新一代智能制造

智能制造是一个不断演进发展的大概念,可归纳为三个基本范式:数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造(新一代智能制造)。

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01.新一代智能制造——数字化网络化智能化制造

新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合,形成新一代智能制造——数字化网络化智能化制造。新一代智能制造将重塑设计、制造、服务等产品全生命周期的各环节及其集成,催生新技术、新产品、新业态、新模式,深刻影响和改变人类的生产结构、生产方式乃至生活方式和思维模式,实现社会生产力的整体跃升。新一代智能制造将给制造业带来革命性的变化,将成为制造业未来发展的核心驱动力。

02.新一代智能制造引领和推动新一轮工业革命

如果说数字化网络化制造是新一轮工业革命的开始,那么新一代智能制造的突破和广泛应用将推动形成新工业革命的高潮,将重塑制造业的技术体系、生产模式、产业形态,并将引领真正意义上的“工业4.0”,实现新一轮工业革命。

03.新一代智能制造的技术机理:“人-信息-物理系统”(HCPS)

新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习的功能,信息系统不仅具有强大的感知、计算分析与控制能力,更具有了学习提升、产生知识的能力。

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 ▲ 新一代智能制造系统的基本机理

在这一阶段,新一代人工智能技术将使“人-信息-物理系统”发生质的变化,形成新一代“人-信息-物理系统”。主要变化在于:第一,人将部分认知与学习型的脑力劳动转移给信息系统,因而信息系统具有了“认知和学习”的能力,人和信息系统的关系发生了根本性的变化,即从“授之以鱼”发展到“授之以渔”;第二,通过“人在回路”的混合增强智能,人机深度融合将从本质上提高制造系统处理复杂性、不确定性问题的能力,极大优化制造系统的性能。

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 ▲ 新一代“人-信息-物理系统”

新一代“人-信息-物理系统”中,HCS、HPS和CPS都将实现质的飞跃。新一代智能制造,进一步突出了人的中心地位,将人类从更多体力劳动和大量脑力劳动中解放出来,使得人类可以从事更有意义的创造性工作,人类社会开始真正进入“智能时代”。

04.新一代智能制造的系统组成与系统集成

新一代智能制造是一个大系统,主要由智能产品、智能生产及智能服务三大功能系统以及工业智联网和智能制造云两大支撑系统集合而成。

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▲ 新一代智能制造的系统集成

05.并行推进、融合发展——中国推进智能制造的技术路线

中国推进智能制造,应采取“并联式”的发展方式,采用“并行推进、融合发展”的技术路线:并行推进数字化制造、数字化网络化制造、新一代智能制造,以及时充分应用高速发展的先进信息技术和先进制造技术的融合式技术创新,引领和推进中国制造业的智能转型。

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