在当今时代,新一轮工业革命正蓬勃兴起,其根源在于新一轮科技革命。中国工程院院长、中国机械工程学会荣誉理事长周济于 2017 智能制造国际会议上,明确阐述了信息技术指数级增长、数字化与网络化的普及应用、系统集成式创新以及人工智能技术的突破,是推动新一轮经济发展的四大关键驱动力。
四大驱动力推动经济发展
信息技术指数级增长:过去 50 年,半导体行业的摩尔定律见证了整个信息行业的飞速发展,芯片、计算机、网络、通讯等信息技术均实现了飞跃式进步。近 10 年来,移动互联、云计算、大数据、物联网等新兴信息技术更是群体性突破,呈现指数级增长态势,为经济发展注入了强大动力。
数字化、网络化的普及应用:数字化与网络化的应用范围极为广泛,使信息服务步入普惠计算和网络时代,引发了一场意义深远的革命,深刻改变了人们获取和利用信息的方式,进而对经济发展产生全方位影响。
技术融合和系统集成式创新:系统集成式创新是一种全新的创新模式,它不拘泥于使用最新技术,而是通过对现有技术的巧妙组合实现创新。苹果智能手机和特斯拉电动汽车便是成功范例。未来,新型技术与现有技术的相互融合将创造巨大机遇,有望颠覆现有技术和产业格局。
新一代人工智能技术战略突破:近年来,人工智能在全球范围内迅猛发展,不仅在数量上有所突破,更在质量上实现飞跃。智能机器学习能力与执行任务复杂度的指数级增长,使人工智能新技术的发展与普及速度远超以往科技革命。新一代人工智能技术已成为新科技革命和产业革命的核心技术,将在未来数十年内深刻影响经济发展与人类社会。
人工智能引领智能制造升级
周济着重强调,人工智能 2.0 技术将引领智能制造实现从 1.0 到 2.0 的跨越。智能制造 1.0 系统旨在实现制造业数字化、网络化,关键特征是在全面数字化基础上达成网络互联与系统集成,技术层级相当于工业 3.5。而智能制造 2.0 系统的目标是实现制造业数字化、网络化、智能化,达成真正意义上的智能制造。
智能制造是一个涵盖广泛的概念,包含制造业数字化、网络化、智能化,由数字化制造、智能制造 1.0 和智能制造 2.0 三个不同范式的制造系统层层递进构成。同时,它是一个庞大的系统工程,需从产品、生产、模式、基础、系统五个维度进行全面认识与系统推进。
智能制造系统的构成要素
智能产品为主体:数字化、网络化、智能化技术助力机械产品创新,推动其向 “数控一代” 乃至 “智能一代” 迈进,从根本上提升产品功能、性能与市场竞争力。例如我国轨道机车行业,凭借这些技术成为世界高速机车技术领先的国家之一。
智能企业为主线:同样的数字化、网络化、智能化技术应用于生产技术创新,推动制造业向智能化集成制造系统发展,构建智能企业,全面提升产品设计、制造及管理水平。西门子成都工程实现了从设计到物流配送和管理的全过程数字化与网络化,堪称典范。
产业模式转变为主题:数字化、网络化、智能化技术催生了产业模式的转变与创新。一方面,生产方式从大规模流水线生产向定制化规模生产转变;另一方面,产业形态从生产性制造向服务型制造转变,核心是从以产品为中心转向以用户为中心。通用电气(GE)通过技术创新对发动机数据进行大数据采集与分析,将发动机服务从故障诊断升级为健康保障系统,并采用按小时支付的商业服务模式,实现了从生产型制造向服务型制造的转变。
智能制造基础设施建设:涵盖构建信息 - 物理系统,积极推进工业互联网基础设施建设,强化智能制造标准体系、信息安全保障系统以及以新一代人工智能技术为核心的网络信息平台建设,为智能制造发展筑牢基础。
中国智能制造的发展阶段
周济指出,中国推进智能制造将历经三个阶段。“十三五” 期间,重点任务是数字化普及、智能制造 1.0 示范以及智能制造 2.0 研究;“十四五” 时期,致力于智能制造 1.0 的普及以及智能制造 2.0 的示范;2026 - 2035 年的十年间,将实现智能制造 2.0 的全面普及,推动中国制造业迈向更高水平。