新一代人工智能引領(lǐng)加速發(fā)展中國智能制造

李伯虎

當前，一場新技術(shù)革命和新產(chǎn)業(yè)變革正在全球進行，“新互聯(lián)網(wǎng)+云計算+大數(shù)據(jù)+人工智能+”時代正在到來。2017年，國務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中指出，人工智能發(fā)展進入新階段。當前，新一代人工智能相關(guān)學(xué)科發(fā)展、理論建模、技術(shù)創(chuàng)新、軟硬件升級等整體推進，正在引發(fā)鏈式突破，推動經(jīng)濟社會各領(lǐng)域從數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化向智能化加速躍升。

如何推進中國的智能制造？我認為，在新一代人工智能技術(shù)的引領(lǐng)下，基于新互聯(lián)網(wǎng)，借助新一代智能科學(xué)技術(shù)、新制造科學(xué)技術(shù)、新信息通信科學(xué)技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，加快我國制造業(yè)模式、手段和生態(tài)系統(tǒng)的重大變革，將是發(fā)展中國制造業(yè)實現(xiàn)跨越發(fā)展的難得良機，是打造新國際競爭優(yōu)勢的必然選擇。

新一代人工智能內(nèi)涵

人工智能技術(shù)是研究開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)。

中國工程院《人工智能2.0咨詢報告》把新一代人工智能定義為“基于新的信息環(huán)境、新技術(shù)和新的發(fā)展目標的人工智能”。其中，新的信息環(huán)境包括新互聯(lián)網(wǎng)，移動設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，傳感器網(wǎng)絡(luò)等；新技術(shù)涵蓋大數(shù)據(jù)、高性能計算技術(shù)、新的模型與算法等；新的發(fā)展目標包括從宏觀到微觀的智能化新領(lǐng)域，智能城市、數(shù)字經(jīng)濟、智能制造、智能醫(yī)療等，進一步指出新一代人工智能的技術(shù)特征（趨勢）表現(xiàn)為數(shù)據(jù)驅(qū)動下深度強化學(xué)習(xí)智能；基于網(wǎng)絡(luò)的群體智能；人機和腦機交互的技術(shù)導(dǎo)向混合智能；跨媒體推理智能；自主智能無人系統(tǒng)等。

宏觀地講，人工智能的具體研究內(nèi)容包括模擬、延伸和擴展人的學(xué)習(xí)能力（如：機器學(xué)習(xí)）、語言能力（如：自然語言處理）、感知能力（如：圖像識別）、推理能力 （如：自動推理）、記憶能力（如：知識表示）、規(guī)劃能力（如：自動規(guī)劃）和執(zhí)行能力（如：機器人）等。目前，新一代人工智能技術(shù)還在不斷向強人工智能、通用人工智能、超人工智能發(fā)展。

新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)加快發(fā)展我國智能制造

我認為，在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下，智能制造有著新的內(nèi)涵。從技術(shù)手段來看，它是基于新互聯(lián)網(wǎng)，借助新一代智能科學(xué)技術(shù)、新制造科學(xué)技術(shù)、新信息通信科學(xué)技術(shù)及新制造應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)等四類技術(shù)深度融合的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、云化、智能化技術(shù)新手段，從而構(gòu)成以用戶為中心的統(tǒng)一經(jīng)營的智能制造資源、產(chǎn)品與能力的服務(wù)云（網(wǎng)），使用戶通過智能終端及智能制造服務(wù)平臺便能隨時隨地按需獲取智能制造資源、產(chǎn)品與能力服務(wù)。從模式來看，它以用戶為中心，人/機/物/環(huán)境/信息融合，是互聯(lián)化（協(xié)同化）、服務(wù)化、個性化（定制化）、柔性化、社會化、智能化的智能制造新模式。從業(yè)態(tài)來看，它呈現(xiàn)出“泛在互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動、共享服務(wù)、跨界融合、自主智慧、萬眾創(chuàng)新”的新業(yè)態(tài)。從特征來看，它可對制造全系統(tǒng)、全生命周期活動（產(chǎn)業(yè)鏈）中的人、機、物、環(huán)境、信息進行自主智能地感知、互聯(lián)、協(xié)同、學(xué)習(xí)、分析、認知、決策、控制與執(zhí)行。從實施內(nèi)容來看，它能使制造全系統(tǒng)及全生命周期活動中的人、技術(shù)/設(shè)備、管理、數(shù)據(jù)、材料、資金（六要素）及人流、技術(shù)流、管理流、數(shù)據(jù)流、物流、資金流（六流）集成優(yōu)化。從目標來看，它能夠?qū)崿F(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)省、綠色、柔性地制造產(chǎn)品和服務(wù)用戶，提高企業(yè)（或集團）的市場競爭能力。

圍繞上述新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的智能制造內(nèi)涵，我們構(gòu)建了新的智能制造系統(tǒng)的體系架構(gòu)，主要包括新智能資源/能力/產(chǎn)品層、新智能感知/接入/通信層、新智能制造云服務(wù)平臺層、新智能制造云服務(wù)應(yīng)用層、新人/組織層以及各層的新標準及新安全管理；其技術(shù)體系主要包括智能制造總體技術(shù)、智能產(chǎn)品專業(yè)技術(shù)、智能感知/接入層技術(shù)、智能制造云支撐平臺技術(shù)、智能產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)、智能生產(chǎn)裝備技術(shù)、智能經(jīng)營管理技術(shù)、智能仿真與試驗技術(shù)及智能服務(wù)技術(shù)；其支撐體系主要包括新制造技術(shù)、新信息通信技術(shù)、新智能科學(xué)技術(shù)及新制造應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)等。

智能制造系統(tǒng)的初步實踐

基于對新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下智能制造概念的深入理解，我們對智能制造系統(tǒng)雛形進行了初步探索：由航天云網(wǎng)公司打造的中國云制造服務(wù)平臺——“航天云網(wǎng)平臺”，通過融合部分新一代人工智能技術(shù)（特別是基于大數(shù)據(jù)的人工智能技術(shù)）與部分新制造科學(xué)技術(shù)、新信息通信科學(xué)技術(shù)及新制造應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)，構(gòu)成了對新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的智能制造系統(tǒng)的初步實踐。

該平臺基于智慧云制造理念，在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下，以提高制造企業(yè)市場競爭力為目標，以兩化融合為主線，基于中國制造業(yè)信息化工作，充分體現(xiàn)了四大中國特色。一是突出問題（大國向強國邁進）導(dǎo)向的需求牽引智能制造系統(tǒng)建設(shè)，進而推動產(chǎn)品制造全生命周期活動中的資源、產(chǎn)品與能力服務(wù)化及制造系統(tǒng)中六要素的集成與優(yōu)化的螺旋上升的循環(huán)發(fā)展途徑，進而加快中國制造業(yè)推進5個轉(zhuǎn)型升級；二是突出建立智能制造新模式、新手段、新生態(tài)為核心的系統(tǒng)，實現(xiàn)“眾智、眾包、眾扶、眾籌”的“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”；三是突出工業(yè)2.0/3.0/4.0同步發(fā)展，即處于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化不同階段的制造企業(yè)皆能在“云”中，實現(xiàn)“信息互通、資源共享、能力協(xié)同、開放合作、互利共贏、萬眾創(chuàng)新”；四是突出發(fā)揮“政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、用”的團隊力量，實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)省、綠色、柔性地制造產(chǎn)品和服務(wù)用戶，提高企業(yè)的市場競爭能力。

在智慧云制造戰(zhàn)略牽引下，航天云網(wǎng)先后建設(shè)了專有云、公有云、國際云等“三朵云”，在解決航空航天復(fù)雜大制造系統(tǒng)問題基礎(chǔ)上，向社會企業(yè)、全球企業(yè)提供服務(wù)，取得了良好的應(yīng)用效果，在研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了大規(guī)模應(yīng)用，形成了在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的智慧云制造系統(tǒng)應(yīng)用新模式。

推動智能制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用協(xié)同發(fā)展

在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下推動智能制造發(fā)展，需要注重以企業(yè)為中心的“政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、用”結(jié)合的創(chuàng)新體系建設(shè)及人才培養(yǎng)，也需要實現(xiàn)“技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用”的協(xié)調(diào)發(fā)展。

在技術(shù)方面，要在6個方面引起重視。一是要重視新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下，將新制造科學(xué)技術(shù)、新信息科學(xué)技術(shù)、新智能科學(xué)技術(shù)及制造應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)深度融合系統(tǒng)的發(fā)展；二是要重視加強智能制造云平臺環(huán)境中的設(shè)計、生產(chǎn)、管理、試驗、保障服務(wù)等智能制造的新模式、新流程、新手段（硬/軟）、新業(yè)態(tài)的研究；三是要重視數(shù)據(jù)庫、算法庫、模型庫（包括一次模型、二次模型等）、大數(shù)據(jù)平臺、計算能力等基礎(chǔ)能力研究與建設(shè)；四是要重視符合“分享經(jīng)濟”的商業(yè)模式技術(shù)研究；五是要重視安全技術(shù)（制造系統(tǒng)安全及商業(yè)安全技術(shù)）及相關(guān)標準和評估指標體系技術(shù)研究；六是要重視智能化感知、接入、互聯(lián)層的技術(shù)研究。

在產(chǎn)業(yè)方面，要做好四個加強。一是加強新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下，智能制造工具集（硬件/軟件）和平臺的產(chǎn)業(yè)；二是加強面向新一代人工智能技術(shù)的智能產(chǎn)品及智能互聯(lián)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)；三是加強新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下智能制造系統(tǒng)（行業(yè)、企業(yè)、車間制造云及制造產(chǎn)業(yè)鏈上各階段智能制造服務(wù)系統(tǒng)）的構(gòu)建與運行產(chǎn)業(yè)；四是加強新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的智能制造云運營中心的運營服務(wù)產(chǎn)業(yè)。

在應(yīng)用方面，要有四個突出。一是要突出行業(yè)、企業(yè)特點；二是突出以問題為導(dǎo)向的制造模式、手段和業(yè)態(tài)變革；三是突出系統(tǒng)的六要素、六流的綜合集成化、優(yōu)化和智慧化；四是突出系統(tǒng)工程的實施原則，即“一把手掛帥”，“創(chuàng)新驅(qū)動，總體規(guī)劃，突出重點，分步實施”的指導(dǎo)思想，制定好發(fā)展規(guī)劃與階段性實施方案。