習近平總書記在黨的十九大報告中號召：“加快建設制造強國，加快發展先進制造業。”近期，他又指出：“繼續做好信息化和工業化深度融合這篇大文章，推動制造業加速向數字化、網絡化、智能化發展。”這些重要論述為我國智能制造發展指明了主攻方向。
數十年來，智能制造在實踐演化中形成許多不同范式，包括精益生產、柔性制造、并行工程、敏捷制造、數字化制造等，這些范式在指導制造業智能轉型中發揮了積極作用，但也因不利于形成統一的技術路線，給企業推進智能升級實踐造成許多困擾。面對智能制造不斷涌現的新技術、新理念、新模式，迫切需要提煉出基本范式。
綜合智能制造相關范式，結合信息化與制造業在不同階段的融合特征，可以總結歸納出三個智能制造的基本范式：數字化制造、數字化網絡化制造、數字化網絡化智能化制造即新一代智能制造。這三個基本范式次第展開、迭代升級，既體現著先進信息技術與先進制造技術融合發展的階段性特征，又體現著智能制造發展的融合性特征。
數字化制造是智能制造第一種基本范式，可以稱之為第一代智能制造，是智能制造的基礎。數字化網絡化制造，是智能制造第二種基本范式，也可稱之為“互聯網+制造”或第二代智能制造。德國工業4.0和美國工業互聯網完善地闡述了數字化網絡化制造范式，精辟地提出了實現數字化網絡化制造的技術路線。過去幾年，我國工業界大力推進“互聯網+制造”，一方面，一批數字化制造基礎較好的企業成功轉型，實現了數字化網絡化制造；另一方面，大量原來還未完成數字化制造的企業，則采用并行推進數字化制造和數字化網絡化制造的技術路線，完成了數字化制造的“補課”，同時跨越到數字化網絡化制造階段。今后一個階段，我國推進智能制造的重點是大規模地推廣和全面應用數字化網絡化制造，即第二代智能制造。
新世紀以來，新一代信息技術呈現爆發式增長，特別是新一代人工智能技術實現了戰略性突破，數字化網絡化智能化技術在制造業廣泛應用，制造系統集成式創新不斷發展，形成了新一輪工業革命的主要驅動力。新一代人工智能技術與先進制造技術深度融合，形成了新一代智能制造技術，成為新一輪工業革命的核心技術，正在引發制造業中發展理念、制造模式等方面重大而深刻的變革，正在重塑制造業的發展路徑、技術體系以及產業業態，從而推動全球制造業發展步入新階段。
新一代智能制造系統最本質的特征是其信息系統增加了認知和學習的功能，人將部分認知與學習型的腦力勞動轉移給信息系統，人和信息系統的關系發生了根本性的變化，即從“授之以魚”發展到“授之以漁”，信息系統不僅具有強大感知、計算分析與控制能力，更具有學習提升、產生知識的能力。在這一階段，新一代人工智能技術將使“人—信息—物理系統”（HCPS）發生質的變化，形成新一代“人—信息—物理系統”。新一代“人—信息—物理系統”揭示了新一代智能制造的技術機理，能夠有效指導新一代智能制造的理論研究和工程實踐。
新一代智能制造是一個大系統，它主要由智能產品、智能生產、智能服務三大功能系統以及智能制造云和工業智聯網兩大支撐系統集合而成。
智能產品是主體，新一代人工智能和新一代智能制造將給產品與制造裝備創新帶來無限空間，使產品與制造裝備產生革命性變化，從“數字一代”整體躍升至“智能一代”；智能生產是主線，智能生產線、智能車間、智能工廠是智能生產的主要載體；以智能服務為核心的產業模式變革是主題。在智能時代，市場、銷售、供應、運營維護等產品全生命周期服務，均因物聯網、大數據、人工智能等新技術而被賦予全新的內容。制造業產業模式將實現從以產品為中心向以用戶為中心的根本性轉變，完成深刻的供給側結構性改革。
同時，隨著新一代通信技術、網絡技術、云技術和人工智能技術的發展和應用，智能制造云和工業智聯網將實現質的飛躍，為新一代智能制造生產力和生產方式變革提供發展的空間和可靠的保障。
智能制造在西方發達國家是一個“串聯式”的發展過程，數字化、網絡化、智能化是其順序發展智能制造的三個階段。中國不能走西方順序發展老路，而應采取“并聯式”的發展方式，采用“并行推進、融合發展”的技術路線，并行推進數字化制造、數字化網絡化制造、新一代智能制造，以及時充分應用高速發展的先進信息技術和先進制造技術的融合式技術創新，引領和推進中國制造業的智能轉型。
針對我國大多數企業尚未完成數字化轉型這一現狀，企業必須補上數字化轉型這一課，補好智能制造基礎。當然，在“并行推進”不同基本范式過程中，各個企業可以充分運用成熟的先進技術，根據自身發展的實際需要，“以高打低、融合發展”，在高質量完成數字化補課的同時，實現向更高智能制造水平的邁進。
在實施“并行推進、融合發展”這一技術路線的過程中，必須強調“五個堅持”，即堅持“創新引領”、堅持“因企制宜”、堅持“產業升級”、堅持建設良好的發展生態、堅持開放與協同創新。
我們要和世界制造業的同行共同努力，共同推進新一代智能制造，共同推進新一輪工業革命，使制造業更好地造福人類。
摘自《中國科學報》
