新一代人工智能引領(lǐng)下的智能產(chǎn)品與裝備

譚建榮 ，劉振宇 ，徐敬華

（1. 浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，杭州 310027；2. 流體動(dòng)力與機(jī)電系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310027；3. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310058）

一、智能產(chǎn)品與裝備的重要性與價(jià)值

（一）智能產(chǎn)品與裝備的重要性

1. 全球智能制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

自18世紀(jì)蒸汽革命以來(lái)，產(chǎn)品與裝備經(jīng)歷了機(jī)械化、電氣化、信息化和智能化的發(fā)展歷程。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、新材料、新能源、生命科學(xué)等前沿領(lǐng)域不斷取得突破，使當(dāng)前全球制造業(yè)格局面臨重大調(diào)整，我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)發(fā)展迎來(lái)重大機(jī)遇[1,2]。當(dāng)前世界各國(guó)高度重視智能化前沿技術(shù)。美國(guó)的先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃（AMP）、 “制造業(yè)重返美國(guó)”戰(zhàn)略，都強(qiáng)烈表達(dá)振興制造業(yè)的決心，讓智能制造成為制造業(yè)全面復(fù)興的主要推力?！暗聡?guó)工業(yè)4.0”利用信息物理系統(tǒng)（CPS）將生產(chǎn)中的供應(yīng)，制造，銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達(dá)到快速、有效、個(gè)性化的產(chǎn)品供應(yīng)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)三個(gè)主題：智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流，其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IOT）。歐盟“創(chuàng)新的生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)”項(xiàng)目組發(fā)表研究報(bào)告《先進(jìn)生產(chǎn)裝備研究路線圖》，對(duì)先進(jìn)機(jī)床和系統(tǒng)發(fā)展做出了預(yù)測(cè)，該報(bào)告預(yù)測(cè)2010—2030年涉及的6個(gè)領(lǐng)域、24個(gè)關(guān)鍵使能特性、42個(gè)技術(shù)子領(lǐng)域。

近年來(lái)，美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛研發(fā)了具有代表性的智能產(chǎn)品與裝備，提升了制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。例如，美國(guó)蘋(píng)果公司的iPhone智能手機(jī)，包括智能語(yǔ)音服務(wù)Siri、智能圖形圖像處理、智能人臉識(shí)別與驗(yàn)證、A11人工智能芯片等。美國(guó)波士頓動(dòng)力公司的波士頓大狗，即四腳狗腿機(jī)器人，穩(wěn)定性以及方位感令人驚嘆，可以處理許多未知的挑戰(zhàn)。美國(guó)直覺(jué)外科公司的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人，聯(lián)合多家公司共同開(kāi)發(fā)，包括外科醫(yī)生控制臺(tái)、床旁機(jī)械臂系統(tǒng)、成像系統(tǒng)三大系統(tǒng)，適用于泌尿外科、心胸外科、婦科、腹部外科。手術(shù)操作更精確、愈合好、創(chuàng)傷更小、手術(shù)指征更廣、減少疼痛、減少失血量。

德國(guó)西門(mén)子公司的智能燃?xì)廨啓C(jī)，能夠智能監(jiān)測(cè)自身狀態(tài)，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)分析燃?xì)廨啓C(jī)上5 000多個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)，保障運(yùn)行安全并提供維修決策。一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)每天產(chǎn)生的傳感器數(shù)據(jù)量達(dá)30 GB，其通過(guò)智能分析能夠判斷該燃?xì)廨啓C(jī)是否需要維修，減少了客戶停機(jī)檢修的次數(shù)。

日本發(fā)那科公司研發(fā)了具有自我學(xué)習(xí)能力的智能機(jī)器人，在沒(méi)有人員指導(dǎo)的情況下自己學(xué)習(xí)工件擺放：第一步：機(jī)器人隨機(jī)抓??；第二步：自行判斷成功/失敗，并搜集圖片訓(xùn)練；第三步：經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)，任務(wù)執(zhí)行準(zhǔn)確率不斷提升。

2. 我國(guó)智能制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

裝備制造對(duì)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源、交通、信息、水利、城鄉(xiāng)建設(shè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等各行業(yè)的發(fā)展與國(guó)防安全都具有決定性作用，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)。智能產(chǎn)品與裝備是智能制造和服務(wù)的價(jià)值載體，是智能制造的技術(shù)前提和物質(zhì)基礎(chǔ)。黨的“十九大”報(bào)告里明確提出：深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，在中高端消費(fèi)、創(chuàng)新引領(lǐng)、綠色低碳、共享經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)代供應(yīng)鏈、人力資本服務(wù)等領(lǐng)域培育新增長(zhǎng)點(diǎn)、形成新動(dòng)能。支持傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，加快發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，瞄準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提高水平。促進(jìn)我國(guó)產(chǎn)業(yè)邁向全球價(jià)值鏈中高端，培育若干世界級(jí)先進(jìn)制造業(yè)集群。工業(yè)和信息化部強(qiáng)調(diào)人工智能與實(shí)體經(jīng)濟(jì)和制造業(yè)的深度融合，發(fā)展智能產(chǎn)品與智能裝備，推動(dòng)我國(guó)制造產(chǎn)品與裝備整體升級(jí)為“智能一代”，是落實(shí)《中國(guó)制造2025》的關(guān)鍵之一。

由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)制造智能程度低、協(xié)作效率低、需求響應(yīng)速度慢、成本高、競(jìng)爭(zhēng)力弱。高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口、低端產(chǎn)品供大于求，深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革勢(shì)在必行。新一代人工智能引領(lǐng)下的智能制造[3,4]運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高度協(xié)作的高效率制造、快速響應(yīng)客戶需求，競(jìng)爭(zhēng)力顯著增強(qiáng)。

因此，要實(shí)現(xiàn)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的歷史性轉(zhuǎn)變，智能產(chǎn)品與裝備必須要先行，必須從模仿走向創(chuàng)新、從跟蹤走向引領(lǐng)，必須科學(xué)前瞻、登高望遠(yuǎn)、規(guī)劃長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。智能產(chǎn)品與裝備在新一代人工智能引領(lǐng)下的智能制造中具有重要的支撐、引領(lǐng)和示范作用，意義重大。

（二）智能產(chǎn)品與裝備的價(jià)值

1. 成為制造業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略制高點(diǎn)

大數(shù)據(jù)、智能化生產(chǎn)及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)入人工智能2.0時(shí)代[5]，使經(jīng)濟(jì)形態(tài)發(fā)生深刻變革。突破性技術(shù)創(chuàng)新被公認(rèn)為引領(lǐng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，同時(shí)也是國(guó)家增強(qiáng)綜合國(guó)力、實(shí)現(xiàn)后發(fā)趕超的關(guān)鍵手段。互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)正深刻改變著制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方式。信息高度暢通化，生產(chǎn)力高度發(fā)達(dá)，產(chǎn)品制造在價(jià)值鏈中所占比重下降，而產(chǎn)品設(shè)計(jì)在價(jià)值鏈中所占比重顯著上升。市場(chǎng)邊界不斷延伸，新興市場(chǎng)不斷開(kāi)拓，產(chǎn)品內(nèi)涵發(fā)生變化，智力資源和大數(shù)據(jù)知識(shí)的價(jià)值凸顯，客戶體驗(yàn)、客戶參與的眾創(chuàng)設(shè)計(jì)方興未艾。

智能工業(yè)是將具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術(shù)的計(jì)算模式、移動(dòng)通信等不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。

2. 推動(dòng)實(shí)現(xiàn)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變

在已經(jīng)較好實(shí)施了數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上，融入新一代人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的升級(jí)，并為用戶和制造商帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)力的提升，推動(dòng)我國(guó)裝備工業(yè)實(shí)現(xiàn)由大國(guó)向強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，主要標(biāo)志是：①國(guó)際市場(chǎng)占有率處于世界前列；②重要產(chǎn)業(yè)（按工業(yè)總產(chǎn)值）國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力處于世界前沿，成為影響國(guó)際市場(chǎng)供需平衡的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)；③擁有一批具有國(guó)際影響力、資本和技術(shù)輸出能力、進(jìn)入世界500強(qiáng)的“旗艦級(jí)”國(guó)際化大企業(yè)集團(tuán)；④擁有一批國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)占有率處于世界前列的世界級(jí)智能裝備制造基地。

二、智能產(chǎn)品與裝備的內(nèi)涵、特征與發(fā)展目標(biāo)

智能產(chǎn)品與裝備是人工智能技術(shù)與產(chǎn)品裝備的結(jié)合，使產(chǎn)品與裝備具有智能感知、智能分析、智能決策和智能控制的特點(diǎn)。

（一）智能產(chǎn)品與裝備的內(nèi)涵

智能產(chǎn)品與裝備的內(nèi)涵既可指智能技術(shù)的產(chǎn)品化，也可指?jìng)鹘y(tǒng)產(chǎn)品的智能化。

1. 智能技術(shù)的產(chǎn)品化

智能化技術(shù)在其應(yīng)用中主要體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)、安全監(jiān)控、自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密傳感技術(shù)和GPS定位技術(shù)等的綜合應(yīng)用。智能化融入傳統(tǒng)行業(yè)，是經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的一個(gè)趨勢(shì)，借助智能化和信息技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)體經(jīng)濟(jì)一定能在新常態(tài)下創(chuàng)造新的突破。智能技術(shù)的產(chǎn)品化可大大改善操作者的作業(yè)環(huán)境，減輕工作強(qiáng)度；提高作業(yè)質(zhì)量和工作效率；一些危險(xiǎn)場(chǎng)合或重點(diǎn)施工應(yīng)用得到解決；提高機(jī)器的自動(dòng)化程度及智能化水平，使其環(huán)保、節(jié)能；通過(guò)智能化實(shí)現(xiàn)狀態(tài)診斷，提高了設(shè)備的可靠性，降低了維護(hù)成本，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

2. 傳統(tǒng)產(chǎn)品的智能化

傳統(tǒng)產(chǎn)品的智能化可借勢(shì)互聯(lián)網(wǎng)，賦予產(chǎn)品智慧，通過(guò)“智能化+”實(shí)現(xiàn)智能化理念的不斷融入，為傳統(tǒng)產(chǎn)品企業(yè)在智能制造裝備、智能生產(chǎn)、智能管理和智能服務(wù)方面注入強(qiáng)勁生命力。傳統(tǒng)產(chǎn)品的智能化研究傳統(tǒng)產(chǎn)品和傳統(tǒng)裝備應(yīng)用人工智能技術(shù)。對(duì)智能制造裝備，提高智能制造系統(tǒng)集成能力。對(duì)智能生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用制造執(zhí)行系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)及數(shù)字化控制系統(tǒng)，提高裝備在線監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控狀態(tài)診斷和分析水平。對(duì)智能管理，促進(jìn)生產(chǎn)與銷售、業(yè)務(wù)與財(cái)務(wù)、產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)間的協(xié)同。對(duì)智能服務(wù)，發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的新型制造模式，形成基于個(gè)性化定制需求的企業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈管理和服務(wù)體系。重大的過(guò)程機(jī)械可以實(shí)現(xiàn)智能化，比如智能分離器械和智能壓力反映設(shè)備。

本研究主要是研究傳統(tǒng)產(chǎn)品的智能化，即通過(guò)“智能化+”實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)裝備制造業(yè)的升級(jí)，培育新增長(zhǎng)點(diǎn)，形成新動(dòng)能。

（二） 智能產(chǎn)品與裝備的特征

智能產(chǎn)品與裝備以知識(shí)工程為核心[6]，以自感應(yīng)、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和自決策為顯著特征。知識(shí)工程是應(yīng)用人工智能的原理與方法，對(duì)那些需要專家知識(shí)才能解決的應(yīng)用難題提供求解的手段，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用專家知識(shí)的獲取、表達(dá)和推理過(guò)程的構(gòu)成與解釋。知識(shí)工程是新一代人工智能的重要理論基礎(chǔ)，它的根本目的是在研究知識(shí)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)人工智能系統(tǒng)，補(bǔ)充和擴(kuò)大大腦的功能，開(kāi)創(chuàng)人機(jī)共同思考的時(shí)代。知識(shí)表示、知識(shí)利用、知識(shí)獲取構(gòu)成了知識(shí)工程的基礎(chǔ)。

自感應(yīng)是對(duì)信號(hào)的智能感應(yīng)、感知和識(shí)別的技術(shù)。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。自感應(yīng)是自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和自決策的基礎(chǔ)。

自適應(yīng)是對(duì)復(fù)雜任務(wù)的多工況環(huán)境的智能適應(yīng)，是對(duì)多機(jī)協(xié)同的集群化交互與控制的智能適應(yīng)。自適應(yīng)能夠修正自身特性以適應(yīng)對(duì)象和擾動(dòng)的動(dòng)特性的變化。自適應(yīng)可在系統(tǒng)運(yùn)行中依靠不斷采集控制過(guò)程信息，確定被控對(duì)象的當(dāng)前實(shí)際工作狀態(tài)，優(yōu)化性能準(zhǔn)則，產(chǎn)生自適應(yīng)控制規(guī)律，從而實(shí)時(shí)地調(diào)整機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或參數(shù)，使系統(tǒng)始終自動(dòng)地工作在最優(yōu)或次最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)。

自學(xué)習(xí)是指能夠按照自身運(yùn)行過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)來(lái)改進(jìn)控制算法的能力，它是自適應(yīng)系統(tǒng)的一個(gè)延伸和發(fā)展。自學(xué)習(xí)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)評(píng)估已有行為的正確性或優(yōu)良度，自動(dòng)修改系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或參數(shù)以改進(jìn)自身品質(zhì)的系統(tǒng)。與自適應(yīng)系統(tǒng)不同之處在于，經(jīng)學(xué)習(xí)而得到的改進(jìn)可以保存并固定在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之中，從而較易實(shí)現(xiàn)，并可作為智能設(shè)計(jì)或調(diào)整的一種方法。

自決策是指可在沒(méi)有人的干預(yù)下，把自主控制系統(tǒng)的感知能力、決策能力、協(xié)同能力和行動(dòng)能力有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下根據(jù)一定的控制策略自我決策并持續(xù)執(zhí)行一系列控制功能完成預(yù)定目標(biāo)的能力。自決策的智能是以人工智能為基礎(chǔ)的，包括機(jī)器全自主、機(jī)主人輔、人機(jī)協(xié)商、人主機(jī)輔和人類全手動(dòng)等自決策方式。

（三）智能產(chǎn)品與裝備的發(fā)展目標(biāo)

智能制造有一定的分期目標(biāo)或者近期目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)品和裝備，提升制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，是智能制造的重要目標(biāo)。

2025年目標(biāo)：新一代人工智能系統(tǒng)技術(shù)在典型產(chǎn)品與裝備中成功應(yīng)用，產(chǎn)品與裝備的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得明顯進(jìn)展，在參數(shù)自診斷注塑裝備、綠色低碳節(jié)能挖掘裝備、多工況自適應(yīng)壓縮機(jī)組、人機(jī)共融的智能機(jī)器人、高安全智能網(wǎng)聯(lián)汽車、人工智能深度融合的智能手機(jī)等方面取得重點(diǎn)突破，對(duì)智能產(chǎn)品與裝備發(fā)展的實(shí)現(xiàn)起到示范作用。

2035年目標(biāo)：新一代人工智能技術(shù)與產(chǎn)品裝備深度融合，掌握一批國(guó)際領(lǐng)先的智能產(chǎn)品與裝備關(guān)鍵核心技術(shù)，智能機(jī)床裝備、智能工程機(jī)械、智能動(dòng)力裝備、智能機(jī)器人、智能運(yùn)載裝備和智能終端產(chǎn)品等優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域的智能產(chǎn)品與裝備具有自感應(yīng)、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和自決策等特征，形成全球引領(lǐng)優(yōu)勢(shì)，整體競(jìng)爭(zhēng)力達(dá)到世界強(qiáng)國(guó)水平。

三、智能產(chǎn)品與裝備的十二大領(lǐng)域

《中國(guó)制造2025》的十大重點(diǎn)領(lǐng)域包括：新一代信息技術(shù)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械、農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備。工業(yè)和信息化部實(shí)施人工智能三年行動(dòng)計(jì)劃，明確提出了八個(gè)智能產(chǎn)品，一是智能網(wǎng)聯(lián)汽車，二是智能服務(wù)機(jī)器人，三是智能無(wú)人機(jī)，四是醫(yī)療影像輔助診斷系統(tǒng)，五是視頻圖像身份識(shí)別系統(tǒng)，六是智能語(yǔ)音交互系統(tǒng)，七是智能翻譯系統(tǒng)，八是智能家居產(chǎn)品。

本研究綜合考慮了《中國(guó)制造2025》十大裝備，結(jié)合近幾年人工智能在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用，突出裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈集群式的發(fā)展思路，在廣泛科學(xué)調(diào)研和已有研究基礎(chǔ)[6～10]上，提出了十二大領(lǐng)域：智能機(jī)床裝備領(lǐng)域；智能熱工裝備領(lǐng)域；智能動(dòng)力裝備領(lǐng)域；智能工程機(jī)械領(lǐng)域；智能航空航天裝備領(lǐng)域；智能海洋工程與船舶裝備領(lǐng)域；智能機(jī)器人領(lǐng)域；智能軌道交通與運(yùn)載裝備領(lǐng)域；智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域；智能農(nóng)機(jī)裝備領(lǐng)域；智能家居產(chǎn)品領(lǐng)域；智能終端產(chǎn)品領(lǐng)域。

四、智能產(chǎn)品與裝備的十大關(guān)鍵技術(shù)

（一） 多源多通道數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集感知技術(shù)

多源多通道數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集感知技術(shù)對(duì)產(chǎn)品跨時(shí)間、跨地域、跨物理空間和網(wǎng)絡(luò)空間的多源傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程加密、壓縮、發(fā)送、接收、解析和轉(zhuǎn)換等全過(guò)程的無(wú)損傳輸。數(shù)據(jù)、集成軟件及集成規(guī)則是數(shù)據(jù)集成的三個(gè)必備基礎(chǔ)條件。數(shù)據(jù)是集成的對(duì)象；集成軟件是可以處理空間特征、屬性特征及其之間關(guān)聯(lián)的軟件工具，或是為數(shù)據(jù)集成專門(mén)設(shè)計(jì)的軟件，它們可以實(shí)現(xiàn)集成的大多數(shù)操作；集成規(guī)則是進(jìn)行數(shù)據(jù)集成的依據(jù)。感應(yīng)數(shù)據(jù)由于來(lái)源不同，其參照系及各種參數(shù)存在較大差異，需經(jīng)一系列的轉(zhuǎn)換、一致化操作等過(guò)程使之匹配。傳感器采集到的裝備運(yùn)行狀態(tài)/工藝多源信息，通過(guò)有線和無(wú)線的傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析處理，支撐裝備運(yùn)行狀態(tài)分析、診斷、報(bào)警、檢/維修的智能優(yōu)化決策。裝備一般通過(guò)各種傳感器獲得外界信息，傳感是實(shí)時(shí)檢測(cè)裝備的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)、工作情況，以及外界工作環(huán)境信息，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以保證工作符合預(yù)定的要求。

（二） 異構(gòu)數(shù)據(jù)內(nèi)容融合與傳輸共享技術(shù)

異構(gòu)性在信息系統(tǒng)中普遍存在，它是信息共享以及信息系統(tǒng)之間互操作的障礙。對(duì)多傳感器的異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分配和融合處理，提取特征信息在推理機(jī)的作用下將特征與知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)配備，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝備的智能集成感知。從物聯(lián)網(wǎng)的感知層到應(yīng)用層，各種傳感器信息的種類和數(shù)量都成倍增加，需要分析的數(shù)據(jù)量也急劇增加，同時(shí)還涉及各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)或多個(gè)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的融合問(wèn)題，需要對(duì)多個(gè)傳感器的異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和融合處理，提取特征信息，在推理機(jī)作用下，將特征與知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)匹配，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與裝備的智能集成感知。將多傳感器信息源的數(shù)據(jù)和信息加以聯(lián)合、關(guān)聯(lián)及組合，獲得更為精確的特征識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的實(shí)時(shí)、完整評(píng)價(jià)的處理過(guò)程。通過(guò)對(duì)各種異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)容分析和融合處理，從海量數(shù)據(jù)中挖掘出隱藏信息和有效數(shù)據(jù)，提高智能產(chǎn)品與裝備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。在推理機(jī)作用下，將基于異構(gòu)數(shù)據(jù)內(nèi)容融合提取出的特征信息與知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與裝備狀態(tài)的智能識(shí)別。異構(gòu)數(shù)據(jù)及其融合信息通過(guò)遠(yuǎn)程加密、壓縮、發(fā)送、接收、解析等全過(guò)程的無(wú)損傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容跨時(shí)間、跨地域、跨物理空間和網(wǎng)絡(luò)空間的共享。

（三） 復(fù)雜工況的多任務(wù)自適應(yīng)服役技術(shù)

智能產(chǎn)品與裝備能夠自主分析當(dāng)前的任務(wù)要求，依據(jù)不同任務(wù)難度和不同工況環(huán)境，自適應(yīng)調(diào)整作業(yè)策略。通過(guò)建立協(xié)同執(zhí)行多目標(biāo)的多任務(wù)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，考慮最大益損比和任務(wù)均衡，利用優(yōu)化算法進(jìn)行模型求解，實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品與裝備間的協(xié)同任務(wù)規(guī)劃。智能產(chǎn)品與裝備依據(jù)規(guī)劃分配的任務(wù)要求和難度，自適應(yīng)地調(diào)整作業(yè)策略和實(shí)施方案，相應(yīng)地完成各種復(fù)雜工況下的多樣化任務(wù)。自動(dòng)智能確定設(shè)備在和其動(dòng)作有直接關(guān)系的條件下的工作狀態(tài)。工況服役的工藝參數(shù)智能自適應(yīng)技術(shù)，通過(guò)復(fù)雜裝備大數(shù)據(jù)多場(chǎng)耦合機(jī)理與自適應(yīng)解耦技術(shù)，根據(jù)耦合因子的插值方程，進(jìn)行迭代計(jì)算，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)多場(chǎng)耦合的迭代快速求解，建立作業(yè)策略優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)可視仿真與多目標(biāo)優(yōu)化分析，實(shí)現(xiàn)多工況的工藝參數(shù)智能自適應(yīng)服役。

（四） 多機(jī)協(xié)同的集群化交互與控制技術(shù)

智能化的多機(jī)集群模仿生物集群行為，單機(jī)間通過(guò)彼此的信息交互與自主控制來(lái)進(jìn)行協(xié)同工作，從而可在各種復(fù)雜環(huán)境下低成本完成多樣性的復(fù)雜任務(wù)。多機(jī)協(xié)同的集群化作業(yè)的執(zhí)行效率高、系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，可以將任務(wù)模塊化分散到不同的機(jī)群上進(jìn)行處理，避免單機(jī)運(yùn)算復(fù)雜度過(guò)高。當(dāng)前很多作業(yè)僅憑單機(jī)的能力是難以完成的，在復(fù)雜未知環(huán)境下實(shí)現(xiàn)群體決策和操作是未來(lái)智能裝備技術(shù)研究的重要方向。這就需要制定多臺(tái)機(jī)器同時(shí)工作的方法規(guī)則，分析各類機(jī)器的功能和屬性，協(xié)調(diào)好多臺(tái)機(jī)器的分工合作任務(wù)，提高機(jī)器的實(shí)時(shí)判斷和決策能力，提高多機(jī)器完成復(fù)雜任務(wù)的效率。更加簡(jiǎn)單、人性化的智能人機(jī)交互接口，可滿足不同使用對(duì)象所提出的多樣的智能任務(wù)，如手寫(xiě)識(shí)別功能、圖像和語(yǔ)言的理解功能、不同語(yǔ)種的辨識(shí)功能。

（五） 大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)診斷深度學(xué)習(xí)技術(shù)

對(duì)裝備建立可靠的健康管理系統(tǒng)是保證其安全運(yùn)行的必要措施。由于被監(jiān)測(cè)的裝備規(guī)模大，監(jiān)測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，且每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的采樣頻率較高，使得整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得的是海量數(shù)據(jù)，從而使對(duì)裝備的狀態(tài)診斷和健康管理也進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代。傳統(tǒng)的裝備狀態(tài)診斷方法，需要大量的工程實(shí)踐和信號(hào)處理技術(shù)來(lái)提取故障特征信息，在狀態(tài)診斷模型訓(xùn)練方面，淺層的模型難以解決數(shù)據(jù)量日益變大的設(shè)備故障問(wèn)題，模型的監(jiān)測(cè)和狀態(tài)診斷能力均明顯不足。而深度學(xué)習(xí)利用大量裝備實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)構(gòu)建深層次模型，結(jié)合大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中隱含的特征，通過(guò)輸出層分類器，從而完成裝備故障類型的智能診斷。大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)診斷深度學(xué)習(xí)技術(shù)作為模式識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的前沿成果，在裝備狀態(tài)診斷和健康管理方面展現(xiàn)出廣闊的前景。

（六） 數(shù)字孿生與數(shù)字樣機(jī)建模分析技術(shù)

數(shù)字孿生（digital twin）是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過(guò)程，通過(guò)AR技術(shù)在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過(guò)程，可進(jìn)一步通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)與真實(shí)狀態(tài)完全同步。現(xiàn)有的數(shù)字樣機(jī)方法，在制造中由于加工、裝配誤差和使用、維護(hù)、修理等因素，物理域模型并不能與虛擬域數(shù)字化模型保持完全一致，使得難以反應(yīng)真實(shí)產(chǎn)品系統(tǒng)的準(zhǔn)確情況。數(shù)字孿生克服了傳統(tǒng)數(shù)字樣機(jī)仿真分析有效性不足的局限。數(shù)字孿生與數(shù)字樣機(jī)建模分析為智能產(chǎn)品與裝備提供圖像、視頻、語(yǔ)音、文本等多元數(shù)據(jù)處理能力，使智能產(chǎn)品和機(jī)器充分感知環(huán)境和人的情感、言辭、表情等，更智能地進(jìn)行交互。

（七） 多技術(shù)路線工作方案優(yōu)化決策技術(shù)

智能決策支持系統(tǒng)（intelligent decision support system）是利用人工智能，特別是專家系統(tǒng)的原理和技術(shù)所建立的輔助決策的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，支持半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題的決策。將具有感知能力的深度學(xué)習(xí)和具有決策能力的增強(qiáng)學(xué)習(xí)結(jié)合在一起，構(gòu)成深度增強(qiáng)學(xué)習(xí)，兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)品與裝備的設(shè)計(jì)制造服役多目標(biāo)、多過(guò)程自主決策。多技術(shù)路線工作方案優(yōu)化決策是指應(yīng)用信息集成與智能控制技術(shù)，使裝備具有一定的自我感知、自主決策和自動(dòng)控制的功能，可歸類于智能決策范疇。

（八） 工藝工裝協(xié)同推送與自動(dòng)裝夾技術(shù)

工藝和工藝裝備是企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品制造和生產(chǎn)的必備條件和重要基礎(chǔ)，產(chǎn)品的優(yōu)劣在很大程度上取決于產(chǎn)品工藝和其隸屬的工藝裝備的先進(jìn)與否。工藝工裝是為實(shí)現(xiàn)工藝規(guī)程所需的各種刃具、夾具、量具、模具、輔具、工位器具等的總稱。自動(dòng)裝夾工藝規(guī)劃是通過(guò)裝夾工藝規(guī)劃的圖論、聚類和遺傳算法等智能算法，對(duì)裝夾順序、裝夾次數(shù)、裝夾力優(yōu)化等主要裝夾工藝規(guī)劃進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)工件加工特征與制造資源能力的匹配。工藝工裝協(xié)同推送與自動(dòng)裝夾可使設(shè)備端采集上傳傳感和視覺(jué)信息；云端接收并智能分析數(shù)據(jù)，自主決策并控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)自主作業(yè)；移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)工作過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控與人機(jī)智能交互。

（九） 產(chǎn)品知識(shí)圖譜與知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)

知識(shí)圖譜是一種圖結(jié)構(gòu)的知識(shí)庫(kù)，屬于知識(shí)工程的范疇。不同于普通知識(shí)庫(kù)，知識(shí)圖譜融合眾多學(xué)科，將不同來(lái)源、不同類型、不同結(jié)構(gòu)的知識(shí)單元通過(guò)鏈接關(guān)聯(lián)成圖，基于各學(xué)科的元數(shù)據(jù)，提供更廣度、更深度的知識(shí)體系并不斷擴(kuò)充，其本質(zhì)上是將領(lǐng)域知識(shí)數(shù)據(jù)體系化、關(guān)系化，并以圖的方式將知識(shí)可視化。知識(shí)圖譜是基于信息系統(tǒng)建立的知識(shí)體系，通過(guò)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘、信息處理、知識(shí)計(jì)量和圖形繪制等技術(shù)把復(fù)雜的知識(shí)領(lǐng)域系統(tǒng)、網(wǎng)格化地顯示出來(lái)，揭示知識(shí)領(lǐng)域的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)發(fā)展規(guī)律。美國(guó)通用電氣公司和德國(guó)西門(mén)子公司都有產(chǎn)品圖譜，有一套成熟的技術(shù)。把復(fù)雜的知識(shí)領(lǐng)域通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、信息處理、知識(shí)計(jì)量和圖形繪制而顯示出來(lái)，生成產(chǎn)品的知識(shí)圖譜與知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)感知裝備是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的硬件基礎(chǔ)。針對(duì)工業(yè)裝備物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)具有多源、異質(zhì)、異構(gòu)、海量等特性，構(gòu)建分層遞階的數(shù)據(jù)可視化融合模型，可處理工業(yè)裝備感知數(shù)據(jù)的高維遞階、分層降維和分類決策問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)、專家經(jīng)驗(yàn)、抽象知識(shí)的融合，通過(guò)產(chǎn)品知識(shí)圖譜與知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)制造領(lǐng)域知識(shí)自優(yōu)化建模與動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。

（十） 機(jī)電液一體化云平臺(tái)知識(shí)服務(wù)技術(shù)

機(jī)電液一體化是指電氣控制液壓、液壓控制機(jī)械，機(jī)械在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)電氣實(shí)現(xiàn)信息的反饋，并反饋控制液壓，是一種智能化程度較高的機(jī)械裝備控制技術(shù)。相對(duì)于普通的機(jī)電一體化，機(jī)電液一體化的智能化程度更高，技術(shù)也更加復(fù)雜。機(jī)電液一體化技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械中的應(yīng)用具有重要的意義，可以促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)的智能化，延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命，提高生產(chǎn)效率。電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓技術(shù)結(jié)合的重點(diǎn)突破，對(duì)高性能、高可靠性的液壓傳動(dòng)輔以微電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，可大大提高機(jī)械的行駛性、作業(yè)性、安全性和舒適性，這也是當(dāng)前和未來(lái)機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)。將電子器件及線路內(nèi)置（封密）于液壓元件中，即將電子驅(qū)動(dòng)線路和信號(hào)處理、儲(chǔ)存等都直接安裝在液壓件的殼體內(nèi)。它不僅可以提高液壓件的可靠性、減少配管、減小壓力損失、提高效率，而且還可節(jié)省安裝空間、便于維修。機(jī)電液一體化云平臺(tái)知識(shí)服務(wù)，可通過(guò)云計(jì)算有序地組織機(jī)、電、液一體化跨學(xué)科知識(shí)，并在合適的時(shí)間節(jié)點(diǎn)推送給所需人員合適的設(shè)計(jì)知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科知識(shí)服務(wù)的個(gè)性化和高效化。

五、結(jié)論與建議

未來(lái)的智能產(chǎn)品與裝備的發(fā)展趨于綠色化、低碳化、高能效、高性能、高可靠性、全生命周期優(yōu)化?；诖?，提出發(fā)展智能產(chǎn)品與裝備的政策建議。

（一） 制定形成國(guó)家級(jí)的智能產(chǎn)品與裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃

智能產(chǎn)品與裝備是我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的核心任務(wù)，代表著未來(lái)科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新方向，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)具有全局帶動(dòng)和重大引領(lǐng)作用。因此，在國(guó)家層面應(yīng)該制定智能產(chǎn)品與裝備方面的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，通過(guò)國(guó)家級(jí)規(guī)劃，引導(dǎo)智能產(chǎn)品與裝備制造企業(yè)高度關(guān)注人工智能與智能化技術(shù)，引導(dǎo)裝備產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和發(fā)展人工智能與智能化制造技術(shù)。

高端的智能或者產(chǎn)品和裝備面向高度分散市場(chǎng)的裝備，需要引導(dǎo)和帶有一定強(qiáng)制性的宏觀規(guī)劃，以培育有利于國(guó)產(chǎn)高端的智能裝備和產(chǎn)品應(yīng)用的市場(chǎng)環(huán)境。圍繞智能產(chǎn)品與裝備技術(shù)提出未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向、發(fā)展路徑，制定智能產(chǎn)品與裝備路線圖，對(duì)智能產(chǎn)品與裝備技術(shù)的未來(lái)發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。智能產(chǎn)品與裝備技術(shù)路線圖要分析經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求、智能產(chǎn)品與裝備技術(shù)研發(fā)、市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)之間的關(guān)系，從未來(lái)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)出發(fā)組織技術(shù)研發(fā)，重點(diǎn)突破薄弱環(huán)節(jié)和關(guān)鍵技術(shù)，使未來(lái)智能產(chǎn)品與裝備技術(shù)研發(fā)的目標(biāo)、應(yīng)用前景和市場(chǎng)定位更加明確。在智能產(chǎn)品與裝備技術(shù)路線圖制定過(guò)程中，要綜合集成經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科技等各領(lǐng)域?qū)＜业囊庖?jiàn)和建議，形成共識(shí)，增強(qiáng)指導(dǎo)性和權(quán)威性。

（二） 加強(qiáng)智能產(chǎn)品與裝備的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)研究

我國(guó)制造裝備技術(shù)落后，根本原因在于基礎(chǔ)研究不足。把制造裝備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論、方法和共性技術(shù)研發(fā)作為長(zhǎng)期任務(wù)，加大對(duì)制造裝備基礎(chǔ)共性技術(shù)研發(fā)的支持力度。從多個(gè)維度加強(qiáng)制造裝備基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題的研究。我國(guó)智能產(chǎn)品與裝備制造業(yè)基礎(chǔ)硬件的發(fā)展滯后于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而智能基礎(chǔ)軟件的發(fā)展又滯后于基礎(chǔ)硬件的發(fā)展，智能基礎(chǔ)軟件創(chuàng)新能力不足是我國(guó)制造業(yè)大而不強(qiáng)的瓶頸之一。近年來(lái)，我國(guó)智能基礎(chǔ)軟件得到了較快的發(fā)展，但整體創(chuàng)新能力弱、規(guī)模偏小、特色性差、成熟度低，尤其是智能基礎(chǔ)軟件間的適配性差、集成度低、兼容性不足、協(xié)同效率低，難以發(fā)揮智能基礎(chǔ)軟件作用，逐漸顯現(xiàn)出智能基礎(chǔ)軟件領(lǐng)域存在技術(shù)分散、規(guī)范未成體系、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、集成度低的弱點(diǎn)。

智能基礎(chǔ)軟件的內(nèi)涵顯著區(qū)別于基礎(chǔ)硬件，智能基礎(chǔ)軟件具有抽象性、包容性和進(jìn)化性。智能基礎(chǔ)軟件是共性技術(shù)的抽象表達(dá)，因而易于實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域的應(yīng)用，具有比實(shí)物更強(qiáng)的包容性，通過(guò)共性技術(shù)的抽象和固化，不斷完善和進(jìn)化，實(shí)現(xiàn)知識(shí)資產(chǎn)的累積。智能產(chǎn)品與裝備的基礎(chǔ)軟件包括設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軟件、工藝基礎(chǔ)軟件、裝配基礎(chǔ)軟件、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)等。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軟件包括方案設(shè)計(jì)軟件、模塊化設(shè)計(jì)軟件、仿真設(shè)計(jì)軟件等。工藝基礎(chǔ)軟件包括加工工藝、成形工藝、檢測(cè)工藝等。裝配基礎(chǔ)軟件包括公差裝配、裝配序列規(guī)劃、可視化裝配等?；A(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)包括零件庫(kù)、模塊庫(kù)、案例庫(kù)等。

（三） 加大智能產(chǎn)品與裝備知識(shí)庫(kù)和基礎(chǔ)軟件資金支持

加強(qiáng)智能產(chǎn)品裝備知識(shí)庫(kù)與基礎(chǔ)軟件工具開(kāi)發(fā)，知識(shí)庫(kù)是核心，現(xiàn)在知識(shí)庫(kù)的開(kāi)發(fā)工作還比較薄弱，知識(shí)庫(kù)和知識(shí)工程的軟件是體現(xiàn)知識(shí)技術(shù)含量最終的結(jié)晶。真正的智能制造離不開(kāi)智能芯片，離不開(kāi)相關(guān)的軟件，其屬于產(chǎn)品的范疇，一個(gè)硬產(chǎn)品一個(gè)軟產(chǎn)品，硬產(chǎn)品的范圍突破了機(jī)械的范圍，拓展到了電子范圍，從國(guó)家分類來(lái)講屬于裝備和產(chǎn)品的概念。

建議加大資金支持力度，一方面通過(guò)正在組織實(shí)施的智能制造試點(diǎn)示范和下一代人工智能跟裝備的結(jié)合，國(guó)家科技重大專項(xiàng)中的第4項(xiàng)（04專項(xiàng)）要盡快跟其他專項(xiàng)接續(xù)。啟動(dòng)轉(zhuǎn)型升級(jí)專項(xiàng)資金，支持新一代智能裝備和產(chǎn)品。進(jìn)一步強(qiáng)化智能基礎(chǔ)軟件工具集與共享平臺(tái)的構(gòu)建，推進(jìn)智能基礎(chǔ)軟件數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與集成，實(shí)現(xiàn)智能基礎(chǔ)軟件應(yīng)用示范與推廣應(yīng)用。

（四） 制定形成智能產(chǎn)品與裝備發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系與聯(lián)盟

引導(dǎo)產(chǎn)學(xué)研各方圍繞智能產(chǎn)品與裝備的發(fā)展、應(yīng)用、推廣，在戰(zhàn)略層面建立持續(xù)穩(wěn)定的合作關(guān)系，立足產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)制造需求，開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)，制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，共享知識(shí)產(chǎn)權(quán)。探索支持聯(lián)盟發(fā)展的各種有效措施和方式，推動(dòng)聯(lián)盟建立和完善技術(shù)成果擴(kuò)散機(jī)制。工業(yè)和信息化部已提出智能制造標(biāo)準(zhǔn)先行，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的項(xiàng)目，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建。

創(chuàng)新能力的建設(shè)、創(chuàng)新活動(dòng)的開(kāi)展，沒(méi)有一個(gè)健全、完善、充滿生氣的創(chuàng)新體系，是難以為繼的。智能產(chǎn)品與裝備技術(shù)的創(chuàng)新體系，無(wú)疑應(yīng)以企業(yè)為創(chuàng)新主體。但高等院校、科研機(jī)構(gòu)在這一體系中并非僅僅是配角，而應(yīng)發(fā)揮其在體系中的獨(dú)特作用。從構(gòu)建完整的、有效的技術(shù)供應(yīng)鏈出發(fā)，高等院校和研究機(jī)構(gòu)在這一供應(yīng)鏈中屬于源頭，應(yīng)大大加強(qiáng)，避免各類機(jī)構(gòu)都擠到技術(shù)供應(yīng)鏈的下游去工作。無(wú)源之水，何以持久？怎能活起來(lái)？對(duì)智能產(chǎn)品與裝備技術(shù)和機(jī)械工業(yè)持續(xù)發(fā)展十分重要的產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)研究，在目前的創(chuàng)新體系中形成了缺位的格局，必須從體系結(jié)構(gòu)上補(bǔ)上這一空缺。產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟應(yīng)在攻關(guān)中發(fā)揮作用，促進(jìn)一些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域形成合力，避免重復(fù)，有效利用資源，盡快取得成效。切忌聯(lián)盟泛化、社團(tuán)化而流于形式。防止聯(lián)盟淪為爭(zhēng)取國(guó)家項(xiàng)目、國(guó)家經(jīng)費(fèi)支持的工具。創(chuàng)新體系中還應(yīng)有大批技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)和為機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展服務(wù)的功能設(shè)計(jì)。

（五） 產(chǎn)學(xué)研結(jié)合推進(jìn)智能產(chǎn)品與裝備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展

智能產(chǎn)品與裝備研發(fā)的主體是企業(yè)，但實(shí)現(xiàn)數(shù)字化智能化單靠企業(yè)是不夠的。數(shù)字化智能化要依靠眾多門(mén)類的前沿科學(xué)技術(shù)，這方面的優(yōu)勢(shì)不在企業(yè)，而在高等院校和研究院所，因此，為了加快推進(jìn)智能產(chǎn)品與裝備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，必須產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，深入研究并大力推廣實(shí)施智能產(chǎn)品與裝備的共性關(guān)鍵技術(shù)。

在確定產(chǎn)學(xué)研活動(dòng)中主體地位的問(wèn)題上，應(yīng)遵循科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，企業(yè)是需求的主體，是應(yīng)用的主體，但不是所有產(chǎn)學(xué)研活動(dòng)的主體。高校在產(chǎn)學(xué)研活動(dòng)中具有人才優(yōu)勢(shì)和科研組織管理交叉的優(yōu)勢(shì)，其獨(dú)特地位不能被取代。政府的定位也應(yīng)遵循科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，應(yīng)關(guān)注基礎(chǔ)研究到產(chǎn)品量產(chǎn)階段的資金投入鴻溝（funding gap）。用內(nèi)在需求驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)學(xué)研活動(dòng)，激活產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新實(shí)踐的活力。

（六） 建立國(guó)家級(jí)的智能產(chǎn)品與裝備典型應(yīng)用示范基地

數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化和智能化不是分離的，也不是串聯(lián)的，而是并聯(lián)的。國(guó)產(chǎn)裝備、國(guó)產(chǎn)軟件、國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)，急需建立示范基地。通過(guò)大型骨干企業(yè)的應(yīng)用示范作用，研發(fā)智能產(chǎn)品與裝備共性技術(shù)的系列軟件、集成支撐平臺(tái)與應(yīng)用模式，通過(guò)開(kāi)展集成示范應(yīng)用，支撐企業(yè)建立與合作伙伴、供應(yīng)商及客戶的戰(zhàn)略聯(lián)盟，建設(shè)完整動(dòng)態(tài)有效的商務(wù)、設(shè)計(jì)制造、供應(yīng)鏈和服務(wù)的業(yè)務(wù)協(xié)作體系，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研制、生產(chǎn)、采購(gòu)、銷售、服務(wù)等業(yè)務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作和價(jià)值鏈上的全球資源優(yōu)化配置，讓智能化技術(shù)在產(chǎn)品與裝備中遍地開(kāi)花。

（七） 加快復(fù)合型智能產(chǎn)品裝備設(shè)計(jì)制造人才體系構(gòu)建

我國(guó)制造業(yè)要實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)品與裝備的跨越式發(fā)展，關(guān)鍵在于人才。沒(méi)有優(yōu)秀的數(shù)字化智能化設(shè)計(jì)制造人才和強(qiáng)大的智能設(shè)計(jì)制造技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，就難以形成智能產(chǎn)品與裝備產(chǎn)業(yè)。在當(dāng)前我國(guó)智能設(shè)計(jì)制造人才斷層的形勢(shì)下，迫切需要培養(yǎng)和凝聚一大批創(chuàng)新型、復(fù)合型、多層次智能設(shè)計(jì)制造共性技術(shù)的研發(fā)人才，為實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)品與裝備發(fā)展提供必需的人才儲(chǔ)備。智能制造和數(shù)字制造的人才，到企業(yè)去的人才比較少，而且這些人才都不是單一學(xué)科能培養(yǎng)出來(lái)的，過(guò)去教育體系基本上是培養(yǎng)單一學(xué)科人才的知識(shí)體系，現(xiàn)在企業(yè)需要的是復(fù)合型的知識(shí)人才，教學(xué)科研的步伐沒(méi)有跟上科技發(fā)展的步伐，現(xiàn)在急需解決的問(wèn)題是培養(yǎng)多學(xué)科跨領(lǐng)域的知識(shí)人才，進(jìn)一步加強(qiáng)人才培養(yǎng)體系構(gòu)建。