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关于智能制造发展战略的八点建议

------我对中国工程院提出的《中国智能制造发展战略研究报告(征求意见稿)》的一些看法

供稿:中国工控网 2018/1/22 10:27:29
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沈烈初 原机械工业部副部长去年12月初,有幸收到中国工程院研究提出的《中国智能制造发展战略研究报告(征求意见稿)》(以下简称《研究报告》)进行学习思考。近期通过各种媒体看到中国工程院的一些领导和专家,在不同的场合,公开了《研究报告》的一些观点。现将我对智能制造发展战略的一些看法梳理汇总成8点建议,供学者专家在研究智能制造、政府官员在制定产业政策、企业家在实施智能化升级改造中指正参考。一、总的评述《研究报告》是总结了这几年实施“智能制造”(工信部装备司)及“两化融合”(工信部信软司)等专项及各地开展 “智能制造”工作经验教训总结提高基础上,结合国外发展情况的研究,而撰写的研究报告;内容有一定深度,又提出了一些新的概念:HCPS、智联网、智能云平台、智能世界等;文字比较精炼,内容丰富,既有目标,也有措施(实施还需要具体化)可以作为讨论的基础。二、有一些提法、内涵不清楚,需要再切磋1. 工业1.0、2.0、3.0、4.0是“中国制造2025”及“德国工业4.0”提出的概念,即工业1.0机械化;工业2.0电气化、半自动化(用硬件控制);工业3.0信息化即数字化网络化,少人或无人自动化(由包括集成电路出现在内的硬件与软件结合控制);工业4.0即智能化(引入人工智能)。这是一个技术与工业发展的过程,不能割裂,也不能跳过。鉴于中国实际情况,制造业不平衡、不充分发展情况,即使到制造强国实现时,工业1.0、2.0、3.0、4.0仍将长期共存,仅仅是不同行业、不同企业或同一企业不同发展阶段时期,其比重不同而已,切不要忽视中国国情来研究和推进企业实施智能制造。2. 有关智能制造代际划分。根据以上的观点,《研究报告》把智能制造划分为“第一代智能制造:数字化制造;第二代智能制造:数字化网络化制造;新一代智能制造:数字化网络化智能化制造”(P5-P9),情况属实。但我认为没有必要这样划分,容易与“中国制造2025”及“德国工业4.0”很多概念混淆。人们这几年习惯了工业1.0、2.0、3.0、4.0的提法。实际上,上世纪40~50年代就出现了电子管控制的数控机床,后来由于出现半导体代替电子管,因而提高可靠性与缩小体积,降低成本,促使数控机床开始产业化,这是数字化制造开始,接着数字计算机出现,代替了模拟计算机,特别是集成电路的发明,后来发展为LSI、VLSI,性价比按摩尔定律发展,才开始了数字技术的广泛应用,由于成本下降,体积缩小,也促进数控机床及设备跳跃式的发展。加上上世纪70年代左右开始,企业内的“专网”、“局网”、“总线”出现传递数字信息的工具与通道,美国于上世纪八十年代左右提出“信息高速公路”的发展战略。特别是互联网的出现,大大改变了世界上人们的生产和生活的生态环境。因此,我认为还是采用工业2.0电气化、半自动化,出现了数字技术;工业3.0数字化、网络化;工业4.0就是数字化、网络化、智能化了,我用简单的公式说明:智能化=数字化网络化+人工智能。不需要再提第一、二代智能化,新一代智能化了,技术再发展后该怎么样的提法呢?技术发展是无止境的。3. 什么是“智能制造”。工业4.0不仅涉及制造业,还包括新材料、新能源、新技术等,不论什么新技术,其载体就是装备,新材料及新能源的制造过程也必须靠新装备,从这意义上讲,新装备就拉动制造业的发展。我国目前三年多来实施的“两化融合”、“智能制造”专项已达数百个,制造业已广泛使用CAD、CAM、CAPP、CAE等。就我参观学习过三十多个不同行业的企业来说,还没有超过工业3.0的特征,而且同一个企业的技术水平即工业1.0、2.0、3.0并存,因此就是有一些好的企业从工业3.0向工业4.0迈进或试水,即引入人工智能,即《研究报告》中论述的“新一代智能制造”。人工智能起源于第二次世界大战英国用机器破译德国军用通讯密码距今已有七八十年了,人工智能技术的发展几起几落。现在需要与新技术发展提供的条件,使人工智能快速发展成为可能。根据中央文件精神,人工智能暂分大数据智能、新媒体智能、群体智能,混合增强智能,自主智能五大类。我认为其共同特点是:自感知(信息采集,即物理量、化学量、生物量等感知,并把模拟量变为数字量)、自学习(深度)、自记忆(大数据,云平台)、自思考(深度,即思维运算、推理,需要巨型的计算机)、自决策、自执行,多层次多系统的闭环系统,特别是自感知(智能传感器)与自执行(快速响应)是重要标志。自感知就是采集外界的信息变为数字、数据,经过自学习、自记忆、自思考转变为自己的知识了。带有上面一些特点就是使制造业开始试水智能制造了,完成真正意义上的智能制造需要较长的时间,企业与人员多年知识的积累。因此《研究报告》提出的“新一代人工智能和制造业的融合”是“智能制造的第三种范式” (P9)。我认为不是“范式”,是“阶段”,而且融合是有条件的,不是什么水平的制造业(如工业1.0、2.0)都可以与人工智能融合。4. 关于智能制造的基本内涵和总体架构。《研究报告》2.4节“智能制造的总体架构”图2 (P10)中的“组织维”,仅指一个企业内的一个生产车间或生产单元?其实一个产品的生产过程从毛胚、外协件(SCM)到加工制造、组装调试、成品出厂,需要经过多个生产单元才能完成。所以我认为必须引入系统工程概念,即一个企业或集团是一个巨系统,下面包括若干生产企业即大系统,下面还有中系统,小系统等。系统内与系统和系统之间必须以数字作为互联互通,并导致物流的互联互通,中间有时需要优化,从而导致需要某种人工智能技术。5. 关于HCPS概念。我认为这个概念是需要的,即 H(人)+CPS。CPS在过去我一直认为翻译成“虚拟实体系统”为好。现在提出所谓“双胞胎”(TWIN),就是虚拟系统的仿真优化后转入实体系统进行生产制造,这样更通俗。在《研究报告》中有一段“例如,新一代智能制造系统可以建立与实际产品和生产过程高度一致的虚拟模型……”(P23)。而《研究报告》又出现了“赛博实体系统” (P19),在这里Cyber用音译,Physics则翻译为“实体”,弄乱了!就是因为中央文件中用了“信息物理系统”,所以以后不能改了,这也是一些专家的翻译误导了中央某些部门而导致的。6. 关于人在智能制造中的作用。现在很多人担心,人工智能AI出现,削弱了人的作用,像英国霍金这样天才的物理学家,担心高级智能机器人会消灭人类,不过我持乐观态度。人从哪里来,将来又到哪里去,这是人类发展史上的一个不能解答的哲学大命题,因此从哲学上讲,人既然能造出智能机器人,人就可以驾驭它,控制它,而使机器人为人类服务,使人可以做更高一级的工作。当然在政治斗争发展到战争时,可以用机器人杀人,现在已经出现了,将来可能双方用机器人交战。而在人工智能中“人在回路”,在相当长时间里是不可或缺的,特别像中国这样一个发展不平衡、不充分的国家,工业1.0、2.0、3.0和将来的4.0将长期同时存在,手工劳动是永远消灭不了的,但可以大大降低体力劳动的强度,提升脑力劳动的质量,从哲学上讲,劳动创造世界,劳动创造人类,什么时候没有劳动,人类也就灭亡了。特别要做一个百年老店的企业,其传承主要是企业文化(泛义)及体制、机制的创新,使其能快速适应市场及环境不断出现的新情况。如所谓Know How,Know就是在脑中的知识;How就是人们手上的手艺、技能(也是知识),这也需要不断传承,不断积累,有些Know How机器人是学不会的,何况手工劳动永远是消灭不了的。仅是需要更高的技艺,更需要工匠精神,不过其内涵更升华了。在人类历史进程中,人还在不断发展,不断优胜劣汰,进化论永远不会停止的。《研究报告》中缺了这一点。我们与发达国家有差距,物质上差距不可怕,而人的素质上的差距是可怕的。7. 一些新名词,要做一些解释,否则使人们弄不清。如工业智联网、智能云平台是什么含义,为什么需要它,现在有没有出现?是推论还是预测?过去网络概念已出现了互联网、互联网+、物联网、专网、局网、工业互联网,再加上《研究报告》中提出的智联网等。8. 有关“换道超车”概念。《研究报告》中提出“换道超车”与过去提出的“弯道超车”有异曲同工之妙,都是想找到一条,在2050年,建国“一百年”时实现强国之路的路径。除量子通信等少数技术在“起跑”时就领先世界同行外,大多数企业起步时都是“学着走”,“跟着走”,“并肩走”再到“超越走”。也就是在“并肩走”时进入“无人区”时要立足自己的创新、创造能力,从而能“超越走”,特别是在社会化、专业化、国际化比过去任何一个时候更深、更广,怎样利用全球资源(包括人力资源)为我所用,而不是在急功近利、浮燥式的研发创新生态环境下能够达到的。改革开放四十年来,出现过不少用运动式的技术创新的痕迹,并为此付出巨大成本,但也可能从众创中出现一些独特的成果,如“移动支付”、“共享单车”等新业态。我相信在所谓大搞“人工智能”的热潮中,也可能出现类似耀眼的成果,这需要有关政府部门及高级科技管理组织及时总结和引导,别引导广大群众、企业家,为满足其某些急功近利的心态,为了达到目的,耗费了更多的社会资源。
审核编辑(袁键灏)
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