周济院士：智能制造是第四次工业革命的核心技术
近日，中国工程院院士、国家制造强国建设战略咨询委员会主任周济，在第五届世界智能大会上指出，智能制造是第四次工业革命的核心技术。
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智能制造是推进制造强国战略的主要技术路线
进入新时代，国家确定并全力推进制造强国战略，加快建设制造强国，加快发展先进制造业成为我国的国家战略。推进制造强国战略走一条什么样的技术路线，习近平总书记指示，要以智能制造为主攻方向，推动产业技术变革和优化升级，推动制造业产业模式和企业形态根本性转变，以鼎新带动革故，以增量带动存量，促进我国产业迈向全球价值链中高端。
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了历史性交汇，智能制造是主要的交汇点，新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合所形成的新一代智能制造技术成为了新一轮工业革命的核心技术，成为了第四次的工业革命的核心驱动力。
智能制造是一个大概念，大系统。智能制造是先进制造技术与新一代信息技术的深度融合，贯穿于产品、制造、服务全生命周期的整个环节以及相应系统的优化集成，实现制造的数字化、网络化、智能化，不断的提升企业产品质量、效益和制造的水平。
智能制造系统主要是由智能产品、智能生产和智能服务三大功能系统以及智能制造云和工业互连网络两大支撑系统集成而成的。智能制造是贯穿产品全生命周期的一个大的创新系统，同时智能制造也是一个不断演进的大系统，他包含了智能制造三个基本范式，也就是数字化制造，第一代智能制造；数字化网络制造或者是互联网+制造是第二代智能制造，第三代智能制造也就是数字化、网络化、智能化制造，我们也称之为新一代智能制造。我国必须充分的发挥后发优势，实行并联式的发展方式，也就是要数字化、网络化、智能化并行推进，融合发展的技术方针。
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智能制造是第四次工业革命的核心技术
我们回顾一下，制造系统的发展历史，制造系统发展的第一个阶段是传统的制造和人物理系统，历史上人类不断的发明创造各种不同的机械，这种由人和机器所组成的制造系统大量的替代人的体力劳动，大大的提高制造的质量和效率，社会生产力得以极大的提高。
这些制造系统是由两部分组成的，人和物理系统也就是机器，两大部分组成，因此称之为人物理系统，制造系统它的第一个阶段是传统的，物理系统是这个系统的主体，而人是这个系统的主宰和主导。
制造系统发展第二个阶段进入了数字化制造的阶段，这时候系统发展成为人、信息、物理系统，数字化制造，我们说是智能制造的第一种基本范式，也可以称之为第一代智能制造。
在这个过程中，与传统的制造系统相比，数字化制造系统本质的变化是在人和物理系统之间增加了一个信息系统，从原来的人、物理二元系统进化成了人、信息、物理三元系统，这有巨大的优越性。
再进一步发展，制造系统发展的第三阶段就是数字化的系统，数字化、网络化制造的第二个基本形式就是互联网+制造，即第二代智能制造，最大的变化在于信息技术，互联网和云平台成为了信息技术的重要组成部分，互联网+制造实质上就解决了连接这样一个重大的问题。
第三个阶段，就是进入了数字化、网络化、智能化制造阶段，进入新世纪以来，互联网、云计算、大数据这些信息技术日新月异、飞速发展，并且极其迅速地转化为现实生产力，形成了群体性的跨越，这些历史性的技术进步集中汇聚在了新一代人工智能的战略性突破，新一代人工智能已经成为新一轮科技革命的核心技术，充分认识到新一代人工智能技术的发展，将深刻地改变人类社会生活、改变世界，我们国家制定了新一代人工智能的发展规划。
新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合，就形成了新一代的智能制造技术。它是智能制造的第三种基本范式，本质是人工智能+互联网+数字化制造，它的最大变化是在我们系统当中增加了认知和学习的部分，因此我们的制造系统具备了认知和学习的能力，因此形成了真正意义上的人工智能。
最大的变化是在人和信息系统的关系上发生了根本性变化，用中国人的成语来说，就是从“授之以鱼”变成了“授之以渔”，发生了根本性的变化。
纵观历史，每一次工业革命都是共性赋能技术和制造技术的深度融合，都有一种革命性的、共性的赋能技术，它能够赋能制造技术，和制造技术深度融合形成了新的工业技术，成为这次工业革命的核心技术。
前面三次工业革命的核心技术，分别是蒸汽机、电机和数字化技术。第四次工业革命的共性赋能技术就是数字化、网络化、自动化技术。数字化、网络化、自动化技术和制造技术的深度融合，又形成了智能制造技术可以推动各行各业、各种各类制造技术的创新升级，引领和推动制造技术革命向纵深发展。
可以看到，第一次工业革命和第二次工业革命，分别是以蒸汽机和电力的发展和应用作为根本动力，极大地提升了生产力，人类社会进入了现代工业社会。
而第三次工业革命是以数字化技术的创新和应用为标志，推动了工业革命的先进发展，新一代智能制造技术的突破和广泛应用，将推动形成这次工业革命新的高潮，引领真正意义上的工业4.0，实现第四次工业革命。
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抓住机遇，乘势而上，实现中国制造业的跨越发展
习近平总书记指出，现在我们迎来了世界新一轮科技革命和产业变革，与我国转变发展方式历史性交汇期，我们既面临着千载难逢的历史机遇，又面临着差距拉大的严峻挑战，我们要充分认识到新的历史交汇期可能同频共振，有的历史交汇期也可能是擦肩而过，所以新一轮工业革命对中国来说是极大的挑战，同时也是极大的机遇。
今后15年，正是智能制造这个新一轮工业革命的核心技术发展的关键时期，中国制造业必须要抓住这一千载难逢的历史机遇，集中优势力量打一场战略决战，实现战略性的历史跨越，推动中国制造业由大变强，进入世界产业链的中高端，实现中国制造业跨越发展，谢谢大家！
作者介绍
周济，机械工程专家，中国工程院院士。
长期致力于机械设计、数控技术与智能制造的教学和研究工作，研究并组织实施了发展与推广应用数控、CAD和智能制造的技术路线；提出并实践了单调性分析优化、数控加工直接插补等算法理论；主持研制了华中Ⅰ型数控系统以及优化设计、机械CAD等系列软件产品，广泛应用于机械、航空、航天、能源等行业，创造了显著的社会效益和经济效益。
来源：中国工程院院刊
原标题：《周济院士：智能制造是第四次工业革命的核心技术》
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把握智能制造发展的趋势与重点
作者：郧彦辉
智能制造是先进制造技术和新一代信息技术的深度融合，代表着我国制造业高质量发展的主要方向。习近平总书记指出：“要以智能制造为主攻方向推动产业技术变革和优化升级，推动制造业产业模式和企业形态根本性转变，以‘鼎新’带动‘革故’，以增量带动存量，促进我国产业迈向全球价值链中高端。”
智能制造发展的新趋势
经过多年培育，我国智能制造已经取得长足进展。总体上看，我国智能制造发展从初期的理念普及、试点示范阶段进入试点示范引领、供需两端发力、多方协同推进的新阶段，通过深入推进数字化转型行动、大力实施智能制造工程、开展工业互联网创新发展行动，制造业重点领域的智能化水平不断提升，当前规模以上工业企业关键工序数控化率和数字化研发设计工具普及率分别达到55.7%、75.1%。智能制造成为推动我国制造业高质量发展的强劲动力。
当前，随着人工智能、数字孪生等新一代信息技术的发展，我国智能制造发展呈现出以下三个新趋势。
智能制造的人本化。人本智能制造是智能制造发展的新理念，智能制造的发展开始重点考虑社会的制约因素，智能制造系统设计正在纳入人的因素，人的利益和需求日益成为生产过程的核心。譬如，人机合作设计和人机协作装备的推出，使人从许多机械化生产中解脱出来，人与机器可以发挥各自优势，协作完成各项工作，推动产业模式的变革。
智能制造的多领域集成发展。在早期，智能制造主要侧重于物理系统的感知与集成，随后开始与信息系统进行深度融合，近年来则进一步与社会系统进行融合。在多领域集成发展的过程中，智能制造通过不断融入更多的制造资源、信息资源和社会资源，催生出预测制造、主动制造等数据驱动的制造新模式，使制造模式从单一化走向多元化，制造系统从数字化走向智能化。
企业组织形态发生较大改变。随着智能制造技术的日趋复杂，传统产业链的模式正在被打破，终端客户倾向于选择完整的解决方案。相应地，制造企业的生产组织和管理方式也正在发生重大变革，以客户为中心和数据驱动更为普遍，企业组织架构正在向扁平化、平台化方向转变。
智能制造发展存在的突出问题
我国制造业正在积极适应智能制造发展的新趋势，并且在一些关键领域和技术上抢占了优势地位。但同时也存在着一些突出的问题。
制造业企业智能化水平“参差不齐”，使智能制造的人本化推进缓慢。近年来，我国积极开展智能制造应用试点工作，推进示范项目、推广典型经验。截至2021年底，我国工业互联网的应用已经覆盖45个国民经济大类，工业APP数量突破60万个，建成了700多个数字化车间、智能工厂，培育较大型的工业互联网平台超过150家，连接工业设备超过7800万台（套）。但企业智能化转型尤其是实现人机协同是一项系统工程，当前我国许多企业仍处于工业2.0、工业3.0阶段，对生产设备、业务流程等进行全面更新或者改造升级，对工人进行新技能培训，需要大量的资源投入，但资金等要素短缺严重限制了企业的人本化改造。
智能制造的一些基础性技术存在短板，使多领域集约发展的根基不牢。目前，我国已经掌握了长期制约产业发展的部分智能制造技术，包括机器人技术、感知技术、复杂制造系统、智能信息处理技术等。以智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的智能制造装备产业体系初步形成。但智能制造的共性技术、关键技术仍存在短板。比如，我国工业软件实力较弱，工业仿真设计软件基本被国外垄断，高档数控机床、智能传感器等对进口的依赖程度较大，很大一部分新材料处于实验室研究阶段无法开展应用转化，等等。
企业生产管理模式智能化转型存在明显的弱项。以客户为中心和数据驱动的企业生产和管理模式需要以新型管理技术人才队伍和全新的行业标准为支撑。从人才队伍来看，我国智能制造人才存在结构式缺口。据人力资源和社会保障部统计，2020年我国智能制造领域的人才需求为750万人，而缺口为300万人；到2025年，人才缺口预计达到450万人。从标准体系来看，我国正在逐步构建智能制造标准体系，已经发布国家标准285项，牵头制定国际标准28项，石化、建材、纺织等14个细分行业构建了智能制造标准体系，但大多行业领域智能制造标准体系仍不健全。长期以来，我国处于全球产业价值链的低端位置，在国际制造标准领域中的话语权和影响力较弱，在国内智能制造标准与国外标准体系对接与互认方面仍然有待加强。
智能制造发展的突破重点
未来一段时期是我国智能制造发展的关键时期。习近平总书记强调：“我们要顺应第四次工业革命发展趋势，共同把握数字化、网络化、智能化发展机遇。”应抢抓这一历史性契机，通过一系列政策创新积极引领我国智能制造进行战略性的重点突破，实现我国制造业的“换道超车”、跨越发展。
筑牢技术底基，夯实智能制造发展核心动力。强化人工智能、认知科学、仿生制造等基础研究，推动制造技术、信息技术在智能制造中深度融合发展。聚焦制造业企业生产全过程，以“揭榜挂帅”方式集中资源，攻克一批共性和关键技术，突破精密加工等先进工艺技术。围绕工业母机、智能传感等关键领域，整合资源力量建设智能制造领域制造业创新中心、技术创新中心、工程研究中心等创新载体。
深化推广人本化的应用，拓展需求侧拉动作用。智能制造技术重在应用，因此，应根据人的特性和需求，打造出可供选择的多元化应用场景，培育推广智能化设计、网络协同制造、大规模个性化定制等新模式新业态。聚焦企业、行业等转型升级需求，打造典型应用场景，推动企业各环节智能化改造，探索有效推广路径，实现智能制造从点到线到面的系统发展。
加快中小企业智能化转型，实现大中小企业融合发展。中小企业是智能制造升级的最大短板，也是最大潜力所在。要完善“政府—平台企业—行业龙头企业—服务机构—中小微企业”多级联动的推进机制，搭建融合发展生态。通过推进“虚拟”产业园和产业集群建设，以信息流推动供应链、产业链上下游企业间的数据贯通、资源共享和业务协同，提升产业链资源优化配置和动态协调水平，带动中小企业智能化升级。
强化支撑体系建设，为智能制造发展提供重要保障。加强标准体系建设，包括加强基础共性、关键技术和行业应用标准制修订和试验验证，积极推广标准的实施和标准应用试点示范。积极参与国际标准合作，参与国际标准的制定。加强数字化人才培养，深化产学研协同发展机制，构建体系化的培养方案，依据行业应用需求，提升教学内容与行业应用契合度，培养出一支规模庞大的智能制造人才队伍。
[责编：王晓秋]