新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)中國(guó)智能制造加速發(fā)展

◎中國(guó)工程院院士、中國(guó)航天科工集團(tuán)公司科技委顧問(wèn) 李伯虎

中國(guó)工程院院士、中國(guó)航天科工集團(tuán)公司科技委顧問(wèn) 李伯虎

當(dāng)前，一場(chǎng)新技術(shù)革命和新產(chǎn)業(yè)變革正在全球進(jìn)行，“新互聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算+大數(shù)據(jù)+人工智能+”時(shí)代正在到來(lái)。2017年，國(guó)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(jìn)入新階段。當(dāng)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(jí)等整體推進(jìn)，正在引發(fā)鏈?zhǔn)酵黄疲苿?dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(jìn)中國(guó)的智能制造？我認(rèn)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(guó)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(guó)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展的難得良機(jī)，是打造新國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的必然選擇。

新一代人工智能內(nèi)涵及發(fā)展

人工智能技術(shù)是研究開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)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(guó)工程院《人工智能2.0咨詢報(bào)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(biāo)的人工智能”。其中，新的信息環(huán)境包括新互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)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(jì)算技術(shù)、新的模型與算法等;新的發(fā)展目標(biāo)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(jì)、智能制造、智能醫(yī)療等。

新一代人工智能的技術(shù)特征（趨勢(shì)）表現(xiàn)為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)智能、基于網(wǎng)絡(luò)的群體智能、人機(jī)和腦機(jī)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(wú)人系統(tǒng)等。

宏觀地講，人工智能的具體研究?jī)?nèi)容包括模擬、延伸和擴(kuò)展人的學(xué)習(xí)能力（如機(jī)器學(xué)習(xí)）、語(yǔ)言能力（如自然語(yǔ)言處理）、感知能力（如圖像識(shí)別）、推理能力（如自動(dòng)推理）、記憶能力（如知識(shí)表示）、規(guī)劃能力（如自動(dòng)規(guī)劃）和執(zhí)行能力（如機(jī)器人）等。

目前，新一代人工智能技術(shù)還在不斷向強(qiáng)人工智能、通用人工智能、超人工智能發(fā)展。

在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下加快發(fā)展我國(guó)智能制造

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(lái)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(yíng)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(guò)智能終端及智能制造服務(wù)平臺(tái)便能隨時(shí)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(lái)看，它以用戶為中心，人/機(jī)/物/環(huán)境/信息融合，是互聯(lián)化（協(xié)同化）、服務(wù)化、個(gè)性化（定制化）、柔性化、社會(huì)化、智能化的智能制造新模式。從業(yè)態(tài)來(lái)看，它呈現(xiàn)出“泛在互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、共享服務(wù)、跨界融合、自主智慧、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的新業(yè)態(tài)。從特征來(lái)看，它可對(duì)制造全系統(tǒng)、全生命周期活動(dòng)（產(chǎn)業(yè)鏈）中的人、機(jī)、物、環(huán)境、信息進(jìn)行自主智能地感知、互聯(lián)、協(xié)同、學(xué)習(xí)、分析、認(rèn)知、決策、控制與執(zhí)行。從實(shí)施內(nèi)容來(lái)看，它能使制造全系統(tǒng)及全生命周期活動(dòng)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(biāo)來(lái)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(tuán)）的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(tái)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(biāo)準(zhǔn)和新安全管理;它的技術(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(tái)技術(shù)、智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、智能生產(chǎn)裝備技術(shù)、智能經(jīng)營(yíng)管理技術(shù)、智能仿真與試驗(yàn)技術(shù)及智能服務(wù)技術(shù);它的支撐技術(shù)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。

當(dāng)然，隨著制造技術(shù)和信息通信技術(shù)及智能科學(xué)技術(shù)的發(fā)展融合，新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的智能制造系統(tǒng)的模式、手段與業(yè)態(tài)等也會(huì)隨之不斷迭代、優(yōu)化，其核心應(yīng)用在飛速發(fā)展過(guò)程中，也將形成推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的巨大引擎。

在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下智能制造系統(tǒng)初步實(shí)踐

基于對(duì)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(duì)智能制造系統(tǒng)雛形進(jìn)行了初步探索：由航天云網(wǎng)公司打造的中國(guó)云制造服務(wù)平臺(tái)——航天云網(wǎng)平臺(tái)，通過(guò)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(duì)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(shí)踐。目前，該平臺(tái)可基于門戶網(wǎng)站面向用戶提供智能云制造底層軟件開(kāi)發(fā)與服務(wù)，工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)與服務(wù)和云端資源共享等20個(gè)業(yè)務(wù)模塊的產(chǎn)品服務(wù)體系。企業(yè)應(yīng)用航天云網(wǎng)平臺(tái)由淺入深可分為登云、數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智慧化提升三個(gè)階段。

該平臺(tái)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)，以兩化融合為主線，基于中國(guó)制造業(yè)信息化工作，充分體現(xiàn)了四大中國(guó)特色。一是突出問(wèn)題（大國(guó)向強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)）導(dǎo)向的需求牽引智能制造系統(tǒng)建設(shè)，進(jìn)而推動(dòng)產(chǎn)品制造全生命周期活動(dòng)中的資源、產(chǎn)品與能力服務(wù)化及制造系統(tǒng)中“六要素”與“六流”的集成與優(yōu)化螺旋上升的循環(huán)發(fā)展途徑，進(jìn)而加快中國(guó)制造業(yè)推進(jìn)五個(gè)轉(zhuǎn)型升級(jí);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(shí)現(xiàn)“眾智、眾包、眾扶、眾籌”的“萬(wàn)眾創(chuàng)新，大眾創(chuàng)業(yè)”;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(shí)現(xiàn)“信息互通、資源共享、能力協(xié)同、開(kāi)放合作、互利共贏、萬(wàn)眾創(chuàng)新”;四是突出發(fā)揮“政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、用”的團(tuán)隊(duì)力量，實(shí)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(guó)際云等“三朵云”，在解決航空航天復(fù)雜大制造系統(tǒng)問(wèn)題基礎(chǔ)上，向社會(huì)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(jì)、生產(chǎn)制造等多個(gè)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。

在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下推動(dòng)智能制造協(xié)同發(fā)展

在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下推動(dòng)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)合的技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)及各類人才培養(yǎng)，同時(shí)也需要實(shí)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，要在六個(gè)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，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(qiáng)智能制造云平臺(tái)環(huán)境中的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、試驗(yàn)、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(kù)、算法庫(kù)、模型庫(kù)（包括一次模型、二次模型等）、大數(shù)據(jù)平臺(tái)、計(jì)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(jì)”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(biāo)準(zhǔn)和評(píng)估指標(biāo)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(gè)加強(qiáng)。一是加強(qiáng)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(tái)的產(chǎn)業(yè);二是加強(qiáng)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(qiáng)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(yùn)行產(chǎn)業(yè);四是加強(qiáng)新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的智能制造云運(yùn)營(yíng)中心的運(yùn)營(yíng)服務(wù)產(chǎn)業(yè)。

在應(yīng)用方面，要有四個(gè)突出。一是要突出行業(yè)、企業(yè)特點(diǎn);二是突出以問(wèn)題為導(dǎo)向的制造模式、手段和業(yè)態(tài)的變革;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(shí)施原則，即“一把手掛帥”、“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，總體規(guī)劃，突出重點(diǎn)，分步實(shí)施”的指導(dǎo)思想，制定好發(fā)展規(guī)劃與階段性實(shí)施方案等。

綜上所述，提出三點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

第一，新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的智能制造是“新互聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算+大數(shù)據(jù)+人工智能+”時(shí)代的一種智能制造系統(tǒng);是加快實(shí)施中國(guó)智能制造戰(zhàn)略規(guī)劃的一種智能制造模式、手段和業(yè)態(tài)。

第二，新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的智能制造還是正在發(fā)展中的制造新模式、手段和業(yè)態(tài)，它的發(fā)展需要“技術(shù)、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)”的協(xié)調(diào)發(fā)展。它的發(fā)展路線應(yīng)是持續(xù)堅(jiān)持和發(fā)展“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”及“信息化和工業(yè)化深度融合”。其中，特別要重視將新一代人工智能技術(shù)與新制造技術(shù)、新信息通信技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域新技術(shù)深度融合來(lái)加快推進(jìn)智能制造的發(fā)展。

第三，新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的智能制造的發(fā)展與實(shí)施還需要全國(guó)、全球的合作與交流，要重點(diǎn)推進(jìn)的促進(jìn)中德企業(yè)開(kāi)展智能制造及生產(chǎn)過(guò)程網(wǎng)絡(luò)化合作工作，同時(shí)又要充分重視各國(guó)的特色和各行業(yè)、各企業(yè)的特點(diǎn)。

（來(lái)源：本文刊登于《中國(guó)電子報(bào)》2018年11月27日第04版）