中国工程院重大咨询研究发表论文：走向新一代智能制造

xiaoyawuella 2018-02-17

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导读：

智能制造一经提出，立刻风靡工业界。智能制造与数字化制造、工业4.0、工业互联网有何联系？中国制造离智能制造还有多远？中国制造将如何走好智能升级之路？中国工程院组织100余位院士专家对各关键问题进行了深入研究，并在《Engineering》发表“新一代智能制造”，对有关问题进行论述，首次提出“新一代智能制造”这一重要概念，指出今后数十年制造业转型升级的方向。

智能制造发展的三个基本范式

广义而论，智能制造是一个大概念，是先进信息技术与先进制造技术的深度融合，贯穿于产品设计、制造、服务等全生命周期的各个环节及相应系统的优化集成，旨在不断提升企业的产品质量、效益、服务水平，减少资源消耗，推动制造业创新、绿色、协调、开放、共享发展。

数十年来，智能制造在实践演化中形成许多不同范式，包括精益生产、柔性制造、并行工程、敏捷制造、数字化制造、计算机集成制造、网络制造、云制造、智能化制造等，在指导制造业智能转型中发挥了积极作用。

不过，文章指出，众多范式不利于形成统一的智能制造技术路线，给企业在推进智能升级的实践中造成了许多困扰。面对智能制造不断涌现的新技术、新理念、新模式，迫切需要归纳总结出基本范式。

文章提出，综合智能制造相关范式可以总结归纳和提升出三种智能制造的基本范式：数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造（即新一代智能制造），这三个基本范式次第展开、迭代升级。一方面，三个基本范式次第展开，体现着先进信息技术与先进制造技术融合发展的阶段性特征；另一方面，三个基本范式在技术上相互交织、迭代升级，体现着智能制造发展的融合性特征。

文章认为，数字化制造是智能制造第一种基本范式，可以称之为第一代智能制造，是智能制造的基础。数字化网络化制造，是智能制造第二种基本范式，也可称之为“互联网制造”或第二代智能制造，德国工业4.0和美国工业互联网完善地阐述了数字化网络化制造范式，精辟提出了实现数字化网络化制造的技术路线。

过去几年，我国工业界大力推进“互联网制造”，一方面一批数字化制造基础较好的企业成功转型，实现了数字化网络化制造。另一方面，大量原来还未完成数字化制造的企业，则采用并行推进数字化制造和数字化网络化制造的技术路线，完成了数字化制造的“补课”，同时跨越到数字化网络化制造阶段。今后一个阶段，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和推动新一轮工业革命

“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。”文章强调：如果说数字化网络化制造是新一轮工业革命的开始，那么新一代智能制造的突破和广泛应用将推动形成这次工业革命的高潮，引领真正意义上的工业4.0，实现第四次工业革命。

文章指出，传统制造系统包含人和物理系统两大部分，是完全通过人对机器的操作控制去完成各种工作任务，并可抽象描述“人-物理系统”（HPS）。与传统制造系统相比，第一代和第二代智能制造系统发生的本质变化是，在人和物理系统之间增加了信息系统，信息系统可以代替人类完成部分脑力劳动，人的相当部分的感知、分析、决策功能向信息系统复制迁移，进而可以通过信息系统来控制物理系统，以代替人类完成更多的体力劳动，这一转变可用 “人-信息-物理系统”（HCPS）进行描述。

文章首次提出，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。在这一阶段，新一代人工智能技术将使“人-信息-物理系统”发生质的变化，形成新一代“人-信息-物理系统”（HCPS）。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。