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院士解讀“新一代智能制造”
一、引言
面對新一輪工業(yè)革命,《中國制造2025》明確提出,要以新一代信息技術與制造業(yè)深度融合為主線,以推進智能制造為主攻方向。世界各國都在積極采取行動,美國提出“先進制造業(yè)伙伴計劃”、德國提出“工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃”、英國提出“英國工業(yè)2050戰(zhàn)略”、法國提出“新工業(yè)法國計劃”、日本提出“超智能社會5.0戰(zhàn)略”、韓國提出“制造業(yè)創(chuàng)新3.0計劃”,都將發(fā)展智能制造作為本國構建制造業(yè)競爭優(yōu)勢的關鍵舉措。
新世紀以來,新一代信息技術呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化技術在制造業(yè)廣泛應用,制造系統(tǒng)集成式創(chuàng)新不斷發(fā)展,形成了新一輪工業(yè)革命的主要驅動力。特別是,新一代智能制造作為新一輪工業(yè)革命的核心技術,正在引發(fā)制造業(yè)在發(fā)展理念、制造模式等方面重大而深刻的變革,正在重塑制造業(yè)的發(fā)展路徑、技術體系以及產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài),從而推動全球制造業(yè)發(fā)展步入新階段。
二、智能制造的三個基本范式
廣義而論,智能制造是一個大概念,是先進信息技術與先進制造技術的深度融合,貫穿于產(chǎn)品設計、制造、服務等全生命周期的各個環(huán)節(jié)及相應系統(tǒng)的優(yōu)化集成,旨在不斷提升企業(yè)的產(chǎn)品質量、效益、服務水平,減少資源消耗,推動制造業(yè)創(chuàng)新、綠色、協(xié)調、開放、共享發(fā)展。
數(shù)十年來,智能制造在實踐演化中形成了許多不同的相關范式,包括精益生產(chǎn)、柔性制造、并行工程、敏捷制造、數(shù)字化制造、計算機集成制造、網(wǎng)絡化制造、云制造、智能化制造等,在指導制造業(yè)技術升級中發(fā)揮了積極作用。但同時,眾多的范式不利于形成統(tǒng)一的智能制造技術路線,給企業(yè)在推進智能升級的實踐中造成了許多困擾。面對智能制造不斷涌現(xiàn)的新技術、新理念、新模式,有必要歸納總結提煉出基本范式。
智能制造的發(fā)展伴隨著信息化的進步。全球信息化發(fā)展可分為三個階段:從20世紀中葉到90年代中期,信息化表現(xiàn)為以計算、通信和控制應用為主要特征的數(shù)字化階段;從20世紀90年代中期開始,互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及應用,信息化進入了以萬物互聯(lián)為主要特征的網(wǎng)絡化階段;當前,在大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集群突破、融合應用的基礎上,人工智能實現(xiàn)戰(zhàn)略性突破,信息化進入了以新一代人工智能技術為主要特征的智能化階段。
綜合智能制造相關范式,結合信息化與制造業(yè)在不同階段的融合特征,可以總結、歸納和提升出三個智能制造的基本范式(圖1),也就是:數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造——新一代智能制造。
圖1 智能制造三個基本范式演進
(一)數(shù)字化制造
數(shù)字化制造是智能制造的第一個基本范式,也可稱為第一代智能制造。
智能制造的概念最早出現(xiàn)于20世紀80年代,但是由于當時應用的第一代人工智能技術還難以解決工程實踐問題,因而那一代智能制造主體上是數(shù)字化制造。
20世紀下半葉以來,隨著制造業(yè)對于技術進步的強烈需求,以數(shù)字化為主要形式的信息技術廣泛應用于制造業(yè),推動制造業(yè)發(fā)生革命性變化。數(shù)字化制造是在數(shù)字化技術和制造技術融合的背景下,通過對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進行數(shù)字化描述、分析、決策和控制,快速生產(chǎn)出滿足用戶要求的產(chǎn)品。
數(shù)字化制造的主要特征表現(xiàn)為:第一,數(shù)字技術在產(chǎn)品中得到普遍應用,形成“數(shù)字一代”創(chuàng)新產(chǎn)品;第二,廣泛應用數(shù)字化設計、建模仿真、數(shù)字化裝備、信息化管理;第三,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的集成優(yōu)化。
需要說明的是,數(shù)字化制造是智能制造的基礎,其內涵不斷發(fā)展,貫穿于智能制造的三個基本范式和全部發(fā)展歷程。這里定義的數(shù)字化制造是作為第一種基本范式的數(shù)字化制造,是一種相對狹義的定位。國際上也有若干關于數(shù)字化制造的比較廣義的定義和理論。
(二)數(shù)字化網(wǎng)絡化制造
數(shù)字化網(wǎng)絡化制造是智能制造的第二種基本范式,也可稱為“互聯(lián)網(wǎng)+制造”,或第二代智能制造。
20世紀末互聯(lián)網(wǎng)技術開始廣泛應用,“互聯(lián)網(wǎng)+”不斷推進互聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)融合發(fā)展,網(wǎng)絡將人、流程、數(shù)據(jù)和事物連接起來,通過企業(yè)內、企業(yè)間的協(xié)同和各種社會資源的共享與集成,重塑制造業(yè)的價值鏈,推動制造業(yè)從數(shù)字化制造向數(shù)字化網(wǎng)絡化制造轉變。
數(shù)字化網(wǎng)絡化制造主要特征表現(xiàn)為:第一,在產(chǎn)品方面,數(shù)字技術、網(wǎng)絡技術得到普遍應用,產(chǎn)品實現(xiàn)網(wǎng)絡連接,設計、研發(fā)實現(xiàn)協(xié)同與共享;第二,在制造方面,實現(xiàn)橫向集成、縱向集成和端到端集成,打通整個制造系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流、信息流;第三,在服務方面,企業(yè)與用戶通過網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)連接和交互,企業(yè)生產(chǎn)開始從以產(chǎn)品為中心向以用戶為中心轉型。
德國“工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃”報告和美國GE公司“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”報告完整地闡述了數(shù)字化網(wǎng)絡化制造范式,精辟地提出了實現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡化制造的技術路線。
(三)新一代智能制造——數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造
數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造是智能制造的第三種基本范范式,也可稱為新一代智能制造。
近年來,在經(jīng)濟社會發(fā)展的強烈需求以及互聯(lián)網(wǎng)的普及、云計算和大數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展等信息環(huán)境急速變化的共同驅動下,大數(shù)據(jù)智能、人機混合增強智能、群體智能、跨媒體智能等新一代人工智能技術加速發(fā)展,實現(xiàn)了戰(zhàn)略性突破。新一代人工智能技術與先進制造技術深度融合,形成新一代智能制造——數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造。新一代智能制造將重塑設計、制造、服務等產(chǎn)品全生命周期的各環(huán)節(jié)及其集成,催生新技術、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式,深刻影響和改變人類的生產(chǎn)結構、生產(chǎn)方式乃至生活方式和思維模式,實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的整體躍升。新一代智能制造將給制造業(yè)帶來革命性的變化,將成為制造業(yè)未來發(fā)展的核心驅動力。
智能制造的三個基本范式體現(xiàn)了智能制造發(fā)展的內在規(guī)律:一方面,三個基本范式次第展開,各有自身階段的特點和重點解決的問題,體現(xiàn)著先進信息技術與先進制造技術融合發(fā)展的階段性特征;另一方面,三個基本范式在技術上并不是絕然分離的,而是相互交織、迭代升級,體現(xiàn)著智能制造發(fā)展的融合性特征。對中國等新興工業(yè)國家而言,應發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢,采取三個基本范式“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線。
三、新一代智能制造引領和推動新一輪工業(yè)革命
(一)發(fā)展背景
當今世界,各國制造企業(yè)普遍面臨著提高質量、增加效率、降低成本、快速響應的強烈需求,還要不斷適應廣大用戶不斷增長的個性化消費需求,應對資源能源環(huán)境約束進一步加大的挑戰(zhàn)。然而,現(xiàn)有制造體系和制造水平已經(jīng)難以滿足高端化、個性化、智能化產(chǎn)品和服務增值升級的需求,制造業(yè)的進一步發(fā)展面臨巨大瓶頸和困難。解決問題,迎接挑戰(zhàn),迫切需要制造業(yè)的技術創(chuàng)新、智能升級。
新一輪工業(yè)革命方興未艾,其根本動力在于新一輪科技革命。新世紀以來,移動互聯(lián)、超級計算、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術日新月異、飛速發(fā)展,并極其迅速地普及應用,形成了群體性跨越。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(zhàn)略性突破,實現(xiàn)了質的飛躍。新一代人工智能呈現(xiàn)出深度學習、跨界協(xié)同、人機融合、群體智能等新特征,為人類提供認識復雜系統(tǒng)的新思維、改造自然和社會的新技術。當然,新一代人工智能技術還處在極速發(fā)展的進程中,將繼續(xù)從“弱人工智能”邁向“強人工智能”,不斷拓展人類“腦力”,應用范圍將無所不在。新一代人工智能已經(jīng)成為新一輪科技革命的核心技術,為制造業(yè)革命性的產(chǎn)業(yè)升級提供了歷史性機遇,正在形成推動經(jīng)濟社會發(fā)展的巨大引擎。世界各國都把新一代人工智能的發(fā)展擺在了最重要的位置。
新一代人工智能技術與先進制造技術的深度融合,形成了新一代智能制造技術,成為了新一輪工業(yè)革命的核心驅動力。
(二)新一代智能制造是新一輪工業(yè)革命的核心技術
科學技術是第一生產(chǎn)力,科技創(chuàng)新是經(jīng)濟社會發(fā)展的根本動力。第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命分別以蒸汽機和電力的發(fā)明和應用為根本動力,極大地提高了生產(chǎn)力,人類社會進入了現(xiàn)代工業(yè)社會。第三次工業(yè)革命以計算、通信、控制等信息技術的創(chuàng)新與應用為標志,持續(xù)將工業(yè)發(fā)展推向新高度。
新世紀以來,數(shù)字化和網(wǎng)絡化使得信息的獲取、使用、控制以及共享變得極其快速和普及,進而,新一代人工智能突破和應用進一步提升了制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化的水平,其最本質的特征是具備認知和學習的能力,具備生成知識和更好地運用知識的能力,這樣就從根本上提高工業(yè)知識產(chǎn)生和利用的效率,極大地解放人的體力和腦力,使創(chuàng)新速度大大加快,應用范圍更加泛在,從而推動制造業(yè)發(fā)展步入新階段,即數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造——新一代智能制造。如果說數(shù)字化網(wǎng)絡化制造是新一輪工業(yè)革命的開始,那么新一代智能制造的突破和廣泛應用將推動形成新工業(yè)革命的高潮,將重塑制造業(yè)的技術體系、生產(chǎn)模式、產(chǎn)業(yè)形態(tài),并將引領真正意義上的“工業(yè)4.0”,實現(xiàn)新一輪工業(yè)革命。
(三)愿景
制造系統(tǒng)將具備越來越強大的智能,特別是越來越強大的認知和學習能力,人的智慧與機器智能相互啟發(fā)性地增長,使制造業(yè)的知識型工作向自主智能化的方向發(fā)生轉變,進而突破當今制造業(yè)發(fā)展所面臨的瓶頸和困難。
新一代智能制造中,產(chǎn)品呈現(xiàn)高度智能化、宜人化,生產(chǎn)制造過程呈現(xiàn)高質、柔性、高效、綠色等特征,產(chǎn)業(yè)模式發(fā)生革命性的變化,服務型制造業(yè)與生產(chǎn)型服務業(yè)大發(fā)展,進而共同優(yōu)化集成新型制造大系統(tǒng),全面重塑制造業(yè)價值鏈,極大提高制造業(yè)的創(chuàng)新力和競爭力。
新一代智能制造將給人類社會帶來革命性變化。人與機器的分工將產(chǎn)生革命性變化,智能機器將替代人類大量體力勞動和相當部分的腦力勞動,人類可更多地從事創(chuàng)造性工作;人類工作生活環(huán)境和方式將朝著以人為本的方向邁進。同時,新一代智能制造將有效減少資源與能源的消耗和浪費,持續(xù)引領制造業(yè)綠色發(fā)展、和諧發(fā)展。
四、新一代智能制造的技術機理:“人-信息-物理系統(tǒng)”(HCPS)
智能制造涉及智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)以及智能服務等多個方面及其優(yōu)化集成。從技術機理角度看,這些不同方面盡管存在差異,但本質上是一致的,下面以生產(chǎn)過程為例進行分析。
(一)傳統(tǒng)制造與“人-物理系統(tǒng)”
傳統(tǒng)制造系統(tǒng)包含人和物理系統(tǒng)兩大部分,是完全通過人對機器的操作控制去完成各種工作任務[如圖2(a)所示]。動力革命極大地提高了物理系統(tǒng)(機器)的生產(chǎn)效率和質量,物理系統(tǒng)(機器)代替了人類大量體力勞動。傳統(tǒng)制造系統(tǒng)中,要求人完成信息感知、分析決策、操作控制以及認知學習等多方面任務,不僅對人的要求高,勞動強度大,而且系統(tǒng)工作效率、質量還不夠高,完成復雜工作任務的能力還很有限。傳統(tǒng)制造系統(tǒng)可抽象描述為圖2(b)所示的“人-物理系統(tǒng)”(human-physical systems,HPS)。
圖2 傳統(tǒng)制造系統(tǒng)與“人-物理系統(tǒng)”
(二)數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡化制造與“人-信息-物理系統(tǒng)”
與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)相比,第一代和第二代智能制造系統(tǒng)發(fā)生的本質變化是,在人和物理系統(tǒng)之間增加了信息系統(tǒng),信息系統(tǒng)可以代替人類完成部分腦力勞動,人的相當部分的感知、分析、決策功能向信息系統(tǒng)復制遷移,進而可以通過信息系統(tǒng)來控制物理系統(tǒng),以代替人類完成更多的體力勞動,如圖3所示。
圖3 第一代和第二代智能制造系統(tǒng)
第一代和第二代智能制造系統(tǒng)通過集成人、信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的各自優(yōu)勢,系統(tǒng)的能力尤其是計算分析、精確控制以及感知能力都得以很大提高。一方面,系統(tǒng)的工作效率、質量和穩(wěn)定性均得以顯著提升;另一方面,人的相關制造經(jīng)驗和知識轉移到信息系統(tǒng),能夠有效提高人的知識的傳承和利用效率。制造系統(tǒng)從傳統(tǒng)的“人-物理系統(tǒng)”向“人-信息-物理系統(tǒng)”(human-cyber-physical systems,HCPS)的演變可進一步用圖4進行抽象描述。
圖4 從“人-物理系統(tǒng)”到“人-信息-物理系統(tǒng)”
信息系統(tǒng)(cyber system)的引入使得制造系統(tǒng)同時增加了“人-信息系統(tǒng)”(human-cyber systems,HCS)和“信息-物理系統(tǒng)”(cyber-physical systems,CPS)。其中,CPS是非常重要的組成部分。美國在21世紀初提出了CPS的理論,德國將其作為“工業(yè)4.0”的核心技術。CPS在工程上的應用是實現(xiàn)信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的完美映射和深度融合,“數(shù)字孿生體”(digital twin)即是其最為基本且關鍵的技術,由此,制造系統(tǒng)的性能和效率可大大提高。
(三)新一代智能制造與新一代“人-信息-物理系統(tǒng)”
新一代智能制造系統(tǒng)最本質的特征是其信息系統(tǒng)增加了認知和學習的功能,信息系統(tǒng)不僅具有強大的感知、計算分析與控制能力,更具有學習提升、產(chǎn)生知識的能力,如圖5所示。
圖5 新一代智能制造系統(tǒng)的基本機理
在這一階段,新一代人工智能技術將使“人-信息-物理系統(tǒng)”發(fā)生質的變化,形成新一代“人-信息-物理系統(tǒng)”(圖6)。主要變化在于:第一,人將部分認知與學習型的腦力勞動轉移給信息系統(tǒng),因而信息系統(tǒng)具有了“認知和學習”的能力,人和信息系統(tǒng)的關系發(fā)生了根本性的變化,即從“授之以魚”發(fā)展到“授之以漁”;第二,通過“人在回路”的混合增強智能,人機深度融合將從本質上提高制造系統(tǒng)處理復雜性、不確定性問題的能力,極大地優(yōu)化制造系統(tǒng)的性能。
圖6 新一代“人-信息-物理系統(tǒng)”
新一代“人-信息-物理系統(tǒng)”中,HCS、HPS和CPS都將實現(xiàn)質的飛躍。
新一代智能制造進一步突出了人的中心地位,是統(tǒng)籌協(xié)調“人”“信息系統(tǒng)”和“物理系統(tǒng)”的綜合集成大系統(tǒng);將使制造業(yè)的質量和效率躍升到新的水平,為人民的美好生活奠定更好的物質基礎;將使人類從更多體力勞動和大量腦力勞動中解放出來,使得人類可以從事更有意義的創(chuàng)造性工作,人類社會開始真正進入“智能時代”。
總之,制造業(yè)從傳統(tǒng)制造向新一代智能制造發(fā)展的過程是從原來的“人-物理”二元系統(tǒng)向新一代“人-信息-物理”三元系統(tǒng)進化的過程(圖7)。新一代“人-信息-物理系統(tǒng)”揭示了新一代智能制造的技術機理,能夠有效指導新一代智能制造的理論研究和工程實踐。
圖7 從“人-物理系統(tǒng)”到新一代“人-信息-物理系統(tǒng)”
五、新一代智能制造的系統(tǒng)組成與系統(tǒng)集成
新一代智能制造是一個大系統(tǒng),主要由智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)和智能服務三大功能系統(tǒng)以及工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)和智能制造云兩大支撐系統(tǒng)集合而成(圖8)。
圖8 新一代智能制造的系統(tǒng)集成
新一代智能制造技術是一種核心使能技術,可廣泛應用于離散型制造和流程型制造的產(chǎn)品創(chuàng)新、生產(chǎn)創(chuàng)新、服務創(chuàng)新等制造價值鏈全過程的創(chuàng)新與優(yōu)化。
(一)智能產(chǎn)品與制造裝備
產(chǎn)品和制造裝備是智能制造的主體,其中,產(chǎn)品是智能制造的價值載體,制造裝備是實施智能制造的前提和基礎。
新一代人工智能和新一代智能制造將給產(chǎn)品與制造裝備創(chuàng)新帶來無限空間,使產(chǎn)品與制造裝備產(chǎn)生革命性變化,從“數(shù)字一代”整體躍升至“智能一代”。從技術機理看,“智能一代”產(chǎn)品和制造裝備也就是具有新一代HCPS特征的、高度智能化、宜人化、高質量、高性價比的產(chǎn)品與制造裝備。
設計是產(chǎn)品創(chuàng)新的最重要環(huán)節(jié),智能優(yōu)化設計、智能協(xié)同設計、與用戶交互的智能定制、基于群體智能的“眾創(chuàng)”等都是智能設計的重要內容。研發(fā)具有新一代HCPS特征的智能設計系統(tǒng)也是發(fā)展新一代智能制造的核心內容之一。
(二)智能生產(chǎn)
智能生產(chǎn)是新一代智能制造的主線。
智能產(chǎn)線、智能車間、智能工廠是智能生產(chǎn)的主要載體。新一代智能制造將解決復雜系統(tǒng)的精確建模、實時優(yōu)化決策等關鍵問題,形成自學習、自感知、自適應、自控制的智能產(chǎn)線、智能車間和智能工廠,實現(xiàn)產(chǎn)品制造的高質、柔性、高效、安全與綠色。
(三)智能服務
以智能服務為核心的產(chǎn)業(yè)模式變革是新一代智能制造的主題。
在智能時代,市場、銷售、供應、運營維護等產(chǎn)品全生命周期服務,均因物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術而賦予其全新的內容。
新一代人工智能技術的應用將催生制造業(yè)新模式、新業(yè)態(tài):一是,從大規(guī)模流水線生產(chǎn)轉向規(guī)?;ㄖ粕a(chǎn);二是,從生產(chǎn)型制造向服務型制造轉變,推動服務型制造業(yè)與生產(chǎn)性服務業(yè)大發(fā)展,共同形成大制造新業(yè)態(tài)。制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式將實現(xiàn)從以產(chǎn)品為中心向以用戶為中心的根本性轉變,完成深刻的供給側結構性改革。
(四)智能制造云與工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)
智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)是支撐新一代智能制造的基礎。
隨著新一代通信技術、網(wǎng)絡技術、云技術和人工智能技術的發(fā)展和應用,智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)將實現(xiàn)質的飛躍。智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)將由智能網(wǎng)絡體系、智能平臺體系和智能安全體系組成,為新一代智能制造生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式變革提供發(fā)展的空間和可靠的保障。
(五)系統(tǒng)集成
新一代智能制造內部和外部均呈現(xiàn)出前所未有的系統(tǒng)“大集成”特征:
一方面是制造系統(tǒng)內部的“大集成”。企業(yè)內部設計、生產(chǎn)、銷售、服務、管理過程等實現(xiàn)動態(tài)智能集成,即縱向集成;企業(yè)與企業(yè)之間基于工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)與智能云平臺,實現(xiàn)集成、共享、協(xié)作和優(yōu)化,即橫向集成。
另一方面是制造系統(tǒng)外部的“大集成”。制造業(yè)與金融業(yè)、上下游產(chǎn)業(yè)的深度融合形成服務型制造業(yè)和生產(chǎn)性服務業(yè)共同發(fā)展的新業(yè)態(tài)。智能制造與智能城市、智能農(nóng)業(yè)、智能醫(yī)療等交融集成,共同形成智能生態(tài)大系統(tǒng)——智能社會。
新一代智能制造系統(tǒng)大集成具有大開放的顯著特征,具有集中與分布、統(tǒng)籌與精準、包容與共享的特性,具有廣闊的發(fā)展前景。
六、并行推進、融合發(fā)展——中國推進智能制造的技術路線
在西方發(fā)達國家,智能制造是一個“串聯(lián)式”的發(fā)展過程,他們是用幾十年時間充分發(fā)展數(shù)字化制造之后,再發(fā)展數(shù)字化網(wǎng)絡化制造,進而邁向更高級的智能制造階段。在中國,制造業(yè)對于智能升級有著極為強烈的需求,近年來技術進步也很快,但是總體而言,中國智能制造的基礎非常薄弱,大多數(shù)企業(yè),特別是廣大中小企業(yè),還沒有完成數(shù)字化制造轉型。面對這樣的現(xiàn)實,中國如何推進制造業(yè)的技術改造、智能升級?
首先,必須實事求是,中國企業(yè)在推進智能升級的過程中要踏踏實實地完成數(shù)字化“補課”,夯實智能制造發(fā)展的基礎;同時,不必走西方發(fā)達國家“順序發(fā)展”的路徑,努力探索一條智能制造跨越式發(fā)展的新路。
近幾年,中國制造業(yè)界大力推進“互聯(lián)網(wǎng)+制造”。一方面,一批數(shù)字化制造基礎較好的企業(yè)成功轉型,實現(xiàn)了數(shù)字化網(wǎng)絡化制造;另一方面,部分原來還未實現(xiàn)數(shù)字化制造的企業(yè),則采用并行推進數(shù)字化制造和數(shù)字化網(wǎng)絡化制造的技術路線,在完成數(shù)字化制造“補課”的同時,成功實現(xiàn)向數(shù)字化網(wǎng)絡化制造的跨越。這給我們提供了成功的經(jīng)驗。
中國推進智能制造應采取“并聯(lián)式”的發(fā)展方式,采用“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線:并行推進數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡化制造、新一代智能制造,以及時充分應用高速發(fā)展的先進信息技術和先進制造技術的融合式技術創(chuàng)新,引領和推進中國制造業(yè)的智能轉型。
未來若干年,考慮到中國智能制造發(fā)展的現(xiàn)狀,也考慮到新一代智能制造技術還不成熟,中國制造業(yè)轉型升級的工作重點要放在大規(guī)模推廣和全面應用“互聯(lián)網(wǎng)+制造”;同時,在大力普及“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的過程中,要特別重視各種先進技術的融合應用,“以高打低、融合發(fā)展”。一方面,使得廣大企業(yè)都能高質量完成“數(shù)字化補課”;另一方面,盡快盡好應用新一代智能制造技術,大大加速制造業(yè)轉型升級的速度。
再過若干年,在新一代智能制造技術基本成熟之后,中國制造業(yè)將進入全面推廣應用普及新一代智能制造的新階段。
我國在推動三個基本范式“融合發(fā)展”時,必須制定統(tǒng)一的標準。未來數(shù)十年,我國企業(yè)在智能升級過程中,將普遍面臨多次范式轉化和技術升級,必須高度重視制定和實行智能制造的相關標準,為后續(xù)發(fā)展做好準備,避免企業(yè)的低水平重復建設,有利于我國推進智能制造的分階段實施和不斷升級。
在實施“并行推進、融合發(fā)展”這一技術路線的過程中,要強調“五個堅持”的方針。
(一)堅持“創(chuàng)新引領”。
緊緊抓住新一代智能制造帶來的歷史性機遇,充分利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術,瞄準高端方向,加快研究、開發(fā)、示范、推廣和應用新一代智能制造技術,用創(chuàng)新引領和推動制造業(yè)生產(chǎn)質量和效率提升,實現(xiàn)中國制造業(yè)由大變強。
(二)堅持“因企制宜”。
推動智能制造,要充分激發(fā)企業(yè)的內生動力。中國的企業(yè)參差不齊,實現(xiàn)智能轉型不能搞“一刀切”,各個企業(yè)特別是廣大中小企業(yè),要結合企業(yè)發(fā)展實情,充分考慮技術先進性和技術經(jīng)濟性的平衡,實事求是地應用適合自己轉型升級的技術路徑。
(三)堅持“產(chǎn)業(yè)升級”。
推動智能制造不能僅僅停留在典型、示范、部分制造環(huán)節(jié)或者部分制造領域,而是要著眼于廣大企業(yè)、各個行業(yè)和整個制造產(chǎn)業(yè),推動中國制造業(yè)質量變革、效率變革、動力變革,實現(xiàn)中國制造業(yè)全方位的智能化轉型升級。
(四)堅持建設良好的發(fā)展生態(tài)。
各級政府、科技界、學界、金融界等社會各界要共同營造良好的生態(tài)環(huán)境,幫助和支持企業(yè)特別是廣大中小企業(yè)的智能升級。營造“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的良好環(huán)境;建設“用產(chǎn)學研金政”緊密結合的智能制造技術創(chuàng)新體系;形成從事推廣應用各種共性使能技術和提供系統(tǒng)解決方案的新興企業(yè)集群。
推進智能制造成敗的關鍵在于人才,要以人為本,動員各方力量,努力培養(yǎng)一代智能制造優(yōu)秀人才。
(五)堅持開放與協(xié)同創(chuàng)新。
中國制造業(yè)界要不斷擴大與世界各國制造業(yè)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(chuàng)新體系是開放的創(chuàng)新體系。我們要和世界制造業(yè)的同行們共同努力,共同推進新一代智能制造,共同推進新一輪工業(yè)革命,使制造業(yè)更好地為人類造福。
---本文摘自【創(chuàng)新研究公眾號】