)動力。

如果說數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造是新一輪工業(yè)革命的開始，那么新一代智能制造的突破和廣泛應(yīng)用將推動形成這次工業(yè)革命的高潮，引領(lǐng)真正意義上的工業(yè)4.0，實現(xiàn)第四次工業(yè)革命。

新一代智能制造的基本原理——人—信息—物理系統(tǒng)（HCPS）

傳統(tǒng)制造系統(tǒng)包含人和物理系統(tǒng)兩大部分，是通過人對物理系統(tǒng)直接操作控制完成各種工作任務(wù)。與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)相比，第一代、第二代智能系統(tǒng)發(fā)生的最本質(zhì)變化是在人和物理系統(tǒng)之間增加了一個信息系統(tǒng)。

信息系統(tǒng)可以代替人類完成部分的腦力勞動，人的相當(dāng)一部分的感知、分析、決策向信息系統(tǒng)復(fù)制、遷移，進而可以通過信息系統(tǒng)來控制物理系統(tǒng)，代替人類完成更多的體力勞動。

在這樣一個階段，制造系統(tǒng)從“人—物理系統(tǒng)”演變?yōu)椤叭恕畔ⅰ锢硐到y(tǒng)”，后者對前者最本質(zhì)的進步在于增加信息系統(tǒng)，二元系統(tǒng)進化成三元系統(tǒng)。HCPS當(dāng)中，信息物理系統(tǒng)（CPS）是非常重要的組成部分。美國在本世紀初提出了CPS的理論，德國將其作為工業(yè)4.0的核心技術(shù)，CPS成為信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的深度融合，實現(xiàn)了數(shù)字雙胞胎，成為實現(xiàn)第一代和第二代智能制造的技術(shù)基礎(chǔ)。

新一代智能制造系統(tǒng)最本質(zhì)的特征是信息系統(tǒng)增加了認知和學(xué)習(xí)的功能，在這樣一個階段，新一代人工智能技術(shù)使得人、信息物理系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)的變化，形成新一代人—信息—物理系統(tǒng)，或者叫HCPS系統(tǒng)2.0，它主要的變化在于兩個方面：

第一，人將過去認知和學(xué)習(xí)的腦力腦力勞動轉(zhuǎn)移給了信息系統(tǒng)，因而信息系統(tǒng)具有認知和學(xué)習(xí)的能力，人和信息系統(tǒng)的關(guān)系發(fā)生了根本性的變化，也就是從授之以魚發(fā)展到授之以漁，這是根本性的變化。

第二，通過人再回顧的增強智能，人機深度融合將從本質(zhì)上提高制造系統(tǒng)處理復(fù)雜性、不確定問題的能力，極大提高制造系統(tǒng)的性能，新一代智能制造進一步突出人的中心地位，是統(tǒng)籌協(xié)調(diào)人、信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的綜合系統(tǒng)大集成，使得制造業(yè)的質(zhì)量躍升到新的水平，將使得人類從更多的體力勞動和大量的腦力勞動中解放出來，使得人類可以從事更有意義的創(chuàng)造性工作，人類的思維進一步向互聯(lián)網(wǎng)思維、大數(shù)據(jù)思維和人工智能思維轉(zhuǎn)變，人類社會開始進入智能時代。

第三，新一代智能制造的系統(tǒng)集成。新一代智能制造是大系統(tǒng)，主要由智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)和智能服務(wù)三大供應(yīng)系統(tǒng)，以及智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)兩大支撐系統(tǒng)集合而成。智能產(chǎn)品和裝備是新一代智能裝備系統(tǒng)的主體，新一代人工智能技術(shù)的融入使得產(chǎn)品和裝備發(fā)生了革命性的裂變。從智能手機和智能汽車的飛速發(fā)展，我們可以想像智能產(chǎn)品和裝備未來的發(fā)展前景。

就像智能手機IphoneX和華為Mate10已經(jīng)搭載了人工智能芯片，開始具備學(xué)習(xí)功能。不久的將來，新一代人工智能全面應(yīng)用在手機上，智能手機將發(fā)生什么變化呢？我們充滿熱切期待。

近期，智能汽車的快速發(fā)展遠遠超出人們的預(yù)期，汽車正在經(jīng)歷從燃油汽車到數(shù)字化的電動汽車到網(wǎng)絡(luò)化的網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展歷史，并且將朝著智能化的無人駕駛汽車的方向急速前進，新一代智能制造技術(shù)將為產(chǎn)品和裝備的創(chuàng)新插上騰飛的翅膀，開辟更為廣闊的天地。

到2035年，各種產(chǎn)品和裝備將要從數(shù)字移動升級為智能產(chǎn)品和裝備，一方面要涌現(xiàn)出一大批先進的智能產(chǎn)品，比如智能終端，智能家電，智能玩具等等，為人民更加美好的生活服務(wù)。另外一方面，我們將著重推動重點領(lǐng)域重大裝備的智能升級，包括各種裝備，特別是智能制造裝備，我們的大國重器將裝備工業(yè)大腦，更加先進，更加強大。

智能生產(chǎn)是新一代智能制造系統(tǒng)的主線

智能工廠是智能生產(chǎn)的主要載體，智能工廠根據(jù)行業(yè)的不同可以分為集散型智能工廠和連鎖型智能工廠，追求的目標(biāo)都是生產(chǎn)過程的優(yōu)化，大幅度提升的生產(chǎn)系統(tǒng)的性能、功能、質(zhì)量和效益。重點發(fā)展方向是智能生產(chǎn)線，智能車間，智能工廠。新一代人工智能技術(shù)和新一代制造技術(shù)的融合，將使得生產(chǎn)線、車間、工廠發(fā)生革命性的大變革，企業(yè)將向著自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自控制新一代智能工廠進軍。很多工業(yè)都可以應(yīng)用新一代人工智能技術(shù)建成真正意義上的智能工廠。

機器換人，企業(yè)生產(chǎn)能力的技術(shù)改造。智能升級不僅僅能夠解決生產(chǎn)一線勞動力短缺和人力成本升高的問題，更是從根本上提升制造業(yè)的質(zhì)量效益和企業(yè)競爭力。在今后相當(dāng)長的一段時間里面，企業(yè)的生產(chǎn)能力的升級，生產(chǎn)線、車間、工廠的智能升級成為推進智能制造的主要戰(zhàn)場。

以智能服務(wù)為核心的產(chǎn)業(yè)模式變革，是新一代智能制造系統(tǒng)的主題

新一代人工智能技術(shù)的應(yīng)用催生了產(chǎn)業(yè)模式的革命性轉(zhuǎn)變，產(chǎn)業(yè)模式將從以產(chǎn)品為中心向以用戶為中心轉(zhuǎn)變，主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，產(chǎn)業(yè)的模式從大規(guī)模流水線生產(chǎn)轉(zhuǎn)向規(guī)模定制化生產(chǎn)；另外一方面，產(chǎn)業(yè)形態(tài)將從生產(chǎn)型制造向生產(chǎn)服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變，這樣就可以完成深刻的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，GE公司創(chuàng)造了智能制造技術(shù)向從生產(chǎn)型企業(yè)向服務(wù)型制造業(yè)轉(zhuǎn)型的典范。

智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)是支持新一代智能制造的基礎(chǔ)

隨著新一代通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云技術(shù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)有，智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)將實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，為新一代智能制造生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式的變革提供發(fā)展的空間和可靠的保障，

系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成將智能制造的三個功能系統(tǒng)和兩個支撐系統(tǒng)集成為新一代智能制造系統(tǒng)，最基本的特征和優(yōu)勢。

▌中國智能制造的戰(zhàn)略建議

未來20年，是中國制造業(yè)實現(xiàn)由大變強的關(guān)鍵時期，也是制造業(yè)發(fā)展質(zhì)量變革、效益變革、動力變革的關(guān)鍵時期，我們必須以深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，以智能制造為主攻方向，堅持并行推進，融合發(fā)展的技術(shù)路線，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新點，圍繞創(chuàng)新鏈完善資金鏈形成經(jīng)濟、科技和金融的深度融合，良性循環(huán)，實現(xiàn)中國制造業(yè)的智能升級，跨越發(fā)展。

未來20年，我國智能制造發(fā)展總體將分成為兩個階段實現(xiàn)：
第一階段，到2025年，“互聯(lián)網(wǎng)+制造”，也就是數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造，在全國得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用，在發(fā)達地區(qū)和重點領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)普及。同時，新一代智能制造在重點領(lǐng)域試點示范取得顯著成果，并開始在部分企業(yè)推廣應(yīng)用。

第二個階段，到2035年，新一代智能制造在全國制造業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模的推廣應(yīng)用，我國智能制造技術(shù)和應(yīng)用水平走在世界前列，實現(xiàn)中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

在推進智能制造的競爭當(dāng)中，堅持五個堅持的方針，一是要堅持創(chuàng)新驅(qū)動，二是要堅持因企制宜，三是產(chǎn)業(yè)升級，四是要堅持良好的發(fā)展生態(tài)，五是要堅持開放和協(xié)同創(chuàng)新。

中國制造業(yè)要不斷擴大和世界各國制造業(yè)界的交流，實行更高水平的開放，中國的市場是開放的市場，中國的創(chuàng)新體系是開放的創(chuàng)新體系，我們要和世界制造業(yè)的同行們共同努力，共同推進新一代智能制造，共同推進新一輪工業(yè)革命，使制造業(yè)更好的為人類造福。

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