中國工程院院長賙濟:新一代智能製造將引領第四次工業革命

中國工程院院長賙濟:新一代智能製造將引領第四次工業革命

小錦說

智能製造是我國製造業創新發展的主要抓手,是我國製造業升級轉型的主要路徑,是中國製造2025加快製造建設強國的主攻方向。

5月16號上午,小錦有幸進入第二屆世界智能大會主論壇會場,聆聽中國工程院院長賙濟先生關於智能製造的演講。賙濟先生曾經執掌中國科大,做過共和國的教育部長,又是當今中國工程院的掌門人。在過去幾年之中,他牽頭制訂了國家智能戰略核心——人工智能戰略。

以下是小錦根據賙濟先生的演講速記整理而成,未經演講人審閱。

中國工程院院長賙濟:新一代智能製造將引領第四次工業革命

▌智能製造的基本範式與並行推進融合發展的技術路線

廣義而論,智能製造是一個大概念,一個不斷演進的大系統,是新一代信息技術與先進製造技術的深度融合,貫穿於產品、製造、服務,全生命週期的各個環節以及相應系統的優化集成,實現製造的數字化、網絡化、智能化。

中國工程院院長賙濟:新一代智能製造將引領第四次工業革命

智能製造作為製造業和信息技術深度融合的產物,它的誕生和演變與信息化發展相伴而生。智能製造在演進發展中,可總結、歸納、提升出三種智能製造的基本範式,也就是數字化製造,數字化網絡化製造(互連網+製造),數字化網絡化智能化製造(新一代智能製造)。

一,數字化製造,國際上稱為 Digital Manufacturing,數字製造也可以稱為第一代智能製造。上個世紀下半葉以來,以數字化為主的信息技術廣泛應用於製造業,形成了數字一代創新產品,數字化製造系統和數字化企業。

20世紀80年代以來,我國企業逐步推進應用數字化製造,取得了巨大的進步。同時必須清晰的認識到,我們的大多數企業還沒有完成數字化製造轉型,我國在推進智能製造過程當中,必須踏踏實實地完成數字化補課,進一步夯實智能製造發展的基礎。

二,互聯網+製造,或者叫數字化網絡化製造,國際上稱之為Smart Manufacturing,數字化網絡化製造是智能製造的第二種基本範式,也可以稱為互聯網+製造或者第二代智能製造。上世紀末,互聯網技術開始廣泛應用,網絡將人、流程、數據和事物連接起來,通過企業內、企業間的協同和各種社會資源的共享和集成,重塑製造業的價值鏈。

德國工業4.0和美國工業互聯網完善的闡述了數字化網絡化製造範式,完美的提出了實現數字化網絡化製造的技術路線。過去這幾年,我國工業界大力推進互聯網+製造,一批數字化製造基礎比較好的企業成功的實現了數字化、網絡化升級。另外一方面,大量原來沒有完成數字化改造的企業,採用並行推進數字化製造和互聯網+製造的技術路線,完成了數字化製造的補課,同時跨越到互聯網+製造的階段。

三,新一代智能製造,或者數字化網絡化智能化製造,國際上稱為Intelligent Manufacturing為,數字化網絡化智能化製造是智能製造的第三種基本範式,也可以稱為新一代智能製造。新一代人工智能技術和先進製造技術的深度融合,形成了新一代智能製造,數字化網絡化智能化製造。新一代智能製造是真正意義上的智能製造,將從根本上引領和推進新一代工業革命。

四,並行推進融合發展的技術路線,真正的基本範式體現了智能製造發展的內在規律。一方面,三個基本範式遞次展開,各有自身階段的特點和需要重點解決的問題,體現在先進製造技術與製造技術融合發展的階段性特徵。另一方面,三個基本範式在技術上相互交織,迭代升級,體現著智能製造發展的融合性特徵。

智能製造在西方發達國家是一個串聯式的發展過程,數字化、網絡化、智能化,是西方順序發展的智能製造的三個階段。我們國家應該發揮後發優勢,採取三個基本範式並行推進,融合發展的技術路線,走一條數字化、網絡化、智能化並行推進的智能製造創新之路。

▌新一代智能製造引領和推動新一輪工業革命

新一代智能製造的發展背景

一方面是製造業轉型升級的強烈需求,製造業急需一場革命性的產業升級。另外一方面,是新一輪科技革命和產業變革的歷史性機遇。新世紀以來,移動互聯、超級計算、大數據、雲計算、物聯網等等,新一代信息技術日新月異,飛速發展,並且極其迅速的普及應用,形成了群體性的跨越。

而這些歷史性的技術進步,集中匯聚在新一代人工智能技術的戰略性突破,新一代人工智能最本質的特徵是具備了認知和學習的能力,具備了生成知識和更好地運用知識的能力,實現了質的飛躍。

當然,新一代人還在急速發展的進程之中,將繼續從弱人工智能邁向強人工智能,應用範圍更加廣泛,無所不在。新一代人工智能已經成為新一輪科技革命的核心技術,正在形成推動經濟發展的巨大引擎。

我國充分認識到新一代人工智能技術的發展,將深刻改變人類社會生活,改變世界,發佈了新一代人工智能的發展規劃,以抓住機遇,搶佔先機。新一代人工智能和先進製造技術的深度融合,形成了新一代智能製造技術,成為了新一輪工業革命的核心驅動力。

如果說數字化網絡化製造是新一輪工業革命的開始,那麼新一代智能製造的突破和廣泛應用將推動形成這次工業革命的高潮,引領真正意義上的工業4.0,實現第四次工業革命。

新一代智能製造的基本原理——人—信息—物理系統(HCPS)

傳統制造系統包含人和物理系統兩大部分,是通過人對物理系統直接操作控制完成各種工作任務。與傳統制造系統相比,第一代、第二代智能系統發生的最本質變化是在人和物理系統之間增加了一個信息系統。

信息系統可以代替人類完成部分的腦力勞動,人的相當一部分的感知、分析、決策向信息系統複製、遷移,進而可以通過信息系統來控制物理系統,代替人類完成更多的體力勞動。

在這樣一個階段,製造系統從“人—物理系統”演變為“人—信息—物理系統”,後者對前者最本質的進步在於增加信息系統,二元系統進化成三元系統。HCPS當中,信息物理系統(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4.0的核心技術,CPS成為信息系統和物理系統的深度融合,實現了數字雙胞胎,成為實現第一代和第二代智能製造的技術基礎。

新一代智能製造系統最本質的特徵是信息系統增加了認知和學習的功能,在這樣一個階段,新一代人工智能技術使得人、信息物理系統發生質的變化,形成新一代人—信息—物理系統,或者叫HCPS系統2.0,它主要的變化在於兩個方面:

第一,人將過去認知和學習的腦力腦力勞動轉移給了信息系統,因而信息系統具有認知和學習的能力,人和信息系統的關係發生了根本性的變化,也就是從授之以魚發展到授之以漁,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上提高製造系統處理複雜性、不確定問題的能力,極大提高製造系統的性能,新一代智能製造進一步突出人的中心地位,是統籌協調人、信息系統和物理系統的綜合系統大集成,使得製造業的質量躍升到新的水平,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造性工作,人類的思維進一步向互聯網思維、大數據思維和人工智能思維轉變,人類社會開始進入智能時代。

第三,新一代智能製造的系統集成。新一代智能製造是大系統,主要由智能產品、智能生產和智能服務三大供應系統,以及智能製造雲和工業智聯網兩大支撐系統集合而成。智能產品和裝備是新一代智能裝備系統的主體,新一代人工智能技術的融入使得產品和裝備發生了革命性的裂變。從智能手機和智能汽車的飛速發展,我們可以想像智能產品和裝備未來的發展前景。

就像智能手機IphoneX和華為Mate10已經搭載了人工智能芯片,開始具備學習功能。不久的將來,新一代人工智能全面應用在手機上,智能手機將發生什麼變化呢?我們充滿熱切期待。

近期,智能汽車的快速發展遠遠超出人們的預期,汽車正在經歷從燃油汽車到數字化的電動汽車到網絡化的網聯汽車的發展歷史,並且將朝著智能化的無人駕駛汽車的方向急速前進,新一代智能製造技術將為產品和裝備的創新插上騰飛的翅膀,開闢更為廣闊的天地。

到2035年,各種產品和裝備將要從數字移動升級為智能產品和裝備,一方面要湧現出一大批先進的智能產品,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。另外一方面,我們將著重推動重點領域重大裝備的智能升級,包括各種裝備,特別是智能製造裝備,我們的大國重器將裝備工業大腦,更加先進,更加強大。

智能生產是新一代智能製造系統的主線

智能工廠是智能生產的主要載體,智能工廠根據行業的不同可以分為集散型智能工廠和連鎖型智能工廠,追求的目標都是生產過程的優化,大幅度提升的生產系統的性能、功能、質量和效益。重點發展方向是智能生產線,智能車間,智能工廠。新一代人工智能技術和新一代製造技術的融合,將使得生產線、車間、工廠發生革命性的大變革,企業將向著自學習、自適應、自控制新一代智能工廠進軍。很多工業都可以應用新一代人工智能技術建成真正意義上的智能工廠。

機器換人,企業生產能力的技術改造。智能升級不僅僅能夠解決生產一線勞動力短缺和人力成本升高的問題,更是從根本上提升製造業的質量效益和企業競爭力。在今後相當長的一段時間裡面,企業的生產能力的升級,生產線、車間、工廠的智能升級成為推進智能製造的主要戰場。

以智能服務為核心的產業模式變革,是新一代智能製造系統的主題

新一代人工智能技術的應用催生了產業模式的革命性轉變,產業模式將從以產品為中心向以用戶為中心轉變,主要體現在兩個方面:一方面,產業的模式從大規模流水線生產轉向規模定製化生產;另外一方面,產業形態將從生產型製造向生產服務型製造轉變,這樣就可以完成深刻的供給側結構性改革,GE公司創造了智能製造技術向從生產型企業向服務型製造業轉型的典範。

智能製造雲和工業智聯網是支持新一代智能製造的基礎

隨著新一代通訊技術、網絡技術、雲技術和人工智能技術的應有,智能製造雲和工業智聯網將實現質的飛躍,為新一代智能製造生產力和生產方式的變革提供發展的空間和可靠的保障,

系統集成

系統集成將智能製造的三個功能系統和兩個支撐系統集成為新一代智能製造系統,最基本的特徵和優勢。

▌中國智能製造的戰略建議

未來20年,是中國製造業實現由大變強的關鍵時期,也是製造業發展質量變革、效益變革、動力變革的關鍵時期,我們必須以深化供給側結構性改革為主線,以智能製造為主攻方向,堅持並行推進,融合發展的技術路線,圍繞產業鏈部署創新點,圍繞創新鏈完善資金鍊形成經濟、科技和金融的深度融合,良性循環,實現中國製造業的智能升級,跨越發展。

未來20年,我國智能製造發展總體將分成為兩個階段實現:

第一階段,到2025年,“互聯網+製造”,也就是數字化網絡化製造,在全國得到大規模的推廣應用,在發達地區和重點領域實現普及。同時,新一代智能製造在重點領域試點示範取得顯著成果,並開始在部分企業推廣應用。

第二個階段,到2035年,新一代智能製造在全國製造業實現大規模的推廣應用,我國智能製造技術和應用水平走在世界前列,實現中國製造業的轉型升級。

在推進智能製造的競爭當中,堅持五個堅持的方針,一是要堅持創新驅動,二是要堅持因企制宜,三是產業升級,四是要堅持良好的發展生態,五是要堅持開放和協同創新。

中國製造業要不斷擴大和世界各國製造業界的交流,實行更高水平的開放,中國的市場是開放的市場,中國的創新體系是開放的創新體系,我們要和世界製造業的同行們共同努力,共同推進新一代智能製造,共同推進新一輪工業革命,使製造業更好的為人類造福。

世界智能大會,『錦囊專家』小夥伴在現場

作為兩屆世界智能大會組委會運營團隊的核心成員單位,錦囊專家最大程度發揮自身的專家平臺資源優勢和協同整合優勢,在會議內容策劃、會議組織管理、會議新聞傳播等方面積極獻力獻策。

中國工程院院長賙濟:新一代智能製造將引領第四次工業革命

「錦囊專家」 小夥伴

在世界智能大會的前期籌備期、會議召開期、會後收尾期,錦囊專家的高效高質服務,都在世界智能大會這一國際化平臺上得到充分展現,並得到了會議主辦政府部門及大會組委會的高度認可。相信未來錦囊專家與世界智能大會一起攜手,關注智能最前沿,呈現智能盛宴。


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