周济院士：未来20年，中国「智能制造」发展将分成两个阶段来实现

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AI科技评论获授权转载自 先进制造业
原标题：周济院士：以智能制造为主攻方向，加快建设制造强国

10月17-19日，2019世界智能制造大会在江苏南京举行。在10月18日的开幕式上，中国工程院主席团名誉主席、国家制造强国建设战略咨询委员会主任、中国工程院院士周济发表了《以智能制造为主攻方向，加快建设制造强国》的主题演讲。

智能制造是建设制造强国的主攻方向

制造业是立国之本，兴国之器，强国之机。习近平总书记在党的十九大报告当中号召：要加快建设制造强国，加快发展先进制造业。
我们国家已经成为一个制造大国，从制造业的增加值已经是世界第一，是名副其实的世界制造大国。但是我们必须深刻地认识到，我国还不是一个制造强国，我们的制造业大而不强，存在的突出问题主要在于自主创新能力不强，劳动生产率低，产品质量问题突出，资源利用效率低、产业结构调整刻不容缓。因此，我们要从制造大国走向制造强国。
怎样去实现制造强国的目标呢？智能制造为中国制造业跨越发展提供了历史性机遇。新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合所形成的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。今后15年，正是智能制造这个新一轮工业革命核心技术发展的关键时期，中国制造业完全可以抓住这一千载难逢的历史机遇，实现战略性的重点突破，重点跨越，实现中国制造业的换道超车，跨越发展。


面向智能制造的人-信息-物理系统（HCPS）
和并行推进、融合发展的技术路线

广义而论，智能制造是一个大概念，是先进制造技术与新一代信息技术的深度融合，贯穿于产品、制造、服务全生命周期的各个环节及相应系统的优化集成，是一个大集成系统。智能制造作为制造业和信息技术深度融合的产物，其诞生和演变是和信息化发展相伴而生的。这就形成了智能制造的三种基本范式，即：
数字化制造——第一代智能制造
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
我们再从制造系统的进化历程来看一下智能制造的发展，看一下人、信息、物理系统HCPS的形成。
▲第一个阶段是基于人-物理系统（HPS）的传统制造。从200多万年前人类就会制造和使用工具，到以蒸汽机和电机发明为标志的两次工业革命，这种制造系统是由人和物理系统两大部分所组成，因此，我们称它为因此称为人-物理系统（Human-Physical Systems)—HPS。P是主体，H是主宰和主导。


▲第二阶段是进入数字化制造。20世纪中叶以后，制造系统进入数字化制造时代，以数字化为标志的信息革命引领和推动第三次工业革命。数字化制造是智能制造的第一种基本范式，可以定义为第一代智能制造。与传统制造相比，数字化制造是最本质的变化是在人和物理系统之间增加了一个信息系统——C，从原来的人、物理二元系统发展成为人、信息、物理三元系统，HPS进化成为了HCPS，信息系统可以代替人类完成部分的脑力劳动。所以这就是HCPS的1.0，面向数字化制造的HCPS。


▲制造系统发展进入第三个阶段，进入了数字化、网络化制造的阶段，可以定义为互联网+制造，也可以定义为第二代智能制造。它的最大的变化，在于信息系统，互联网和云平台成为了信息系统的重要组成部分，联接互通和协同集成优化成为信息系统的重要内容。


▲制造系统发展的第四个阶段，进入了新一代智能制造，面向新一代的智能制造系统的HCPS，我们可以定义为HCPS2.0。HCPS2.0当中的信息系统，增加了基于新一代人工智能技术的学习和认知的部分，不仅仅具有了更加强大的感知、决策和控制的能力，更是具有了学习认知，产生知识的能力，也就拥有了真正意义上的人工智能。
智能制造在西方发达国家，是一个串联式的发展过程，数字化、网络化、智能化是西方顺序发展智能制造的三个阶段。而中国制造业还处在工业2.0后期的发展阶段。中国制造业必须走工业2.0补课，工业3.0普及，工业4.0示范的并联式的发展道路，所以我们的任务比德国实现工业4.0更加复杂，更加艰巨。我们必须充分发挥后发优势，采取并联式的发展方式，也就是要数字化、网络化、智能化并行推进，融合发展。
一方面我们必须实事求是，因企制宜，循序渐进地推进企业的技术改造，智能升级。另外一方面必须坚持创新引领，可以直接利用互联网，大数据，人工智能等先进技术，以高打低，走出一条并行推进智能制造的新路子。


新一代智能制造引领新一轮工业革命

新一代智能制造是新一轮工业革命的核心技术，新世纪以来，信息技术呈现指数级的增长，互联网、云计算、大数据等数字化网络化智能化加快普及应用，制造系统集成式创新不断发展，形成了新一轮工业革命的三大驱动力。而这些历史性的技术进步，集中汇聚在新一代人工智能技术的战略性突破和快速的转化为现实生产力。
新一代智能制造是一个大系统，主要由智能产品、智能生产及智能服务三大功能系统以及智能制造云和工业互联网两大支撑系统集合而成。
从智能产品和装备来看。智能汽车的发展，远远超过了人们的预想。汽车正在经历着从燃油汽车走向电动汽车、新能源汽车。随着新一代人工智能的技术的深入应用，未来汽车将进入无人驾驶时代，将成为一个智能移动终端，成为人们工作和生活的更加美好的移动空间。
智能生产是新一代智能制造系统的主线。智能生产、智能工厂所追求的目标是生产过程的优化，重点发展方向是智能产线，智能车间和智能工厂。
以智能服务为核心的产业模式和业态的变革，是新一代智能制造系统的主题。新一代人工智能技术的应用，将推进先进制造业和现代服务业的深度融合，催生制造业实现从以产品为中心，向以用户为中心的根本性转变，完成深刻的供给侧结构性改革。
当然，还有两个支撑系统，一个是智能制造云，一个是工业互联网，在两个支撑系统的支持下，三个功能子系统才能形成系统大集成，系统集成，是新一代智能制造系统最基本的特征和优势，新一代智能制造内部和外部都呈现出前所未有的系统大集成特征。一方面是制造业内部的大集成，横向集成，纵向集成，端到端集成，另外一方面是制造系统外部的大集成，进而，智能制造和智能城市，智能农业，智能医疗等交融集成，共同形成智能生态大系统，智能社会。


中国智能制造的发展战略目标

未来20年，我国智能制造发展总体将分成两个阶段来实现。
第一阶段，到2025年，“互联网+制造”——数字化网络化制造在全国得到大规模推广应用，在发达地区和重点领域实现普及；同时，新一代智能制造在重点领域试点示范取得显著成果，并开始在部分企业推广应用。
第二阶段，到2035年，新一代智能制造在全国制造业实现大规模推广应用，我国智能制造技术和应用水平走在世界前列，实现中国制造业的转型升级。
中国制造业的同志们都有一个共同的奋斗目标，坚定不移地推进制造业高质量发展，
到2025年，我们国家进入制造强国行列，再经过20年努力，到2045年，中国成为全球先进的制造强国，以制造业的繁荣和强大，支撑国家的繁荣和强大，托起中华民族伟大复兴的中国梦！

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