周济院士：人机一体化智能系统是推进新型工业化的主要技术路线（附PPT）

发布时间：2024-12-24 17:30:22   来源：bwin必赢在线登录入口

  周济强调，新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式形成历史汇，人机一体化智能系统是最重要的交汇点。人机一体化智能系统是我国制造业创新发展的主要技术路径，是制造业高水平发展的核心驱动力，是加快建设制造强国的主攻方向。

  “推进新型工业化，加快建设制造强国，走一条什么样的技术路线？要推进人工智能赋能新型工业化。”周济表示。

  如今，大模型、大数据、大算力的新一代人工智能快速的提升，我们迎来了通用AI时代，使能百模千态、赋能千行万业。新一代AI已经成为新一轮科技革命的核心技术，正在形成推动经济社会持续健康发展的巨大引擎。

  第一，人工智能技术与先进制造技术正在深度融合，其中，人工智能技术是赋能技术，为主导；制造技术是本体技术，为主体；根本任务是实现制造业数字化转型、智能化升级。

  第二，人机一体化智能系统是一个大概念，包含了数字化制造、数字化网络化制造和新一代人机一体化智能系统三种基本范式。其中，新一代人工智能技术与先进制造技术的深层次地融合，形成了新一代人机一体化智能系统技术，这是人机一体化智能系统的最高范式，其本质上是“人工智能+互联网+数字化制造”。

  第三，人机一体化智能系统是一个大系统，贯穿于产品、生产、服务等制造全生命周期的各个基本环节，在工业互联网和智能云平台支持下，交融成为智能集成制造系统。

  - 这是智能制造的第一代，也是最基本的范式。数字化制造的核心在于利用数字技术来改进和优化制作的完整过程。它涉及到产品设计的数字化、生产的全部过程的数字化以及管理的数字化。在此阶段，制造系统通过引入计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程（CAE）等技术，实现了设计和生产的数字化，提高了生产效率和产品质量。

  - 随着网络技术的发展，人机一体化智能系统进入了第二代，即数字化网络化制造。此阶段的特点是“互联网+制造”，利用互联网技术实现制造资源的广泛连接和集成，促进了制造过程的网络化和智能化。数字化网络化制造通过云计算、大数据分析等技术，实现了生产数据的集成和分析，优化了生产流程，提高了资源利用率和生产灵活性。

  - 这是智能制造的最高范式，也是当前和未来发展的重点。新一代智能制造以人工智能技术为核心，结合了数字化制造和网络化制造的优势，通过深度学习、机器学习、数据挖掘等技术，实现了制造系统的自主感知、自主学习、自主决策和自主执行。新一代智能制造能够更好地适应个性化、定制化的生产需求，实现更加灵活和高效的生产模式，推动制造业向智能化、服务化转型。

  这三个基本范式体现了智能制造从数字化到网络化，再到智能化的发展趋势，它们相互关联、相互促进，共同推动了制造业的高质量发展。

  - 这个阶段的制造系统主要依靠人力和畜力为主要动力，使用简易工具进行生产。这种生产方式从石器时代一直持续到铁器时代，主要依靠人的体力劳动。

  - 以蒸汽机和电机的发明为标志的动力革命引发了第一次和第二次工业革命，人类开始使用动力机器来制造工业品，这种由人和机器组成的制造系统大量替代了人的体力劳动，提高了制造的质量和效率。

  - 随着计算机、通讯和数字控制等信息化技术的发明和广泛应用，制造系统进入了数字化制造时代。这个阶段的制造系统在人和物理系统之间增加了一个信息系统，形成了“人-信息-物理”三元系统（HCPS）。

  - 数字化制造是智能制造的第一种基本范式，也称为第一代智能制造。例如，数控机床（NC Machine Tool）的出现，使得操作者可以通过编程来控制机床自动完成加工任务，信息系统开始代替人类完成部分脑力劳动。

  - 网络技术的快速发展和广泛应用推动了制造业从数字化制造向数字化网络化制造的转变。这个阶段的信息系统包括了互联网和云平台，它们成为系统集成的工具，实现了联接互通与协同集成优化。

  - 数字化网络化制造是人机一体化智能系统的第二种基本范式，也称为“互联网+制造”或第二代人机一体化智能系统。这种制造模式通过联网技术连接人、流程、数据和事物，实现了产业链的优化和资源的共享与集成。

  - 新一代人工智能（AI2.0）的战略性突破标志着制造系统进入了第四阶段。这个阶段的制造系统是“人工智能+互联网+数字化制造”的结合，形成了新一代人机一体化智能系统技术。

  - 新一代人机一体化智能系统技术具备深度学习、跨界融合、人机协同、群体智能等新特征，大数据智能、跨媒体智能、人机混合增强智能、群体集成智能和自主智能装备成为发展重点。此阶段的制造系统能够实现自主感知、自主学习、自主优化与决策、自主控制与执行，极大提高了机床加工质量、使用效率，降低了成本。

  这四个阶段展示了制造系统从依赖人力和简单工具的传统制造，到数字化、网络化，最终发展到智能化的演变过程。每一步的进化都是由当时的技术突破所推动，并且每一次进化都极大地提高了生产效率和质量，同时也改变了人与机器的互动方式。

  “从现在到2035年，是中国制造业实现由大到强的关键时期，也是制造业发展质量变革、效率变革、动力变革的关键时期。”周济表示。

  周济指出，从现在到2035年，我国的人机一体化智能系统发展总体将分成两个阶段来实现：

  到2027年，规上企业基本实现数字化转型，数字化制造在全国工业企业基本普及；同时，新一代人机一体化智能系统技术的科研和攻关取得突破性进展，试点和示范取得显著成效。第二是智能化升级阶段，深入推进“制造业智能化升级重大行动”。到2035年，规上企业基本实现智能化升级，数字化网络化智能化制造在全国工业企业基本普及，我国人机一体化智能系统技术和应用水平走在世界前列，中国制造业智能升级走在世界前列。周济指出，2023-2027年推进数字化转型工作主要体现在四个方面：

  以企业为主体，产学研金政协同推进，在全国工业企业大规模普及性推进技术改造-数字化转型。争取到2027年，数字化制造在全国工业企业基本普及，规上企业数字化转型基本完成。“数字化转型工程”主要着力点在于生产能力的数字化转型，同时，还要重点推进“装备数字化行动”，推进产品和装备的数字化转型，和“制造业新模式新业态推进行动”，推进制造业产业模式和形态的数字化转型。

  新一代人工智能技术和先进制造技术融合而成的新一代人机一体化智能系统技术，将引起制造业革命性转型升级。今后五年，抓好新一代人机一体化智能系统技术的攻关、试点和示范，为2028-2035年“制造业智能化升级重大行动”做好充分准备。

  深入开展实施工业互联网创新发展工程，推进“新基建”，建设网络、平台、安全、标识、数据体系乃至工业大模型等基础底座，优化基础设施布局、结构、功能和系统集成，构建现代化信息集成设施体系。推动工业互联网和工业智能在重点产业链广泛普及、深度融合。四是完善数字化转型服务体系。做强数字化转型和智能化升级系统解决方案供应商，推动解决方案供应商与工业软件、智能装备等关键企业融通发展，构建公共服务平台体系，为广大工业公司数字化转型和智能化升级提供强大的技术支持。在这个过程中，形成新兴的强大的智能制造产业集群。

  JME学院是由《机械工程学报》编辑部2018年创建，以关注、陪伴青年学者成长为宗旨，努力探索学术传播服务新模式。

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