来源:中国电子报、制造前沿等
本文整理自中国工程院院士、国家制造强国建设战略咨询委员会主任周济在2024赛迪论坛上的主旨演讲,周济院士表示,推进人工智能赋能新型工业化,是推进新型工业化,加快建设制造强国的技术路线。
人工智能赋能新型工业化是智能制造的核心要义
智能制造三种基本范式
1. 数字化制造
这是智能制造的第一代,也是最基本的范式。数字化制造的核心在于利用数字技术来改进和优化制造过程。它涉及到产品设计的数字化、生产过程的数字化以及管理的数字化。在这个阶段,制造系统通过引入计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工程(CAE)等技术,实现了设计和生产的数字化,提高了生产效率和产品质量。
2. 数字化网络化制造
这三个基本范式体现了智能制造从数字化到网络化,再到智能化的发展趋势,它们相互关联、相互促进,共同推动了制造业的高质量发展。
制造系统发展的四个阶段
1. 第一阶段:传统制造与人-物理系统(HPS)
这个阶段的制造系统主要依靠人力和畜力为主要动力,使用简易工具进行生产。这种生产方式从石器时代一直持续到铁器时代,主要依靠人的体力劳动。
以蒸汽机和电机的发明为标志的动力革命引发了第一次和第二次工业革命,人类开始使用动力机器来制造工业品,这种由人和机器组成的制造系统大量替代了人的体力劳动,提高了制造的质量和效率。
2. 第二阶段:数字化制造与人-信息-物理系统(HCPS1.0)
3. 第三阶段:数字化网络化制造与人-信息-物理系统(HCPS1.5)
4. 第四阶段:数字化网络化智能化制造与人-信息-物理系统(HCPS2.0)
新一代人工智能(AI2.0)的战略性突破标志着制造系统进入了第四阶段。这个阶段的制造系统是“人工智能+互联网+数字化制造”的结合,形成了新一代智能制造技术。
新一代智能制造技术具备深度学习、跨界融合、人机协同、群体智能等新特征,大数据智能、跨媒体智能、人机混合增强智能、群体集成智能和自主智能装备成为发展重点。这个阶段的制造系统能够实现自主感知、自主学习、自主优化与决策、自主控制与执行,极大提高了机床加工质量、使用效率,降低了成本。
这四个阶段展示了制造系统从依赖人力和简单工具的传统制造,到数字化、网络化,最终发展到智能化的演变过程。每一步的进化都是由当时的技术突破所推动,并且每一次进化都极大地提高了生产效率和质量,同时也改变了人与机器的互动方式。
推进人工智能赋能新型工业化的战略部署
一是推进数字化转型重大行动。以企业为主体,产学研金政协同推进,在全国工业企业大规模普及性推进技术改造-数字化转型。争取到2027年,数字化制造在全国工业企业基本普及,规上企业数字化转型基本完成。“数字化转型工程”主要着力点在于生产能力的数字化转型,同时,还要重点推进“装备数字化行动”,推进产品和装备的数字化转型,和“制造业新模式新业态推进行动”,推进制造业产业模式和形态的数字化转型。
二是开展新一代智能制造技术的攻关、试点和示范。新一代人工智能技术和先进制造技术融合而成的新一代智能制造技术,将引起制造业革命性转型升级。今后五年,抓好新一代智能制造技术的攻关、试点和示范,为2028-2035年“制造业智能化升级重大行动”做好充分准备。
三是筑牢工业互联网、工业人工智能等数字乃至智能基础设施关键底座。深入开展实施工业互联网创新发展工程,推进“新基建”,建设网络、平台、安全、标识、数据体系乃至工业大模型等基础底座,优化基础设施布局、结构、功能和系统集成,构建现代化信息集成设施体系。推动工业互联网和工业智能在重点产业链广泛普及、深度融合。
四是完善数字化转型服务体系。做强数字化转型和智能化升级系统解决方案供应商,推动解决方案供应商与工业软件、智能装备等关键企业融通发展,构建公共服务平台体系,为广大工业企业数字化转型和智能化升级提供强大的技术支持。在这个过程中,形成新兴的强大的智能制造产业集群。