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（一）發(fā)展背景

當(dāng)今世界，各國制造企業(yè)普遍面臨著提高質(zhì)量、增加效率、降低成本、快速響應(yīng)的強(qiáng)烈需求，還要不斷適應(yīng)廣大用戶不斷增長的個(gè)性化消費(fèi)需求，應(yīng)對(duì)資源能源環(huán)境約束進(jìn)一步加大的挑戰(zhàn)。然而，現(xiàn)有制造體系和制造水平已經(jīng)難以滿足高端化、個(gè)性化、智能化產(chǎn)品和服務(wù)增值升級(jí)的需求，制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展面臨巨大瓶頸和困難。解決問題，迎接挑戰(zhàn)，迫切需要制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、智能升級(jí)。

新一輪工業(yè)革命方興未艾，其根本動(dòng)力在于新一輪科技革命。新世紀(jì)以來，移動(dòng)互聯(lián)、超級(jí)計(jì)算、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)日新月異、飛速發(fā)展，并極其迅速地普及應(yīng)用，形成了群體性跨越。這些歷史性的技術(shù)進(jìn)步，集中匯聚在新一代人工智能技術(shù)的戰(zhàn)略性突破，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。新一代人工智能呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界協(xié)同、人機(jī)融合、群體智能等新特征，為人類提供認(rèn)識(shí)復(fù)雜系統(tǒng)的新思維、改造自然和社會(huì)的新技術(shù)。當(dāng)然，新一代人工智能技術(shù)還處在極速發(fā)展的進(jìn)程中，將繼續(xù)從“弱人工智能”邁向“強(qiáng)人工智能”，不斷拓展人類“腦力”，應(yīng)用范圍將無所不在。新一代人工智能已經(jīng)成為新一輪科技革命的核心技術(shù)，為制造業(yè)革命性的產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供了歷史性機(jī)遇，正在形成推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的巨大引擎。世界各國都把新一代人工智能的發(fā)展擺在了最重要的位置。

新一代人工智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的深度融合，形成了新一代智能制造技術(shù)，成為了新一輪工業(yè)革命的核心驅(qū)動(dòng)力。

（二）新一代智能制造是新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科技創(chuàng)新是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的根本動(dòng)力。第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命分別以蒸汽機(jī)和電力的發(fā)明和應(yīng)用為根本動(dòng)力，極大地提高了生產(chǎn)力，人類社會(huì)進(jìn)入了現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)。第三次工業(yè)革命以計(jì)算、通信、控制等信息技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用為標(biāo)志，持續(xù)將工業(yè)發(fā)展推向新高度。

新世紀(jì)以來，數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化使得信息的獲取、使用、控制以及共享變得極其快速和普及，進(jìn)而，新一代人工智能突破和應(yīng)用進(jìn)一步提升了制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化的水平，其最本質(zhì)的特征是具備認(rèn)知和學(xué)習(xí)的能力，具備生成知識(shí)和更好地運(yùn)用知識(shí)的能力，這樣就從根本上提高工業(yè)知識(shí)產(chǎn)生和利用的效率，極大地解放人的體力和腦力，使創(chuàng)新速度大大加快，應(yīng)用范圍更加泛在，從而推動(dòng)制造業(yè)發(fā)展步入新階段，即數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造——新一代智能制造。如果說數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造是新一輪工業(yè)革命的開始，那么新一代智能制造的突破和廣泛應(yīng)用將推動(dòng)形成新工業(yè)革命的高潮，將重塑制造業(yè)的技術(shù)體系、生產(chǎn)模式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)，并將引領(lǐng)真正意義上的“工業(yè)4.0”，實(shí)現(xiàn)新一輪工業(yè)革命。

（三）愿景

制造系統(tǒng)將具備越來越強(qiáng)大的智能，特別是越來越強(qiáng)大的認(rèn)知和學(xué)習(xí)能力，人的智慧與機(jī)器智能相互啟發(fā)性地增長，使制造業(yè)的知識(shí)型工作向自主智能化的方向發(fā)生轉(zhuǎn)變，進(jìn)而突破當(dāng)今制造業(yè)發(fā)展所面臨的瓶頸和困難。

新一代智能制造中，產(chǎn)品呈現(xiàn)高度智能化、宜人化，生產(chǎn)制造過程呈現(xiàn)高質(zhì)、柔性、高效、綠色等特征，產(chǎn)業(yè)模式發(fā)生革命性的變化，服務(wù)型制造業(yè)與生產(chǎn)型服務(wù)業(yè)大發(fā)展，進(jìn)而共同優(yōu)化集成新型制造大系統(tǒng)，全面重塑制造業(yè)價(jià)值鏈，極大提高制造業(yè)的創(chuàng)新力和競爭力。

新一代智能制造將給人類社會(huì)帶來革命性變化。人與機(jī)器的分工將產(chǎn)生革命性變化，智能機(jī)器將替代人類大量體力勞動(dòng)和相當(dāng)部分的腦力勞動(dòng)，人類可更多地從事創(chuàng)造性工作；人類工作生活環(huán)境和方式將朝著以人為本的方向邁進(jìn)。同時(shí)，新一代智能制造將有效減少資源與能源的消耗和浪費(fèi)，持續(xù)引領(lǐng)制造業(yè)綠色發(fā)展、和諧發(fā)展。

新一代智能制造是一個(gè)大系統(tǒng)，主要由智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)和智能服務(wù)三大功能系統(tǒng)以及工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)和智能制造云兩大支撐系統(tǒng)集合而成。

新一代智能制造技術(shù)是一種核心使能技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于離散型制造和流程型制造的產(chǎn)品創(chuàng)新、生產(chǎn)創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新等制造價(jià)值鏈全過程的創(chuàng)新與優(yōu)化。

（一）智能產(chǎn)品與制造裝備

產(chǎn)品和制造裝備是智能制造的主體，其中，產(chǎn)品是智能制造的價(jià)值載體，制造裝備是實(shí)施智能制造的前提為基礎(chǔ)。

新一代人工智能和新一代智能制造將給產(chǎn)品與制造裝備創(chuàng)新帶來無限空間，使產(chǎn)品與制造裝備產(chǎn)生革命性變化，從“數(shù)字一代”整體躍升至“智能一代”。從技術(shù)機(jī)理看，“智能一代”產(chǎn)品和制造裝備也就是具有新一代HCPS特征的、高度智能化、宜人化、高質(zhì)量、高性價(jià)比的產(chǎn)品與制造裝備。

設(shè)計(jì)是產(chǎn)品創(chuàng)新的最重要環(huán)節(jié)，智能優(yōu)化設(shè)計(jì)、智能協(xié)同設(shè)計(jì)、與用戶交互的智能定制、基于群體智能的“眾創(chuàng)”等都是智能設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。研發(fā)具有新一代HCPS特征的智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)也是發(fā)展新一代智能制造的核心內(nèi)容之一。

（二）智能生產(chǎn)

智能生產(chǎn)是新一代智能制造的主線。

智能產(chǎn)線、智能車間、智能工廠是智能生產(chǎn)的主要載體。新一代智能制造將解決復(fù)雜系統(tǒng)的精確建模、實(shí)時(shí)優(yōu)化決策等關(guān)鍵問題，形成自學(xué)習(xí)、自感知、自適應(yīng)、自控制的智能產(chǎn)線、智能車間和智能工廠，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造的高質(zhì)、柔性、高效、安全與綠色。

（三）智能服務(wù)

以智能服務(wù)為核心的產(chǎn)業(yè)模式變革是新一代智能制造的主題。

在智能時(shí)代，市場、銷售、供應(yīng)、運(yùn)營維護(hù)等產(chǎn)品全生命周期服務(wù)，均因物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)而賦予其全新的內(nèi)容。

新一代人工智能技術(shù)的應(yīng)用將催生制造業(yè)新模式、新業(yè)態(tài)：一是，從大規(guī)模流水線生產(chǎn)轉(zhuǎn)向規(guī)模化定制生產(chǎn)；二是，從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變，推動(dòng)服務(wù)型制造業(yè)與生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)大發(fā)展，共同形成大制造新業(yè)態(tài)。制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式將實(shí)現(xiàn)從以產(chǎn)品為中心向以用戶為中心的根本性轉(zhuǎn)變，完成深刻的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。

（四）智能制造云與工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)

智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)是支撐新一代智能制造的基礎(chǔ)。

隨著新一代通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)將由智能網(wǎng)絡(luò)體系、智能平臺(tái)體系和智能安全體系組成，為新一代智能制造生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式變革提供發(fā)展的空間和可靠的保障。

（五）系統(tǒng)集成

新一代智能制造內(nèi)部和外部均呈現(xiàn)出前所未有的系統(tǒng)“大集成”特征：

一方面是制造系統(tǒng)內(nèi)部的“大集成”。企業(yè)內(nèi)部設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)、管理過程等實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)智能集成，即縱向集成；企業(yè)與企業(yè)之間基于工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)與智能云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)集成、共享、協(xié)作和優(yōu)化，即橫向集成。

另一方面是制造系統(tǒng)外部的“大集成”。制造業(yè)與金融業(yè)、上下游產(chǎn)業(yè)的深度融合形成服務(wù)型制造業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)共同發(fā)展的新業(yè)態(tài)。智能制造與智能城市、智能農(nóng)業(yè)、智能醫(yī)療等交融集成，共同形成智能生態(tài)大系統(tǒng)——智能社會(huì)。

新一代智能制造系統(tǒng)大集成具有大開放的顯著特征，具有集中與分布、統(tǒng)籌與精準(zhǔn)、包容與共享的特性，具有廣闊的發(fā)展前景。