新一代智能製造突破 引領新一輪工業革命

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新一代智能制造突破 引领新一轮工业革命
新一代智能制造突破 引领新一轮工业革命

當前,新一輪工業革命對中國是極大的挑戰,同時也是極大的機遇。新世紀以來,移動互聯、超級計算、大數據、雲計算、物聯網等新一代信息技術日新月異、飛速發展,並極其迅速地普及應用,形成了群體性跨越。這些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認知和學習能力,具備生成知識和更好地運用知識的能力,實現質的飛越。當然,新一代人工智能技術還在極速發展進程中,將繼續從“弱人工智能”邁向“強人工智能”,應用範圍將更加泛在。

我國已充分認識到新一代人工智能技術發展將深刻改變人類社會生活、改變世界,併發布《新一代人工智能發展規劃》,以抓住機遇、搶佔先機。而世界主要發達國家也已把人工智能發展擺在了最重要的位置。

我認為,新一代人工智能技術與先進製造技術深度融合,形成了的新一代智能製造技術,會成為新一輪工業革命的核心驅動力,引領真正意義上的工業4.0,實現第四次工業革命。

智能製造的三種基本範式

要實現我國製造業創新發展及轉型升級,智能製造是主要抓手,也是主要路徑。作為製造業和信息技術深度融合的產物,智能製造的誕生、演變與信息化發展歷程相伴而生。從上世紀中葉到90年代中期,以計算、感知、通訊和控制為主要特徵的信息化催生了數字化製造;從上世紀90年代中期開始,以互聯網大規模普及應用為主要特徵的信息化催生了數字化網絡化製造;當前,工業互聯網、大數據及人工智能實現群體突破和融合應用,以新一代人工智能技術為主要特徵的信息化開創了製造業數字化網絡化智能化製造的新階段。

在長期的實踐演化過程中,智能製造也形成了三種基本範式,即數字化製造、互聯網+製造、新一代智能製造。

數字化製造是智能製造的第一種基本範式,也可稱為第一代智能製造。上世紀下半葉以來,以數字化為主要內容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,取得了巨大技術進步。但我們必須清醒地認識到,我國大多數企業還沒有完成數字化製造轉型,還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。

互聯網+製造是智能製造的第二種基本範式,可稱為數字化網絡化製造,亦可稱為第二代智能製造。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,重塑了製造業的價值鏈。德國工業4.0和美國工業互聯網深刻闡述了數字化網絡化製造範式,完美地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,推動了一批數字化製造基礎較好的企業成功實現了數字化網絡化升級。

新一代智能製造是智能製造的第三種基本範式,也可稱為數字化網絡化智能化製造。新一代人工智能技術與先進製造技術深度融合,形成了新一代智能製造。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輪工業革命。

這三個基本範式,體現了智能製造發展的內在規律:一方面,三個基本範式次第展開,各有自身階段的特點和需要重點解決的問題,體現著先進信息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。

我認為,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智能製造的三個階段。我國應發揮後發優勢,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。

新一代智能製造的系統集成

新一代人工智能技術的融入使得產品和裝備產生革命性變化。新一代智能製造是一個大系統,主要由智能產品、智能生產及智能服務三大功能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。

第一,智能產品和裝備是新一代智能製造系統的主體。

第二,智能生產是新一代智能製造系統的主線,流程工業在國民經濟中佔有基礎性的戰略地位,最有可能率先突破新一代智能製造。而離散型智能工廠將應用新一代人工智能技術實現加工質量的升級、加工工藝的優化、生產的智能調度和管理,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,不僅僅可以解決生產一線勞動力短缺和人力成本高升的問題,而且從根本上體高提高製造業質量、效率和企業競爭力,因此在今後相當長時間內,企業的生產能力升級,生產線、車間、工廠的智能升級將成為推進智能製造的主要戰場。

第三,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型轉變,產業模式將實現從以產品為中心向以用戶為中心的轉變。一方面,產業模式將從大規模流水線生產轉向規模定製化生產, 另一方面,整個製造業的產業形態將從生產型製造向生產服務型製造轉變。

第四,智能製造雲和工業智聯網是支撐新一代智能製造系統的基礎。隨著新一代通訊技術、網絡技術、雲技術、人工智能的技術發展和應用,智能製造雲和工業智聯網將實現質的飛越,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。

第五,系統集成將智能製造各功能系統和支撐系統集成為新一代智能製造系統,這是新一代智能製造最基本的特徵和優勢。新一代智能製造內部和外部均呈現系統“大集成”,具有集中與分佈、統籌與精準、包容與共享的特性。

推進智能製造的五個堅持

當前,中國和發達國家掌握新一輪工業革命的核心技術的機會是均等的,這為我國製造業發揮後發優勢、實現跨越發展提供了可能和契機。

基於此,在推進智能製造進程中,我們要堅持“五個堅持”方針。

一是要堅持創新驅動:我們必須抓住新一代智能製造的歷史性機遇,以科技創新作為中國製造業轉型升級的第一動力。

二是要堅持因企制宜:推動智能製造,必須堅持以企業為主體,以實現企業轉型升級為中心任務。要充分激發企業的內生動力,各個企業,特別是廣大中小企業,要實事求是地實施適合自己轉型升級的技術路徑。

三是要堅持產業升級:推動智能製造的目的在於產業升級,要著眼於廣大企業、各個行業和整個製造產業。實現中國製造業全方位的現代化轉型升級。

四是要堅持建設良好的發展生態:各級政府、科技界、學界、金融界要共同營造良好的生態環境,幫助和支持企業特別是廣大中小企業的智能升級。

五是要堅持開放與協同創新:中國製造業界,要不斷擴大與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,使製造業更好地為人類造福。

(本文根據賙濟院士在2018中國製造業創新大會上的演講實錄整理而成,未經本人確認。)

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