新一代智能制造新一輪工業(yè)革命的核心驅(qū)動力

1、Chinese Academy of Engineering新一代智能制造 新一輪工業(yè)革命的核心驅(qū)動力1在黨的十九大報告中號召： “加快建設制造強國， 加快發(fā)展先進制造業(yè)?！币七M中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變， 中國速度向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變， 制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變。習近平2習近平總書記創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力。3繼續(xù)做好信息化和工業(yè)化深度融合這篇大文章， 推進智能制造， 推動制造業(yè)加速向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展。習近平中國制造2025 從國家層面確定了我國建設制造強國的 總體戰(zhàn)略，明確提出: 要以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展為主題， 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， 實現(xiàn)制造業(yè)由大

2、變強的歷史跨越。4一、智能制造是中國制造2025的主攻方向 二、智能制造的基本范式與“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 四、中國智能制造發(fā)展的戰(zhàn)略建議和優(yōu)先行動5Chinese Academy of Engineering1. 智能制造是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的強烈需求2. 智能制造為中國制造業(yè)跨越發(fā)展提供歷史性機遇3. 加快制定和扎實推進中國智能制造發(fā)展戰(zhàn)略6一、智能制造是中國制造2025的主攻方向Chinese Academy of Engineering中國特色社會主義進入了新時代， 我國經(jīng)濟發(fā)展也進入了新時代， 新時代我國經(jīng)濟發(fā)展的特征，就是 我國

3、經(jīng)濟發(fā)展已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段。71. 智能制造是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的強烈需求Chinese Academy of Engineering我國經(jīng)濟正處在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟結構、轉(zhuǎn)換增長動 力的攻關期，創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、推進供給側結構性改革是實現(xiàn)高 質(zhì)量發(fā)展的迫切要求和我國發(fā)展的戰(zhàn)略任務。制造業(yè)是實體經(jīng)濟的主體，是技術創(chuàng)新的主戰(zhàn)場，是供給側結構性改革的主要領域。實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，必須要加快推動制造業(yè)實現(xiàn)質(zhì)量效益提高、產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化、發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、增長動力轉(zhuǎn)換。8Chinese Academy of Engineering發(fā)展智能制造是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主要路徑。加快發(fā)展智能制造，不但有

4、助于企業(yè)全面提升研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務的數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化水平，持續(xù)改善產(chǎn)品質(zhì)量， 提高企業(yè)生產(chǎn)效率，滿足在新常態(tài)下企業(yè)迫切希望實現(xiàn)創(chuàng)新和 轉(zhuǎn)型升級的需求，同時還將帶動眾多新技術、新產(chǎn)品、新裝備 快速發(fā)展，催生出一大批新應用、新業(yè)態(tài)和新模式，驅(qū)動新興 制造業(yè)蓬勃發(fā)展、傳統(tǒng)制造業(yè)優(yōu)化升級，為中國經(jīng)濟的增長注 入強有力的新動能，帶動中國制造保持中高速增長、邁向中高 端水平。9Chinese Academy of Engineering1. 智能制造是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的強烈需求2. 智能制造為中國制造業(yè)跨越發(fā)展提供歷史性機遇3. 加快制定和扎實推進中國智能制造發(fā)展戰(zhàn)略10一、智能制造是中國制造20

5、25的主攻方向Chinese Academy of Engineering新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式形成歷史性交匯。習近平這為我們實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略提供了難得的重大機遇，為中國制造業(yè)的創(chuàng)新驅(qū)動、轉(zhuǎn)型升級指明了發(fā)展方向。112. 智能制造為中國制造業(yè)跨越發(fā)展提供歷史性機遇Chinese Academy of Engineering新一代人工智能技術與先進制造技術 深度融合所形成的新一代智能制造技術， 成為了新一輪工業(yè)革命的核心驅(qū)動力。12Chinese Academy of Engineering新一代智能制造正在引領和推動新一輪工業(yè)革命， 引發(fā)制造業(yè)發(fā)展理念、制造模式

6、發(fā)生重大而深刻的變革， 重塑制造業(yè)的技術體系、生產(chǎn)模式、發(fā)展要素及價值鏈，推動中國制造業(yè)獲得競爭新優(yōu)勢， 推動全球制造業(yè)發(fā)展步入新階段， 實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的整體躍升。13Chinese Academy of Engineering當前，中國和發(fā)達國家掌握新一輪工業(yè)革命的核心技術的 機會是均等的，這為我國制造業(yè)發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢、實現(xiàn)跨越發(fā) 展提供了可能和契機。我國制造業(yè)具有自己的發(fā)展特色與獨特優(yōu)勢。經(jīng)過新中國 成立以來六十多年特別是改革開放近四十年的快速發(fā)展，中 國已經(jīng)成為世界制造大國，中國制造正處在從數(shù)量擴張向質(zhì) 量提升發(fā)展的關鍵階段。14Chinese Academy of Engineering

7、今后二十年，正是“智能制造”這個新一輪工業(yè)革命核心技術 發(fā)展的關鍵時期， 中國制造業(yè)完全可以抓住這一千載難逢的歷史機遇， 集中全國優(yōu)勢兵力打一場戰(zhàn)略決戰(zhàn)， 實現(xiàn)戰(zhàn)略性的重點突破、重點跨越， 實現(xiàn)與西方發(fā)達國家并行甚至超越， 實現(xiàn)中國制造業(yè)的換道超車、跨越發(fā)展。15Chinese Academy of Engineering1. 智能制造是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的強烈需求2. 智能制造為中國制造業(yè)跨越發(fā)展提供歷史性機遇3. 加快制定和扎實推進中國智能制造發(fā)展戰(zhàn)略16一、智能制造是中國制造2025的主攻方向Chinese Academy of Engineering面對以智能制造為核心技術的新一輪工業(yè)

8、革命， 世界各國尤其是發(fā)達國家都在結合自身實際和優(yōu)勢， 積極采取行動，搶占未來發(fā)展戰(zhàn)略制高點， 確保本國在未來制造業(yè)競爭中的國際領先和主導地位。173. 加快制定和扎實推進中國智能制造發(fā)展戰(zhàn)略Chinese Academy of Engineering美國發(fā)布“先進制造業(yè)伙伴計劃”、 德國發(fā)布“工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃實施建議”、 日本提出“社會5.0戰(zhàn)略” 、 英國提出“工業(yè)2050戰(zhàn)略” 、 法國提出“未來工業(yè)計劃” 、 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 構建新形勢下制造業(yè)競爭優(yōu)勢的關鍵舉措， 并提出了相應的發(fā)展技術路線。18Chinese Academy of En

9、gineering中國制造2025是中國政府實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領。中國制造2025提出，要通過“三步走”的戰(zhàn)略，大體上每一步用十年左右的時間來實現(xiàn)我國從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國轉(zhuǎn)變的目標。2035年中國制造業(yè) 將位居第二方陣前列， 成為名副其實的制造 強國。192025年2035年2045年2025年中國制造業(yè)可 進入世界第二方陣， 邁入制造強國行列。2045年中國制造業(yè)可望進 入第一方陣，成為具有全球 引領影響力的制造強國。（第一階段）（第二階段）（第三階段） 這里“制造強國”有兩重含義： 其一，“強”是形容詞，中國由制造大國成為制造強國； 其二，“強”是動詞，制造業(yè)強則國家強

10、，通過制造業(yè)的發(fā)展使中國更加繁榮富強。20 要強調(diào)的是，這里講的制造業(yè)，既包括機械加工、裝備制造等 離散型制造業(yè)，也包括冶金、化工、生物制藥等連續(xù)型（流程 類）制造業(yè)。同時，未來先進制造業(yè)的范疇進一步擴大到材料 制造新材料的數(shù)字化設計與制造、生物制造生物體的 數(shù)字化設計與制造等等。21智能制造制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化是新一輪工業(yè)革命 的核心技術，應該作為中國制造2025的制高點、突破口和主攻方向。智能制造工程 質(zhì)量與品牌工程 綠色制造工程 服務型制造工程 高端裝備創(chuàng)新工程 工業(yè)強基工程以推進智能制造工程為主攻方向22Chinese Academy of Engineering當前，中國制造20

11、25進入全面部署、加快實施、深入推進的 新階段，企業(yè)對于新一輪工業(yè)革命熱情高漲，對于實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型升級 愿望迫切。我國雖然確立了智能制造的主攻方向，但是無論在技術層面，還 是戰(zhàn)略層面，都還沒有做好充分準備，尤其是我國工業(yè)界尚未形成清 晰的智能制造發(fā)展戰(zhàn)略，特別是發(fā)展的技術路線。廣大企業(yè)在智能制造的理性認識、發(fā)展方向、工作重點、路徑選擇、實施策略等方面還存在許多困惑和誤區(qū)。23Chinese Academy of Engineering要推動我國智能制造持續(xù)健康快速發(fā)展， 必須結合世界技術發(fā)展趨勢， 提出適合中國國情的智能制造發(fā)展戰(zhàn)略， 特別是發(fā)展的技術路線， 明確智能制造發(fā)展的戰(zhàn)略目標、方針和路

12、徑， 加快推進中國制造智能轉(zhuǎn)型， 實現(xiàn)我國由制造大國向制造強國的轉(zhuǎn)變。24 一、智能制造是中國制造2025的主攻方向 二、智能制造的基本范式與“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 四、中國智能制造發(fā)展的戰(zhàn)略建議和優(yōu)先行動25Chinese Academy of Engineering廣義而論，智能制造是一個大概念， 是先進制造技術與新一代信息技術的深度融合，貫穿于 產(chǎn)品、制造、服務全生命周期的各個環(huán)節(jié) 及相應系統(tǒng)的優(yōu)化集成， 實現(xiàn)制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化， 不斷提升企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、效益、服務水平， 推動制造業(yè)創(chuàng)新、綠色、協(xié)調(diào)、開放、共享發(fā)展。26Ch

13、inese Academy of Engineering數(shù)十年來， 智能制造在實踐演化中形成了許多不同的范式， 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)智能轉(zhuǎn)型中發(fā)揮了積極作用。27Chinese Academy of Engineering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， 迫切需要歸納總結出基本范式。28Chinese Academy of Engineering智能制造的發(fā)展伴隨著信息化的進步

14、。全球信息化發(fā)展可分為三個階段：從上世紀中葉到90年代中期，信息化表現(xiàn)為以計算、通訊和控制應用為主要特征的數(shù)字化階段；從上世紀九十年代中期開始，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。29數(shù)字化數(shù)字化 網(wǎng)絡化制造智能化新一代 智能制造智能化數(shù)字化制造智能化網(wǎng)絡化網(wǎng)絡化 數(shù)字化網(wǎng)絡化 數(shù)字化綜合智能制造相關范式，智能升級 結合信息化與制造業(yè)在不 同階段的融合特征，可以 總結、歸納和提升出三種范式演進智能制造的基

15、本范式， 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30Chinese Academy of Engineering1. 數(shù)字化制造2. 數(shù)字化網(wǎng)絡化制造3. 新一代智能制造數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造4. 我國智能制造“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線5. 智能制造的總體架構31二、智能制造基本范式與“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線Chinese Academy of Engineering數(shù)字化制造是智能制造的第一種基本范式， 也可稱為第一代智能制造。智能制造的概念最早出現(xiàn)于上世紀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

16、能制造主體上是數(shù)字化制造。321. 數(shù)字化制造Chinese Academy of Engineering上世紀下半葉以來，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。33Chinese Academy

17、 of Engineering20世紀80年代以來， 我國企業(yè)逐步推進應用數(shù)字化制造， 取得了巨大的技術進步。 特別是近年來，各地大力推進“數(shù)控一代產(chǎn)品創(chuàng)新”、 “機器換人”、“數(shù)字化改造”， 一大批數(shù)字化產(chǎn)品涌現(xiàn)出來，一大批數(shù)字化生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、數(shù)字化工廠建立起來， 眾多的企業(yè)完成了數(shù)字化制造升級， 我國數(shù)字化制造邁入了新的發(fā)展階段。34Chinese Academy of Engineering同時，我們必須清醒地認識到， 我國大多數(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(zhuǎn)型。面對這樣的現(xiàn)實， 我國在推進智能制造過程中必須實事求是， 踏踏實實地完成數(shù)字化“補課”， 進一步夯實

18、智能制造發(fā)展的基礎。35Chinese Academy of Engineering需要說明的是， 數(shù)字化制造是智能制造的基礎， 其內(nèi)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， 國際上也有關于數(shù)字化制造比較廣義的定位和理論。36Chinese Academy of Engineering1. 數(shù)字化制造2. 數(shù)字化網(wǎng)絡化制造3. 新一代智能制造數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造4. 我國智能制造“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線5. 智能制造的總體架構37二、智能制造基本范式與“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線Chi

19、nese Academy of Engineering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。382. 數(shù)字化網(wǎng)絡化制造Chinese Academy of Engineering上世紀末互聯(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(nèi)、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(zhuǎn)變。39Chinese Academy of Engineering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)

20、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)聯(lián)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(zhuǎn)型。40Chinese Academy of Engineering德國工業(yè)4.0 和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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。德國工業(yè)4.041美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)Chinese Academy of Engineering我國工業(yè)界緊緊抓住互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略機遇， 大力推進“互聯(lián)網(wǎng)+制造”， 數(shù)字

21、化網(wǎng)絡化水平大大提高， 企業(yè)的需求極為迫切，發(fā)展的勢頭極為迅猛。42Chinese Academy of Engineering一方面， 一批數(shù)字化制造基礎較好的企業(yè)成功轉(zhuǎn)型， 實現(xiàn)了數(shù)字化網(wǎng)絡化制造；43Chinese Academy of Engineering例1：三一重工三一重工是我國工程機械領域最早進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的企業(yè)， 2008年籌建的三一重工18號廠房是亞洲最大的數(shù)字化制造車間。 之后，三一重工推進網(wǎng)絡化進程，自主部署基于設備全球互聯(lián)的 物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)平臺，為用戶提供包括預測性維護、物聯(lián)網(wǎng)金融 等新業(yè)務，顯著提高了三一產(chǎn)品的質(zhì)量、水平和效益。目前，三一重工已發(fā)展成位居世界前列的工

22、程機械制造企業(yè)。44Chinese Academy of Engineering另一方面，大量原來還未完成數(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， 完成了數(shù)字化制造的“補課”， 同時跨越到數(shù)字化網(wǎng)絡化制造階段，實現(xiàn)了企業(yè)的優(yōu)化升級。45Chinese Academy of Engineering例2：浙江春風動力春風動力原來是一家摩托車配件廠，數(shù)字化水平 不高；通過“互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新+制造”，很好地完成了 數(shù)字化“補課”，全面打造了“制造云、電商云、 物流云、設計云、流程云”，產(chǎn)品質(zhì)量達到國際一 流水平。目前，春風動力已經(jīng)發(fā)展成為特種摩托車行業(yè)的世界級“隱形冠軍”企

23、業(yè)。1989年春風前身現(xiàn)在的春風動力生產(chǎn)線46Chinese Academy of Engineering1. 數(shù)字化制造2. 數(shù)字化網(wǎng)絡化制造3. 新一代智能制造數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造4. 我國智能制造“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線5. 智能制造的總體架構47二、智能制造基本范式與“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線Chinese Academy of Engineering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式， 也可稱為新一代智能制造。 近年來，人工智能加速發(fā)展，實現(xiàn)了戰(zhàn)略性突破。 先進制造技術與新一代人工智能技術深度融合， 形成了新一代智能制造數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造。483.

24、新一代智能制造數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造Chinese Academy of Engineering新一代智能制造的主要特征表現(xiàn)在 制造系統(tǒng)具備了“學習”能力。 通過深度學習、增強學習、遷移學習等技術的應用， 制造領域的知識產(chǎn)生、獲取、應用和傳承效率 將發(fā)生革命性變化，顯著提高創(chuàng)新與服務能力。49Chinese Academy of Engineering新一代智能制造是真正意義上的智能制造， 將從根本上引領和推進新一輪工業(yè)革命， 是我國制造業(yè)實現(xiàn)“換道超車”的重大機遇。50Chinese Academy of Engineering智能制造的三個基本范式體現(xiàn)了智能制造發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律：一方面，三個

25、基本范式次第展開，各有自身階段的特點和要 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。51Chinese Academy of Engineering1. 數(shù)字化制造2. 數(shù)字化網(wǎng)絡化制造3. 新一代智能制造數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造4. 我國智能制造“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線5. 智能制造的總體架構52二、智能制造基本范式與“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線Chinese

26、 Academy of Engineering智能制造在西方發(fā)達國家是一個“串聯(lián)式”的發(fā)展過程，數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化是西方順序發(fā)展智能制造的三個階段?！八麄兪怯脦资陼r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。”534. 我國智能制造“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線Chinese Academy of Engineering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(zhuǎn)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？5

27、4Chinese Academy of Engineering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。我國大力推進“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的成功實踐給我們提供了 重要的啟示和寶貴的經(jīng)驗。55Chinese Academy of Engineering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

28、創(chuàng)新，引領和推進中國制造業(yè)的智能轉(zhuǎn)型。56Chinese Academy of Engineering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(zhuǎn)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， 要特別重視新一代智能制造技術的融合應用， “以高打低、融合發(fā)展”。57Chinese Academy of Engineering一方面，使得廣大企業(yè)都能高質(zhì)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(zhuǎn)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

29、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。58Chinese Academy of Engineering我國在推動三個基本范式“融合發(fā)展”時，59必須制定統(tǒng)一的標準，這對我國智能制造發(fā)展至關重要。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(zhuǎn)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。Chinese Academy of Engineering1. 數(shù)字化制造2. 數(shù)字化網(wǎng)絡化制造3. 新一代智能制造數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造4. 我國智能制造“并行

30、推進、融合發(fā)展”的技術路線5. 智能制造的總體架構60二、智能制造基本范式與“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線Chinese Academy of Engineering智能制造總體架構61智能制造涵蓋了產(chǎn)品、制造、服務全生命周期中所涉及的理 論、方法、技術和應用，其總體架構可以從價值維、技術維 和組織維三個維度描述。Chinese Academy of Engineering 智能制造的根本是制造，必須堅持以制造為主體。 智能制造的價值實現(xiàn)主要體現(xiàn)在產(chǎn)品、生產(chǎn)、服務三個 方面及其系統(tǒng)集成。62(1)價值維以制造為主體的價值實現(xiàn)維度Chinese Academy of Engineering 產(chǎn)

31、品包括智能制造的裝備和各種產(chǎn)出物； 生產(chǎn)包括基于產(chǎn)品的制造流程的各個環(huán)節(jié)； 服務包括以用戶為中心的產(chǎn)品全生命周期的各種服務， 系統(tǒng)集成包括產(chǎn)品、制造、服務等價值鏈各環(huán)節(jié)的集成，系統(tǒng)集 成消除各環(huán)節(jié)信息的不對稱性，提高系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)化資源配 置，提升質(zhì)量和效益。63Chinese Academy of Engineering 兩化融合是信息化和工業(yè)化的深度結合。 智能制造從技術演變的角度體現(xiàn)為數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡 化制造、新一代智能制造三個基本范式。64(2)技術維以兩化融合為主線的技術進化維度Chinese Academy of Engineering(3)組織維以人為本的組織系統(tǒng)維度 人

32、類實施智能制造的組織系統(tǒng)包含智能單元、智能系統(tǒng)和系統(tǒng)之系統(tǒng)三個層次。 智能單元是實現(xiàn)智能制造功能的最小單元，可以是一個部 件、產(chǎn)品或裝備。 智能系統(tǒng)通過工業(yè)網(wǎng)絡集成多個智能單元，包括生產(chǎn)線、車間、企業(yè)等等多種形式。 系統(tǒng)之系統(tǒng)是多個智能系統(tǒng)的有機結合， 實現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨平臺的橫向、縱向和端到 端集成。65 一、智能制造是中國制造2025的主攻方向 二、智能制造的基本范式與“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 四、中國智能制造發(fā)展的戰(zhàn)略建議和優(yōu)先行動66Chinese Academy of Engineering1. 新一代智能制造的發(fā)展背景2. 新一代智能

33、制造的技術機理HCPS3. 新一代智能制造的基本組成與系統(tǒng)集成67三、新一代智能制造引領和推動新一輪工業(yè)革命Chinese Academy of Engineering 當今世界，全球制造企業(yè)普遍面臨著提高質(zhì)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。68（1）制造業(yè)亟需一場革命性變革Chinese Academy of

34、 Engineering（2）新一代人工智能技術給制造業(yè)變革帶來重大機遇新世紀以來，信息技術呈現(xiàn)指數(shù)級增長，數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化加快普及應用， 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)革命的三大驅(qū)動力。69Chinese Academy of Engineering 一是信息技術指數(shù)級增長。 50年來，半導體行業(yè)的傳奇定律摩爾定律標志著整個信息行業(yè)的飛躍。70Chinese Academy of Engineering溝道工程 應變硅技術金屬柵高K介質(zhì)新結構器件Fin-FET/Tri-Gate高遷移率器件Ge/-FET低功耗隧穿器件Tunneling-FET第二代應變硅技術第二代高K介質(zhì)/

35、金屬柵第二代Tri-GateSi納米線技術Nanowire-FET50年來集成電路按照摩爾定律每1824個月密度加倍，2017年一個CPU上的晶體管數(shù)已達到200億個。71Chinese Academy of Engineering不僅僅是芯片，還有計算機、網(wǎng)絡、通訊等信息技術，都是在長期指數(shù)級增長。72Chinese Academy of Engineering 特別是過去10年，移動互聯(lián)、超級計算、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng) 等新一代信息技術全都呈現(xiàn)出指數(shù)級增長的態(tài)勢，日新月異、飛速 發(fā)展，并極其迅速的普及應用，形成了群體性跨越。 信息技術指數(shù)級的增長使信息設備變得極快速、極廉價、更小、更輕，

36、使得這些設備的性能提升到我們之前根本就無法想象的高度。這是新一輪工業(yè)革命的第一大驅(qū)動力。73Chinese Academy of Engineering 二是數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化普及應用。數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化使得信息的獲取、使用、控制以 及共享變得極其快速和廉價，產(chǎn)生出了真正的大數(shù)據(jù)，創(chuàng)新 的速度大大加快，應用的范圍無所不及。74Chinese Academy of Engineering 新一代信息技術極速普及應用，世上任何物體都可互聯(lián)起來， 可感知，可度量，可通訊，可操控，使人和物更聰明，操控更 準確。人類社會信息世界物理世界三元融合，使信息 服務進入了普惠計算和網(wǎng)絡時代，正在進入智能時代

37、，真正引 發(fā)了一場革命。這是新一輪工業(yè)革命的第二大驅(qū)動力。75Chinese Academy of Engineering 三是技術融合和系統(tǒng)集成式創(chuàng)新。當今，一種全新的創(chuàng)新方法系統(tǒng)集成式創(chuàng)新應運而生。 可能使用的各種技術并不是最新的創(chuàng)造，但這些技術的組合 就是革命性的創(chuàng)新。76Chinese Academy of Engineering 蘋果系列產(chǎn)品、特斯拉電動汽車就是系統(tǒng)集成式創(chuàng)新的成功典范， 通過采用各種最新信息技術、管理技術與工具，對各個創(chuàng)新要素和 創(chuàng)新內(nèi)容進行選擇、集成和優(yōu)化，形成了優(yōu)勢互補的動態(tài)創(chuàng)新過程， 引領著制造業(yè)“創(chuàng)新驅(qū)動，轉(zhuǎn)型升級”的歷史潮流。77Chinese Acade

38、my of Engineering Google和百度進入汽車制造業(yè)，本身就意味著一個新的制造業(yè)時代 的到來。無人駕駛汽車集成了各種先進的信息獲取、傳遞、控制和應 用技術，突出了新的智能技術和軟件技術，融合了先進制造技術，在 很短時間內(nèi)取得了標志性的突破，是系統(tǒng)集成式創(chuàng)新的典范。78Chinese Academy of Engineering 未來最大的機會來自新興技術和現(xiàn)有技術之間的相互作用和融合，這將顛覆未來的技術和產(chǎn)業(yè)。系統(tǒng)決定成敗，集成者得天下。這是成就新一輪工業(yè)革命的第三大驅(qū)動力。79Chinese Academy of Engineering這些歷史性的技術進步， 這三大新一輪工業(yè)

39、革命的主要驅(qū)動力， 集中匯聚在新一代人工智能技術的戰(zhàn)略性突破 和快速轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。80Chinese Academy of Engineering 2016年Google AlphaGo以4:1戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍李世石。AlphaGo Lee采用改進的蒙特卡洛決策樹算法與深度神經(jīng)網(wǎng) 絡算法相結合構建學習系統(tǒng)，在收集到的16萬圍棋棋譜基礎上， 通過自我對局三千萬盤的方式訓練 ， 得到了高水平圍棋程序。標志性事件81Chinese Academy of Engineering標志性事件 2017年，AlphaGo再進化DeepMind發(fā)布新版AlphaGo軟件AlphaGo Zero。它可在給定

40、規(guī)則的情況下，不依靠人類經(jīng)驗棋譜，通過自我對弈進行 學習，它利用強化學習技術在不斷訓練的過程中，靠自己的能力逐漸 學會圍棋中的高級概念和博弈技術。經(jīng)過 3 天的訓練后， 這套系統(tǒng)已經(jīng)可以擊敗 2016年的AlphaGo，比分高達100比0。這個重大歷史性事件，標志著“新一代人工智能”時代的到來。82Chinese Academy of Engineering 60 年 前 ， 1956 年 ， 一 批 頂 級 專 家 在 美 國 達 特 茅 斯（Dartmouth）聚會，首次確定了“人工智能”概念：讓機器像人那樣認知、思考和學習，即用計算機模擬人的智能。 60年來，人工智能技術幾起幾伏，頑強地

41、奮斗，不斷地前進， 但總體而言，還是屬于第一代技術，屬于“人工智能1.0”時代。83為什么是“新一代人工智能”？Chinese Academy of Engineering六十年一甲子，量變到質(zhì)變。84近年來，隨著計算能力的極大提高， 互聯(lián)網(wǎng)引發(fā)了真正的大數(shù)據(jù)， 在各種先進技術互融互通的基礎上， 人工智能技術已經(jīng)實現(xiàn)戰(zhàn)略突破， 進入了“新一代人工智能”（AI2.0）時代。Chinese Academy of Engineering 新一代人工智能呈現(xiàn)出深度學習、跨界融合、人機協(xié)同、群體智能等新特征，大數(shù)據(jù)智能、跨媒體智能、人機混合增強智能、群體集 成智能和自主智能裝備正在成為發(fā)展重點。大數(shù)據(jù)多

42、媒體、傳感器自主裝備新 一 代 人 工 智 能互聯(lián)網(wǎng)人機交互AI人機混合增強智能85自主智能系統(tǒng)跨媒體智能群體智能大數(shù)據(jù)智能Chinese Academy of Engineering 最關鍵是，新一代人工智能解決復雜問題的方法從“強調(diào)因果 關系”的傳統(tǒng)模式向“強調(diào)關聯(lián)關系”創(chuàng)新模式轉(zhuǎn)變，進而向 “關聯(lián)關系”和“因果關系”深度融合的先進模式發(fā)展，解決 復雜問題的能力突飛猛進。 最本質(zhì)的是，新一代人工智能具備了學習的能力， 具備了生成知識和更好地運用知識的能力，實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。 新一代人工智能為人類提供了認識復雜系統(tǒng)的新思維，提供了改造自然和社會的新技術。86Chinese Academy of

43、 Engineering 當然，新一代人工智能還在極速發(fā)展的過程中，將繼續(xù)從弱人87工智能邁向強人工智能，不斷拓展人類“腦力”，應用范圍將更加泛在、無所不在?？傊乱淮斯ぶ悄芤呀?jīng)成為新一輪科技革命的核心 技術，正在形成推動經(jīng)濟社會發(fā)展的巨大引擎。Chinese Academy of Engineering充分認識到新一代人工智能技術的發(fā)展 將深刻改變?nèi)祟惿鐣?、改變世界?我們國家發(fā)布了“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃”， 以抓住機遇，搶占先機。世界各國也都把新一代人工智能的發(fā)展擺在了最重要的位置。88Chinese Academy of Engineering新一代人工智能技術與先進制造技術的

44、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(qū)動力。89Chinese Academy of Engineering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。90（3）新一代智能制造是新一輪工業(yè)革命的核心技術Chinese Academy of Engineering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、通訊、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。第一次工業(yè)革命第二次工業(yè)革命第三次工業(yè)革命第四次工業(yè)革命蒸汽機18世紀末電力2

45、0世紀初計算、通訊、控制20世紀中葉現(xiàn)在智能制造數(shù)字化機械化電氣化智能化Chinese Academy of Engineering第四次工業(yè)革命現(xiàn)在智能制造智能化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，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，創(chuàng)新的速度大大加快，應用的范 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。第一次工業(yè)革命第二次工業(yè)革命第三次工業(yè)革命蒸汽機18世紀末電力20世紀初計算、通訊、控制20世紀中葉數(shù)字化機械化電氣化Chinese Academy of Engineering第一次工

46、業(yè)革命第二次工業(yè)革命第三次工業(yè)革命蒸汽機18世紀末電力20世紀初計算、通訊、控制20世紀中葉數(shù)字化機械化時代電氣化第四次工業(yè)革命現(xiàn)在智能化時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這次工業(yè)革命 的高潮，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)第四次工業(yè)革命。Chinese Academy of Engineering1. 新一代智能制造的發(fā)展背景2. 新一代智能制造的技術機理HCPS3. 新一代智能制造的基本組成與系統(tǒng)集成三、新一代智能制造引領和推動新一輪工業(yè)革命94Chinese Aca

47、demy of Engineering2. 新一代智能制造的技術機理：人-信息-物理系統(tǒng)(HCPS)(1) 傳統(tǒng)制造系統(tǒng)包含 人和物理系統(tǒng)兩大部分， 是通過人對機器的直接操 作控制去完成各種工作任 務，同時，相關感知、分 析決策以及學習認知等活 動也都由人完成。機 器人機接口、動力裝置、執(zhí)行機構、工作裝置控 制四肢分析決策大腦感 知視覺、觸覺認知學習大腦人Human物理 系統(tǒng)Physics SystemChinese Academy of Engineering在這個階段，物理系統(tǒng)可代替人類的大量體力勞動，制造的質(zhì)量和效率 不斷提高。 左下圖是這個“ 人- 物理系統(tǒng)”（ HPSHuman-Ph

48、ysics Systems）的原理簡圖。簡圖機 器人機接口、動力裝置、執(zhí)行機構、工作裝置控 制四肢分析決策大腦感 知視覺、觸覺人Human物理 系統(tǒng)認知學習大腦Physics System人Human物理PhysicsHPS“人-物理”系統(tǒng)傳統(tǒng)制造系統(tǒng)代替部分體力勞動HPSChinese Academy of Engineering(2)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 的最本質(zhì)的變化是，在人和物理 系 統(tǒng) 之 間 增 加 了 信 息 系 統(tǒng)(Cyber system)，機 器人機接口、動力裝置、執(zhí)行機構、工作裝置、傳感裝置控 制四肢、語音感 知視覺、聽覺、觸覺信息交互與處理

49、學習認知分析決策大腦大腦控 制控制策略分析決策規(guī)劃、優(yōu)化專家 知識信息系統(tǒng)Cyber System人 HumanPhysics物理系統(tǒng)System人的部分感知、分析、決策功能向信息系統(tǒng)復制遷移，人進而可以 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。Chinese Academy of Engineering 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，其結果是：一方面，系統(tǒng)的工作效率、質(zhì)量與穩(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(zhuǎn)移到信息系統(tǒng)，能夠 有效提高人的知識的傳承

50、和利用效率。Chinese Academy of Engineering在這一階段，制造系統(tǒng) 從“人-物理系統(tǒng)”演進為 “人-信息-物理系統(tǒng)”（ HCPSHuman-Cyber- Physics Systems）， 如 圖所示。人Human物理PhysicsHPS“人-物理”系統(tǒng)傳統(tǒng)制造系統(tǒng)代替部分體力勞動代替部分腦力勞動授之以魚HCS物理Physics代替大量體力勞動人Human信息CyberHCPS“人-信息-物理”系統(tǒng)第一代和第二代智能制造系統(tǒng)CPSHPSHPS后者對于前者最本質(zhì)的進步在于增加信息系統(tǒng)（CyberSystem）, 從二元系統(tǒng)進化為三元系統(tǒng)。Chinese Academy

51、of Engineering 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) ” （ HCSHuman-Cyber Systems ） 和 “ 信 息 - 物 理 系 統(tǒng) ” （ CPSCyber- Physical Systems）。其 中 ， “ 信 息 - 物 理 系 統(tǒng) ” （ CPSCyber-Physics Systems）是非常重要的組成部分。美國在本世紀初提 出了“信息-物理系統(tǒng)”（CPS)的理論，德國將其作為工 業(yè)4.0的核心技術?！靶畔?物理系統(tǒng)”（CPS）在工程上的應用是實現(xiàn)信息系 統(tǒng)和物理系統(tǒng)的深度融合，即實現(xiàn)了數(shù)字雙胞

52、胎（Digital Twin），成為實現(xiàn)第一代和第二代智能制造的技術基礎。Chinese Academy of Engineering(3)新一代智能制造系統(tǒng)最本質(zhì)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 具有了學習提升、 產(chǎn)生 知識的能力。機 器人機接口、 動力裝置、 工作裝置、 傳感裝置控 制四肢、語音分析決策大腦感 知視覺智能控制智能分析決策智能信息交互認知 學習 系統(tǒng)自成長型 知識庫認知學習大腦信息系統(tǒng)Cyber System人Human物理 系統(tǒng)Physics SystemChinese Academy of Engi

53、neering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(zhì)的變化，形成新一代”人-信息-物理系統(tǒng)。主要變化在于兩點：代替大量腦力勞動 包括部分創(chuàng)造性腦力勞動授之以漁HCS物理Physics代替更多體力勞動人Human信息Cyber代替部分腦力勞動授之以魚HCS物理Physics代替大量體力勞動人Human信息CyberHPSHPSCPSCPS新一代HCPS新一代“人-信息-物理”系統(tǒng)HCPS“人-信息-物理”系統(tǒng)Chinese Academy of Engineering第一，人將部分學習型的腦力勞動轉(zhuǎn)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

54、發(fā)生了根本性的變化，即從“授之以魚”發(fā)展到“授之以漁”；授之以魚授之以漁代替大量腦力勞動 包括部分創(chuàng)造性腦力勞動授之以漁HCS物理Physics代替更多體力勞動人Human信息Cyber代替部分腦力勞動授之以魚HCS物理Physics代替大量體力勞動人Human信息CyberHPSHPSCPSCPS新一代HCPS新一代“人-信息-物理”系統(tǒng)HCPS“人-信息-物理”系統(tǒng)Chinese Academy of Engineering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(zhì)上提高制造系統(tǒng)處理復雜性、不確定性問題的能力，極大提高制造系統(tǒng)的性能。授之以魚授之以漁代替大量腦力勞動 包括部

55、分創(chuàng)造性腦力勞動授之以漁HCS物理Physics代替更多體力勞動人Human信息Cyber代替部分腦力勞動授之以魚HCS物理Physics代替大量體力勞動人Human信息CyberHPSHPSCPSCPS新一代HCPS新一代“人-信息-物理”系統(tǒng)HCPS“人-信息-物理”系統(tǒng)Chinese Academy of Engineering代替大量腦力勞動 包括部分創(chuàng)造性腦力勞動授之以漁HCS物理Physics新一代HCPS新一代“人-信息-物理”系統(tǒng)代替更多體力勞動人人Human信息CyberCPSHPS 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(diào)“人”、“信息系統(tǒng)” 和“物理系統(tǒng)”

56、的綜合集成 大系統(tǒng)；Chinese Academy of Engineering一方面，將使制造業(yè)的質(zhì)量和效率躍升到新的水平，為國家強大和人民的美好生活奠定更好的物質(zhì)基礎； 另一方面，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 的思維進一步向“互聯(lián)網(wǎng)思維”、“大數(shù)據(jù)思維”和“人 工智能思維”轉(zhuǎn)變，人類社會開始進入“智能時代”。Chinese Academy of Engineering人Human物理PhysicsHPS“人-物理”系統(tǒng)傳統(tǒng)制造系統(tǒng)代替部分體力勞動物理PhysicsCPS新一代HCPS新一代“人-信息-物理”系統(tǒng)新一代智能制造系

57、統(tǒng)代替更多體力勞動人Human信息Cyber代替部分腦力勞動授之以魚HCS物理Physics代替大量體力勞動人Human信息Cyber代替大量腦力勞動 包括部分創(chuàng)造性腦力勞動授之以漁HCSHCPS“人-信息-物理”系統(tǒng)第一代和第二代智能制造系統(tǒng)CPSHPSHPSHPS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。新一代人-信息-物理系統(tǒng)揭示了智能制造發(fā)展的技術機理，能夠有效指導新一代智能制造的理論研究和工程實踐。Chinese Academy of Engineering1. 發(fā)展背景2. 新一代智能制造的技術機理H

58、CPS3. 新一代智能制造的基本組成與系統(tǒng)集成108三、新一代智能制造引領和推動新一輪工業(yè)革命Chinese Academy of Engineering工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)Industrial internet of intelligenceIntelligent integration 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) 及智能服務三大功能系統(tǒng)以及智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)兩大 支撐系統(tǒng)集合而成。3. 新一代智能制造的基本組成與系統(tǒng)集成智能集成 智能制造云Intelligent manufacturing cloud智能生產(chǎn)Intelligent production智能服務Intel

59、ligent services智能產(chǎn)品Intelligent products109Chinese Academy of Engineering工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)Industrial internet of intelligenceIntelligent integration 其中，智能產(chǎn)品是主體，智能生產(chǎn)是主線，以智能服務為中心 的產(chǎn)業(yè)模式變革是主題。智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)是支撐智能 制造的基礎。3. 新一代智能制造的基本組成與系統(tǒng)集成智能集成 智能制造云Intelligent manufacturing cloud智能生產(chǎn)Intelligent production智能服務Intelligent

60、 services智能產(chǎn)品Intelligent products110Chinese Academy of Engineering工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)Industrial internet of intelligenceIntelligent integration新一代智能制造技術是一種核心使能技術，可廣泛應用于產(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創(chuàng)新與優(yōu)化。3. 新一代智能制造的基本組成與系統(tǒng)集成智能集成 智能制造云Intelligent manufacturing cloud智能生產(chǎn)Intelligent production智能服務Intelligent services智能產(chǎn)品In