智能制造：新时代智能产业革命的基石

王飞跃

　　国务院在2015年5月8日正式实施了举世瞩目的《中国制造2025》之后，又于今年7月20日发布了《新一代人工智能发展规划》，提出建立智能的创新体系、智能科技、智能军事、智能经济、智能社会等宏大目标，再次激起整个世界的关注。特别是刚刚结束的十九大会议，进一步明确了未来30年，中国将分两个阶段实现中华民族的伟大复兴，建立智慧社会，成为世界强国，并借“一带一路”，为美好的人类命运共同体作出积极的贡献，圆伟大的中国梦。毫无疑问，这些艰巨任务的完成，其技术核心与产业基础就是智能制造。以新的理念和新的技术发展新时期的智能制造科技，创新智能产业革命，将是中国从制造大国到制造强国，进而从世界大国到世界强国的必由之道和开路先锋。　　  

　　改革开放40年，从乡镇企业、国企改制、WTO全球化、网络数字经济、风投双创，一路走来，中国以世界百分之二十的人口，差不多二十分之一的资源，既不殖民也不侵略，从贫穷落后一举成为世界第二大经济体和最大制造业国家，生产了世界一半的主要工业产品和三分之一的主要农业产品，被公认为推动世界经济发展的最大引擎。例如，仅在2011到2013的短短三年里，中国建设就消费了65亿吨水泥，这比美国在整个20世纪所消耗的45亿吨还整整多出近50%。如此大的人口，如此短的时间，如此快的变化，令人惊叹，这是一场史无前例的产业革命，堪称奇迹。

换道超车　  

　　下一步如何发展？这不但是中国人面临的问题，也是世界各国，包括所谓发达国家所面临的头等大事。在英国提出以机器人、3D打印和智能传感为核心的第三次工业革命之后，德国迅速推出“工业 4.0”的口号，以网络为中心，整合产品、服务和价值，得到世界上许多国家，特别是中国的积极响应。然而，人工智能的再次兴起，特别是美国工业互联网和日本社会5.0的提出，加上物联网、大数据、云计算、区块链等概念与技术的日益普及和深入，迫使各国不得不重新思考新时期工业发展的革新之策何在？　　  

　　实际上，从经济发展的历史本质上看，人类社会确实已经进入了产业发展的“无人区”和“深水区”，我们必须以新的思维和视野去寻求新的航道。作为世界上第一大人口国家，中国更须在这一历史转折的关键时刻，借鉴吸收国际先进思想和技术，创立自己的话语系统，进而阐述构建自己在新时代的智能制造技术和智能产业体系，开辟人类经济社会发展的新直道，换道平行超车。这是打造“一带一路”，实现中国梦，完成中华民族复兴，展示“四个自信”，造福人类命运共同体的和平正道和光明之途。

智能产业　  

　　现代计算机技术和信息产业能够发展到今天的程度，70多年前的“Church-Turing Thesis”发挥了历史性的关键作用，同时也催生了今日的人工智能技术。近期引人关注的 AlphaGo技术，虽无理论上的原始创新，但同样具有重大的历史意义，并将对智能制造技术的发展产生深远的影响，迫使未来产业走向人机物一体化的技术路线，即从牛顿式的“大定律、小数据”的规模化标准生产范式，转入默顿式“大数据、小定律”的个性化智能生产范式。这就是所谓的“AlphaGo Thesis”：未来的智能制造和智能产业，必须以数据作为核心原料之一生产其产品，生产过程必须有将“小数据”导成“大数据”，再将“大数据”锤炼成“小规则”或“小知识”，即针对个性个体的精准知识之能力。以AlphaGo为例，它将人类80余万盘围棋博弈的“小数据”，通过自我对抗转为3000万到7000万盘博弈的“大数据”，再通过加强学习等智能算法凝练成两张“小”网，即价值和策略网，最后战胜人类棋手；最近的AlphaGo Zero就更进一步，除了围棋规则，“小”数据小到“零”，“大”数据只有3000多万，而“小”知识实现了二网合一，小到了只要一张网。　  

　　计算机程序AlphaGo宣告我们已进入了新IT时代：IT不再是信息技术Information Technology，那已是旧IT了；从今往后，IT代表智能技术Intelligent Technology，这就是新IT。同时，我们不能忘记200年前IT曾被人们称为革命性的工业技术Industrial Technology，今日可称“老”IT了。将来，一定是“老、旧、新”三个IT并立平行的新时代，从大原料、大生产、大市场的当代工业到大数据、大计算、大决策的智能制造和智能产业。

智联世界  

　　这一变革与上世纪最伟大的科学哲学家之一卡尔·波普尔关于现实由物理、心理和人工三个世界组成的思想不谋而合。老IT工业技术是开发物理世界的核心技术，我们靠此发展到今天，基本解决了人类资源不对称的问题 ；旧IT信息技术是开发心理世界的主要技术，我们依此到现在，基本解决了信息不对称的问题 ；接下来，人类将进入开发人工世界的新时期，新IT智能技术必将成为我们的关键技术，数据从而自然成为新的矿藏和智能产业的原材料，新IT的历史使命就是解决人类的智力不对称问题，其表现形式就是从工业自动化到知识自动化，这也是智能制造的核心问题。　　  

　　正是心理世界的引入，开启了人类的新思维，使专业分工和大规模生产成为可能，打破了生产经济的边际效用递减诅咒和“粮食增产，人口暴长”的马尔萨斯“贫困陷阱”，我们从农业社会跨入工业社会。工业发展到今天，我们又遇上“发展极限”、“全球变暖”，甚至“技术奇点”等形形色色的“陷阱”，人工世界的引入和开发，也正是克服这些工业时代之“陷阱”的自然演化。然而，我们必须首先用合适的手段将三个世界紧密地融合在一起。　  

　　为此，人类一直不停地在建“网”：以物理世界为主体的交通物流网（Grids 1.0）；从物理到心理的电力能源网（Grids 2.0）；以心理世界为主体的信息互联网（Grids 3.0）；从心理到人工的物联网（Grids 4.0）；还有正在兴起的以人工世界为主体虚实合一的智联网（Grids 5.0）。这五张“网”，将三个世界整合在一起，形成一个智联世界，让我们从被联到在联，再到主联，由此形成的工业智联网，这将为智能制造提供坚实有效的智能连通基础。

平行制造　  

　　对应着Grids 1.0到Grids 5.0，我们的产业形态也就自然地从工业1.0进入工业5.0，其中以电动机和电力为核心的工业2.0和以路由器和网络为核心的工业4.0是过渡的阶段，稳定的将是以物理、心理和人工世界为主体的工业1.0、工业3.0和工业5.0。实际上，ICT和CPS同为工业4.0和工业5.0的核心内容。然而，在工业4.0里，I为信息，C为通信，而S为系统，这还是工业自动化的思维方式。但在工业5.0里，I为智能，C为连通性，而S代表社会，即人及其社会文化关系的总和，加上系统就是CPSS，从信息物理系统变为信息物理社会系统，这就是知识自动化的思维方式，使人及其对应的人工人，即知识机器人或软件定义的机器人，成为了系统的显式分子。　  

　　未来智能社会的基础设施将以各种各样的CPSS为主，形成“人机结合、知行合一、虚实一体”的“合一体”智能生产、智能经济和智能社会。其中，人工或软件定义的系统将定义规则和流程，确定描述性智能；计算化实验将通过各类评估和优化，从小数据导出大数据，形成预测性智能；最后通过虚实互动的平行执行方式，落实特定场景的“小”规则精准知识，实现引导性智能。　  

　　这就是工业5.0或平行制造的运行方式：制造过程及其应用将在物理、心理和人工三个世界同时平行展开，数据不但是原料，也是制造的产品，并将以平行区块链的形式加以应用，让制造走向个性化智能制造和可持续绿色生产的社会制造新模式。　  

　　中国是一个制造大国，不同行业不同区域的制造技术发展也存在不充分和不平衡的问题。正如一些权威和专家所指出的：在今后相当长的一段时间里，我们必须工业2.0补课、工业3.0普及、工业4.0探索。然而，为了从制造大国走向制造强国，我们有必要研究并试点以平行制造为核心的工业5.0，创自己的直道，拥有自己的话语权和自信。进而，换道平行超车，实现中国梦，完成中华民族的伟大复兴，造福人类命运共同体。　　  

　　周虽旧邦，其命唯新；智造大任，平行先锋！ 　　 

　　 本文发表于《高科技与产业化·月刊》2017年11月号