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我們和西方相比差距巨大，換句話說：如果把智能制造比喻為一次馬拉松賽跑的話，中國制造作為其中一名運(yùn)動員，正在熱身，尚未上場。

智能制造是國際公認(rèn)的實現(xiàn)工業(yè)體系轉(zhuǎn)型升級的新一代工業(yè)技術(shù)，能夠從根本上提升我國復(fù)雜產(chǎn)品的創(chuàng)新能力和研制水平，因此正確理解、全面認(rèn)識智能制造，對我國制造業(yè)乃至國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極其重大的現(xiàn)實意義和歷史意義。

現(xiàn)代工業(yè)體系可以分為39個工業(yè)大類、151個中類、525 個小類。中國是世界上唯一全部工業(yè)門類齊全的國家。但是，由于中國與第一次、第二次以及第三次工業(yè)革命的黃金時期失之交臂，使許多高端技術(shù)都掌握在西方國家手里，中國制造“大而不強(qiáng)”。第四次工業(yè)革命給了我們絕佳的機(jī)會，中國第一次可以和發(fā)達(dá)國家?guī)缀踉谕粭l起跑線上起跑。我國制造強(qiáng)國的國策就是以兩化深度融合為主線，以智能制造為突破口。但是我國智能制造所存在的問題，簡單來說就是“缺芯少魂”：集成電路芯片是“芯”，工業(yè)軟件是“魂”。不能掌握核心技術(shù)，沒有自己的集成電路和工業(yè)軟件，我國的智能制造是難以實現(xiàn)的。

在過去很長一段時間里，許多人錯誤地認(rèn)為智能制造就是自動化的生產(chǎn)方式。認(rèn)為機(jī)器人換人、無人工廠、黑燈工廠就是智能制造的“代表”。實際上，這是對智能制造非常片面的認(rèn)知：機(jī)器人換人，解決的是生產(chǎn)現(xiàn)場的手工勞動問題；無人工廠、黑燈工廠解決的是生產(chǎn)線的人工控制問題。類似的，無人倉儲、無人物流也不能代表智能制造。

自動化設(shè)備在得到手動或自動輸入的控制指令后，通過系統(tǒng)閉環(huán)，根據(jù)傳感器所獲取的反饋信號，就可以依照人的意愿自動執(zhí)行一系列任務(wù)。在整個自動化系統(tǒng)中，最重要的依舊是控制端。它離不開人的控制，什么時候開始、什么時候結(jié)束，都需要由人來決定。自動化系統(tǒng)可以替代人完成繁重的體力勞動，甚至輔助人完成一些簡單的腦力勞動，但終究無法替代人做出最終的決策。也就是說，無論是機(jī)器人換人、黑燈工廠還是無人倉儲，都是在工作現(xiàn)場實現(xiàn)了無人化，并不是真正地實現(xiàn)了智能制造。

要說清楚智能制造是什么，我們就必須從源頭講起。

1/ 什么是制造

要正確理解智能制造，首先必須理解什么是“制造”。制造，包含了“制”與“造”兩層含義。“造”相對比較簡單，就是生產(chǎn)。但制造不僅是生產(chǎn)，首先“制”在英文中有“系統(tǒng)”的含義，在中文釋義中，也包含有制度、方法、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等意思。由于“制”的含義非常廣泛，宏觀的“制造”包括產(chǎn)品策劃、方案設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)過程、生產(chǎn)交付、運(yùn)行、維護(hù)維修、管理、決策等重要環(huán)節(jié)和復(fù)雜管理體系。

改革開放初期，我國浙江、江蘇、福建和廣東沿海涌現(xiàn)出大量的“三來”加工，它們使用國外的設(shè)備、國外的原材料、國外的圖紙和工藝進(jìn)行產(chǎn)品加工，最后再銷往國外。這里所說的“三來”加工，就是代生產(chǎn)，或者叫轉(zhuǎn)包生產(chǎn)。在“三來”加工過程中，從原材料的采購、入庫、出庫、運(yùn)輸，到工人根據(jù)圖紙和工藝手冊操作相關(guān)的設(shè)備，把原材料加工成滿足需求的各類產(chǎn)品，這個完整的過程都根據(jù)國外已經(jīng)規(guī)定好的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，所以只能稱之為“造”，并不是嚴(yán)格意義上的“制造”。

制造并不等同于生產(chǎn)，兩者不能混為一談。生產(chǎn)僅僅解決產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的具體問題，而制造涉及產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計以及生產(chǎn)過程，同時還涉及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的管理、產(chǎn)品的交付，以及交付之后的維護(hù)、維修和運(yùn)行。除了產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、交付及服務(wù)，企業(yè)的運(yùn)行也必須符合整個制造體系。企業(yè)非常復(fù)雜，一個工業(yè)企業(yè)包括產(chǎn)品供銷、財務(wù)管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)管理等一系列流程。我國制造業(yè)大而不強(qiáng)，根本問題就出在研發(fā)能力不足上。而研發(fā)能力歸根結(jié)底就是創(chuàng)新能力。

2/ “智能”是什么

智能制造就是為傳統(tǒng)的制造賦予智能，這里的“智能”就是指“人工智能”。傳統(tǒng)的人工智能，通俗地講就是將專家學(xué)者的知識、經(jīng)驗、方法等驗證無誤的內(nèi)容編譯成軟件，由計算機(jī)執(zhí)行的過程，也就是說人工智能是把人的知識轉(zhuǎn)化為計算機(jī)的知識。計算機(jī)支持軟件運(yùn)行，生成模型，完成工業(yè)產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、運(yùn)行、綜合管理等復(fù)雜過程。

研發(fā)是產(chǎn)品創(chuàng)新的源泉，制造業(yè)過去是基于實物制造，也就是愛迪生的試錯法，而今后的制造，實際上是在千百年來人類大量知識積累的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的“智能制造”。如果沒有實物產(chǎn)品制造的知識，就沒有產(chǎn)品知識、工業(yè)知識、設(shè)計知識、工藝知識、生產(chǎn)制造知識、設(shè)備維護(hù)維修知識、管理知識和銷售服務(wù)知識等，我們把人類經(jīng)反復(fù)驗證后成熟的知識編制成工業(yè)軟件，由計算機(jī)來執(zhí)行，這就是智能制造。

探討知識管理和知識工程，我們需要學(xué)習(xí)西方提出的DIKW（D即數(shù)據(jù)Data；I即信息Information；K即知識Knowledge；W即智慧Wisdom或智能Intelligence）模型（如圖），我的解讀就是：把數(shù)據(jù)采集出來、提煉形成信息，信息關(guān)聯(lián)起來形成知識，再優(yōu)化迭代成了知識體系，知識升華就會產(chǎn)生智慧和智能（如圖）。

西方文化中的DIKW模型

DIKW模型解讀

在智能制造體系建立過程中，工業(yè)軟件是必不可少的一部分，是工業(yè)知識的結(jié)晶。

所有的產(chǎn)品創(chuàng)新，首先是研發(fā)，然后才是生產(chǎn)，這是一個復(fù)合性的過程。生產(chǎn)能力必須要提高，才能夠按照產(chǎn)品研發(fā)的思路，制造出符合研發(fā)過程所制定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。這樣才能形成一個完善的工業(yè)體系。如圖所示，按照管理學(xué)的理論：企業(yè)可分為三層架構(gòu)，第一層是決策層，第二層是管理層，第三層是執(zhí)行層。一個工業(yè)企業(yè)，它的智能體現(xiàn)在決策層和管理層，而不是執(zhí)行層。企業(yè)的執(zhí)行層，包括庫存、物流配送以及生產(chǎn)線在內(nèi)，即便使用大量的機(jī)器人、數(shù)據(jù)采集分析設(shè)備，仍然屬于自動化范疇，而非智能化范疇。

工業(yè)企業(yè)管理學(xué)三層架構(gòu)

術(shù)語的解讀非常重要，云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的基礎(chǔ)都是集成電路和軟件。首先我們要有大量的傳感器來做狀態(tài)感知的工作，采集的天量工業(yè)大數(shù)據(jù)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)傳遞到云平臺上做實時分析，實時分析的數(shù)據(jù)結(jié)果再通過由人的大腦和計算機(jī)相結(jié)合產(chǎn)生的人工智能做出決策，然后反饋到一線的執(zhí)行層以實現(xiàn)精準(zhǔn)執(zhí)行。2016 年5 月17 號，中國工程院周濟(jì)院長親自主持了《三體智能革命》的院士和專家技術(shù)研討會，其核心就是智能制造的16 字箴言：“狀態(tài)感知、實時分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行”（見圖）。

云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能

3/ 智能制造是什么

智能制造是將人類長年累月積累的制造經(jīng)驗編制為軟件，將原來由人執(zhí)行的任務(wù)轉(zhuǎn)為由計算機(jī)來執(zhí)行。因此，智能制造就包含了產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)過程管理、批生產(chǎn)交付、運(yùn)行維護(hù)、大修維修等，當(dāng)然它還涉及復(fù)雜的管理體系。所以說，即便是在全自動化車間、無人工廠、黑燈工廠中，生產(chǎn)線、物流配送全由機(jī)器人負(fù)責(zé)，甚至庫房也實現(xiàn)了全自動化，依舊不能算智能制造。

智能制造是一套復(fù)雜的技術(shù)和管理體系，僅僅講生產(chǎn)過程的智能化是不夠的。因此機(jī)器人換人不是智能制造，黑燈工廠不是智能制造，自動化的工廠不是智能制造，當(dāng)然無人工廠也不是智能制造。

明確了智能制造的內(nèi)涵，我們就會明白智能制造是今后幾十年都要干的事情，不可能一蹴而就。必須認(rèn)識到兩點：第一，智能制造是馬拉松長跑，不是六十米短跑比賽；第二，從全國范圍來看，我國尚未全面實現(xiàn)工業(yè)化，因此我們和西方相比差距巨大，換句話說：如果把智能制造比喻為一次馬拉松賽跑的話，中國制造作為其中一名運(yùn)動員，正在熱身，尚未上場。

智能制造的本質(zhì)，簡單來說可以歸納為三句話，第一，軟件化的工業(yè)技術(shù)；第二，軟件定義的生產(chǎn)關(guān)系；第三，生產(chǎn)關(guān)系的優(yōu)化和重構(gòu)。簡而言之：用軟件控制數(shù)據(jù)的自動流動，解決復(fù)雜產(chǎn)品的不確定性，這就是智能制造。