周濟院士：智能制造是第四次工業革命的核心技術

文/本刊編輯部

周濟 中國工程院院士

機械工程專家

1970年畢業于清華大學，1984年獲美國紐約州立大學（布法羅）博士學位。長期致力于機械設計、數控技術與智能制造的教學和研究工作，研究并組織實施了發展與推廣應用數控、CAD和智能制造的技術路線；提出并實踐了單調性分析優化、數控加工直接插補等算法理論；主持研制了華中Ⅰ型數控系統以及優化設計、機械CAD等系列軟件產品，廣泛應用于機械、航空、航天、能源等行業。 1999年當選為中國工程院院士。

2021年5月20日，第五屆世界智能大會在天津梅江會展中心拉開帷幕，本屆大會以“智能新時代：賦能新發展、智構新格局”為主題，全景展現了目前我國人工智能和智能制造領域的創新成果。

中國工程院院士、國家制造強國建設戰略咨詢委員會主任周濟發表了題為《智能制造是第四次工業革命的核心技術》的主題演講，以下為發言全文：

智能制造是推進制造強國戰略的主要技術路線

進入新時代，國家確定并全力推進制造強國戰略，加快建設制造強國、加快發展先進制造業成為我國的國家戰略。習近平總書記指示，要以智能制造為主攻方向，推動產業技術變革和優化升級，推動制造業產業模式和企業形態根本性轉變，以鼎新帶動革故，以增量帶動存量，促進我國產業邁向全球價值鏈中高端。

新一輪科技革命和產業變革與我國加快轉變經濟發展方式形成了歷史性交匯，智能制造是主要的交匯點，新一代人工智能技術與先進制造技術深度融合所形成的新一代智能制造技術成為了新一輪工業革命的核心技術，也成為了第四次工業革命的核心驅動力。

智能制造是一個大概念，大系統。智能制造是先進制造技術與新一代信息技術的深度融合，貫穿于產品、制造、服務全生命周期的整個環節以及相應系統的優化集成，實現制造的數字化、網絡化和智能化，不斷地提升企業產品質量、效益和制造的水平。

智能制造系統主要是由智能產品、智能生產和智能服務三大功能系統以及智能制造云和工業互聯網絡兩大支撐系統集成而成的。智能制造是貫穿產品全生命周期的一個大的創新系統，同時智能制造也是一個不斷演進的大系統，它包含了智能制造三個基本范式，也就是數字化制造：第一代智能制造；數字化網絡制造或者是互聯網+制造是第二代智能制造；第三代智能制造也就是數字化、網絡化和智能化制造，我們也稱之為新一代智能制造。我國必須充分發揮后發優勢，實行并聯式的發展方式，也就是要數字化、網絡化和智能化并行推進，融合發展的技術方針。

智能制造是第四次工業革命的核心技術

回顧制造系統的發展歷史，制造系統發展的第一個階段是傳統的制造和人物理系統，歷史上人類不斷的發明創造各種不同的機械，這種由人和機器所組成的制造系統大量替代人的體力勞動，大大地提高制造的質量和效率，社會生產力得以極大提高。

這些制造系統由兩部分組成，人和物理系統也就是機器兩大部分組成，因此稱之為人物理系統，制造系統的第一個階段是傳統的，物理系統是這個系統的主體，而人是這個系統的主宰和主導。

制造系統發展第二個階段進入了數字化制造的階段，這時系統發展成為人、信息和物理系統，數字化制造，我們說是智能制造的第一種基本范式，也可以稱之為第一代智能制造。

在這個過程中，與傳統的制造系統相比，數字化制造系統本質的變化是在人和物理系統之間增加了一個信息系統，從原來的人、物理二元系統進化成了人、信息和物理三元系統，這有巨大的優越性。

再進一步發展，制造系統發展的第三階段就是數字化的系統，數字化、網絡化制造的第二個基本形式就是互聯網+制造，即第二代智能制造，最大的變化在于信息技術，互聯網和云平臺成為了信息技術的重要組成部分，互聯網+制造實質上就解決了連接這樣一個重大的問題。

第三個階段，就是進入了數字化、網絡化和智能化制造階段，進入21世紀以來，互聯網、云計算和大數據這些信息技術日新月異、飛速發展，并且極其迅速地轉化為現實生產力，形成了群體性的跨越，這些歷史性的技術進步集中匯聚在了新一代人工智能的戰略性突破，新一代人工智能已經成為新一輪科技革命的核心技術，充分認識到新一代人工智能技術的發展，將深刻地改變人類社會生活、改變世界，我們國家制定了新一代人工智能的發展規劃。

抓住機遇，搶占先機。新一代人工智能技術與先進制造技術的深度融合，就形成了新一代的智能制造技術。它是智能制造的第三種基本范式，本質是人工智能+互聯網+數字化制造，它的最大變化是在系統當中增加了認知和學習的部分，因此制造系統具備了認知和學習的能力，形成了真正意義上的人工智能。

最大的變化是在人和信息系統的關系上發生了根本性變化，用一句成語來比喻，就是從“授之以魚”變成了“授之以漁”。

縱觀歷史，每一次工業革命都是共性賦能技術和制造技術的深度融合，都有一種革命性的、共性的賦能技術，它能夠賦能制造技術，和制造技術深度融合形成了新的工業技術，成為這次工業革命的核心技術。

前面三次工業革命的核心技術，分別是蒸汽機、電動機和數字化技術。第四次工業革命的共性賦能技術就是數字化、網絡化和自動化技術。數字化、網絡化、自動化技術和制造技術的深度融合又形成了智能制造技術，可以推動各行各業、各種各類制造技術的創新升級，引領和推動制造技術革命向縱深發展。

可以看到，第一次工業革命和第二次工業革命分別是以蒸汽機和電力的發展和應用作為根本動力，極大地提升了生產力，人類社會進入了現代工業社會。

而第三次工業革命是以數字化技術的創新和應用為標志，推動了工業革命的先進發展，新一代智能制造技術的突破和廣泛應用，將推動形成這次工業革命新的高潮，引領真正意義上的工業4.0，實現第四次工業革命。

抓住機遇，乘勢而上，實現中國制造業的開道超車，跨越發展。習近平總書記指出，現在我們迎來了世界新一輪科技革命和產業變革，與我國轉變發展方式歷史性交匯期，我們既面臨著千載難逢的歷史機遇，又面臨著差距拉大的嚴峻挑戰，我們要充分認識到新的歷史交匯期可能同頻共振，有的歷史交匯期也可能是擦肩而過，所以新一輪工業革命對中國來說是極大的挑戰，同時也是極大的機遇。

今后15年，正是智能制造這個新一輪工業革命的核心技術發展的關鍵時期，中國制造業必須要抓住這一千載難逢的歷史機遇，集中優勢力量打一場戰略決戰，實現戰略性的歷史跨越，推動中國制造業由大變強，進入世界產業鏈的中高端，實現中國制造業的開道超車，跨越發展。