引领工业革命新时代：新一代智能制造

导读：

近年来，中国制造2025、美国先进制造业伙伴计划、德国工业4.0战略计划、英国工业2050、日本社会5.0战略纷至踏来，世界各国都将智能制造作为本国构建制造业竞争优势的关键举措。然而，如何理解智能制造的涵义？智能制造又有哪些基本范式？未来智能制造发展的技术路线是什么？

近

日，中国工程院院长、院刊Engineering主编周济院士协同李培根院士等，在Engineering发表文章“Toward New-generation Intelligent Manufacturing”。文章基于“人-信息-物理系统”模型（HCPS），首次在国际上提出“新一代智能制造”这一重要概念，分析智能制造三种基本范式，提出未来智能制造发展的技术路线及相关建议。

新一代智能制造是先进制造技术和新一代人工智能技术的深度融合，将成为新一轮工业革命的核心技术，引发制造业在发展理念、制造模式上产生重大而深刻的变革，重塑制造业的发展路径、技术体系和产业业态，从而推动全球制造业发展步入新阶段。

智能制造的三个基本范式

从加快企业智能升级步伐考虑，文章总结提出三种智能制造的基本范式：

数字化制造

——智能制造的基础

数字化网络化制造

——"互联网+制造”或第二代智能制造

数字化网络化智能化制造

——新一代智能制造

图1 智能制造三个基本范式演进

这三个基本范式次第展开、迭代升级。根据我国数字化工业现状，今后一个阶段里我国推进智能制造的重点是大规模地推广和全面应用数字化网络化制造，即第二代智能制造。

新一代智能制造引领工业4.0

“新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合，形成了新一代智能制造技术，成为了新一轮工业革命的核心驱动力。”新一代智能制造的突破和广泛应用将引领真正意义上的工业4.0，实现第四次工业革命。

图2 新一代“人-信息-物理系统”

第一代和第二代智能制造系统发生的本质变化是，形成“人-信息-物理系统”（HCPS）。

图3 新一代智能制造系统的基本机理

新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习的功能，信息系统不仅具有强大感知、计算分析与控制能力，更具有学习提升、产生知识的能力。新一代智能制造进一步突出了人的中心地位，是统筹协调人、信息系统和物理系统的综合集成大系统。

图4 新一代智能制造的系统集成

中国智能制造技术路线

——并行推进、融合发展

中国制造将如何走好智能升级之路？为此，中国工程院组织100余位院士专家开展实地调研、深入研讨和国际交流。中国工程院还开展了新一代人工智能引领下的智能制造战略研究，提出“新一代智能制造”，谋划未来三十年智能制造技术路线图，最终提出“并行推进，融合发展”是中国推进智能制造的技术路线。

为了能够与西方发达国家在智能制造领域齐头并进，我们必须充分发挥后发优势，采取“并联式”发展方式，数字化、网络化和智能化并行推进，融合发展。要强调“五个坚持”的方针：坚持“创新引领”，坚持“因企制宜”，坚持“产业升级”，坚持建设良好的发展生态，坚持开放与协同创新。

一方面，必须实事求是，循序渐进，分阶段地推进企业的技术改造、智能升级。

另一方面，必须坚持创新引领，利用互联网大数据、人工智能等最先进的技术，瞄准高端方向，加快研究开发推广应用新一代智能制造技术，实现我国制造业换道超车。

中国的市场是开放的市场，中国的创新体系是开放的创新体系。我们要和世界制造业的同行们共同努力， 共同推进新一代智能制造，共同推进新一轮工业革命，使制造业更好地为人类造福。

周济，李培根，周艳红，王柏村，臧冀原，孟柳. Toward New-Generation Intelligent Manufacturing[J].Engineering, 08 February 2018. [Epub ahead of print] doi: 10.1016/j.eng.2018.01.002.