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當前，信息技術(shù)發(fā)展迅速，改變了人類的生產(chǎn)方式、生活方式、思維方式，也改變了人類的學習方式。隨著信息的快速發(fā)展，當前形成了新一代信息技術(shù)。主要有四個特點：由互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，由虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展到增強現(xiàn)實技術(shù)，由網(wǎng)格計算技術(shù)發(fā)展到云計算技術(shù)，由機器學習技術(shù)發(fā)展到深度學習技術(shù)，形成了幾個典型的綜合交叉領(lǐng)域，包括工業(yè)互聯(lián)、混合現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)、人工智能等。

中國的制造業(yè)通過40年改革開放取得了很好的成績，特別是廣東、福建、浙江、江蘇、山東、沿海一帶，制造業(yè)發(fā)展非常快，從某種角度上來說發(fā)展的也非常好。雖然制造業(yè)取得了很大成績，同時也存在一些問題。無論是央企、國企還是民企，都需要轉(zhuǎn)型升級。制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級要依靠數(shù)字化制造、網(wǎng)絡化制造、智能化制造的技術(shù)來幫助企業(yè)提升產(chǎn)品的質(zhì)量，提升生產(chǎn)的效率等等。

中國工程院最近做了三個重大咨詢項目：一是周濟院長牽頭的制造強國發(fā)展戰(zhàn)略，主要是智能制造、工業(yè)強基、綠色制造。路甬祥是我們浙江大學的老校長，提出了創(chuàng)新設計發(fā)展戰(zhàn)略，強調(diào)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新和模式創(chuàng)新。中國工程院前常務副院長，也是浙江大學老校長潘云鶴院士，提出了中國人工智能2.0，重點強調(diào)大數(shù)據(jù)智能、群體智能、跨媒體智能。

無論是美國的先進制造計劃、德國工業(yè)4.0，還是中國企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，都需要用到“智能設計+智能制造”。智能產(chǎn)品是智能制造和服務的價值載體，而智能裝備又是智能產(chǎn)品中的重中之重，是工業(yè)的母機。機電產(chǎn)品經(jīng)歷了機械化、電氣化、信息化，目前正向智能化方向發(fā)展。對企業(yè)來說，最重要的是要做好一代產(chǎn)品、一代裝備，而要做好一代產(chǎn)品、一代裝備，首先就需要一代的工藝，產(chǎn)品是解決做什么的問題，工藝是解決怎么做的問題。對批量生產(chǎn)而言還需要一代的模具，而所有這些都需要一代的設計。只有通過一代設計，我們才能把一代產(chǎn)品真正做好，才能掌握行業(yè)的核心技術(shù)。

對于智能制造，當前大家的積極性都很高，政府的積極性很高，企業(yè)的積極性很高，專家的積極性更高，但是到底什么是智能制造？大家理解的不一樣。科技部、工信部列了不少智能制造的項目，各級政府也列了不少智能制造的項目，我本人也參與了評審、驗收、指南的寫作等，我的團隊也承擔了一部分項目。但是到目前為止，大部分智能制造的項目還基本上是數(shù)字化、網(wǎng)絡化、信息化的內(nèi)容，有的還是機器人的應用、生產(chǎn)性的改造，離真正的智能制造還存在一定的差距，甚至存在不少差距。

什么是智能制造？我個人理解智能制造就是把人工智能技術(shù)和產(chǎn)品設計制造技術(shù)融合起來，用智能的技術(shù)來解決制造的問題。具體展開來說，智能制造是指對產(chǎn)品全生命周期中設計、加工、裝配等環(huán)節(jié)的制造活動進行知識表達與學習、信息感知與分析、智能決策與執(zhí)行，實現(xiàn)制造過程、制造系統(tǒng)與制造裝備的知識推理、動態(tài)傳感與自主決策。

做智能制造，打造數(shù)字化的車間，要用機器人技術(shù)、人工智能技術(shù)，但前提是首先要用好數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡化技術(shù)。只有在數(shù)字化、網(wǎng)絡化的基礎上才能實現(xiàn)智能化。所有這些信息技術(shù)都不能替代產(chǎn)品設計技術(shù)、產(chǎn)品本身的制造技術(shù)，要把汽車技術(shù)和產(chǎn)品設計技術(shù)、產(chǎn)品制造技術(shù)有機融合起來。

到底什么是人工智能？當前大家理解的很不一樣，差異很大。我個人認為人工智能就像1950年英國著名科學家圖靈發(fā)表的著名論文——《計算機能思維嗎？》所指的那樣。從這個角度出發(fā)，人工智能最淺顯的表述是計算機思維，或者說計算機模擬人的思維，這就是人工智能。1956年，斯坦福大學麥卡錫教授、麻省理工學院明斯基教授、貝爾實驗室香農(nóng)、IBM公司洛切斯特四位學者首次提出人工智能概念。

在過去60多年的發(fā)展過程中，相當長的時間里人工智能處于艱難的境地，相當長時間里研究人工智能的專家學者是坐冷板凳的。為什么？過去我們搞人工智能需要開發(fā)一個專家系統(tǒng)，而專家系統(tǒng)比較強調(diào)因果關(guān)系。90年代我學習人工智能就用Prolog和Turbo Prolog語言開發(fā)專家系統(tǒng)，需要幾十萬條甚至幾百萬條語言。最近幾年，隨著大數(shù)據(jù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)的興起，從這個角度上來說，大數(shù)據(jù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)挽救了人工智能，給人工智能開辟了一條新的途徑。因為大數(shù)據(jù)不強調(diào)因果關(guān)系，它強調(diào)關(guān)聯(lián)關(guān)系，近年來隨著神經(jīng)網(wǎng)絡、深度學習的發(fā)展，我們迎來了人工智能的黃金時期。

那么，哪些人工智能技術(shù)可以在制造業(yè)中使用呢？我總結(jié)了八項技術(shù)：一是深度學習算法，二是增強學習算法，三是模式識別算法，四是機器視覺算法，五是數(shù)據(jù)搜索方法，六是知識工程方法，七是自然語言理解，八是類腦交互決策。把以上八項技術(shù)運用到裝備制造業(yè)的實際制造中，就形成自感知、自適應、自學習、自決策。

智能制造有三個核心問題：第一，知識庫和知識工程。如何做智能制造？要把千百萬設計人員的設計知識，加工人員的寶貴加工知識，管理人員的寶貴管理知識和服務人員的服務知識做到知識庫里，用知識工程來引領(lǐng)我們的智能制造。而且這個知識不是死的，是活的，這需要動態(tài)傳感、實時感知，最后能夠?qū)崿F(xiàn)自主學習和自主決策。所以從這個意義上說，制造知識是制造業(yè)中的靈魂。對企業(yè)來說，設備很寶貴，車間很寶貴，刀具很寶貴，但是最寶貴的是人才，或者說具有專門知識的人才，會設計、加工、管理、服務的人才。我們要把這些人才的知識做到知識庫里，用知識工程來引領(lǐng)智能制造。

第二，智能制造的三個層面。一是制造對象的智能化，二是制造過程的智能化，三是制造工具的智能化。制造過程的智能化是智能制造的保證，如何生產(chǎn)調(diào)度、如何加工等等，需要實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化，這時候智能制造就有了基本的保證。

第三，智能制造的四個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。智能制造從環(huán)節(jié)看，主要有智能設計、智能加工、智能裝備和智能服務四個環(huán)節(jié)。首先是智能設計。前面列了很多項目，企業(yè)也搞了很多項目，加工方面、裝備方面、自動化生產(chǎn)方面的比較多，智能設計的項目，列的非常少，可以說基本沒有。沒有智能設計，哪里來的智能制造，智能設計是智能制造的引領(lǐng)。設計需要在智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化的基礎上實現(xiàn)智能化，才能創(chuàng)新設計出更多、更好、更新、受市場歡迎、受顧客歡迎的產(chǎn)品，企業(yè)才能發(fā)展和壯大，才能做的專精尖特，所以說智能設計是引領(lǐng)。當前企業(yè)家最苦惱的是什么產(chǎn)品是賣得掉的，什么樣的產(chǎn)品顧客是受歡迎的。通過智能制造，一定要用智能設計來引領(lǐng)企業(yè)的發(fā)展，引領(lǐng)制造業(yè)的發(fā)展，引領(lǐng)智能制造本身的發(fā)展。

人工智能和智能制造結(jié)合有哪些熱點呢？我們可以認為是兩條狗引領(lǐng)的，一條是波士頓“大狗”，一條是阿爾法狗（AlphaGo）。人工智能第一個熱點是波士頓動力的“大狗”機器人，它是一個四條腿的機器人，同時它又是一個智能化的產(chǎn)品，所以它既是機器人的一個最高水平的表現(xiàn)，也是智能制造最高水平的一個體現(xiàn)。兩條狗能奔、能跳、能行，逢山過山，逢河過河，而且兩條狗的協(xié)調(diào)性非常好，動力非常強勁，運動非常自如，跨欄水平非常高，遠遠超過一般的跨欄運動員。什么時候前腿應該提起來，什么時候后腿應該放下去，它運動自如、操控自如。它為什么這么厲害？主要有四項關(guān)鍵技術(shù)：一是遠程控制，二是負重爬坡，三是行進速度快，四是平衡能力非常好。

人工智能，也是智能制造的第二個熱點是智能化手機。手機是誰發(fā)明的？是摩托羅拉做出來的，可以拍照是諾基亞先做出來的，但是蘋果開發(fā)了智能化手機，顛覆了摩托羅拉和諾基亞兩個手機公司。華為手機現(xiàn)在也開發(fā)得不錯，我們有了智能化手機，制造水平也非常高。無論是蘋果還是華為，當下智能化的手機可以做到如此之薄，拋光技術(shù)如此之好，都是智能制造的一個典范，也是智能產(chǎn)品的成功典范。

人工智能和智能制造第三個熱點是智能無人系統(tǒng)，包括智能無人機、智能網(wǎng)聯(lián)汽車。現(xiàn)在無人機非常厲害，無孔不入，很多領(lǐng)域都可以用，在交通、農(nóng)業(yè)、軍事等等領(lǐng)域，無人機都可以大顯身手。最近智能網(wǎng)聯(lián)汽車、無人駕駛汽車也開始成熟起來，百度公司、小米公司紛紛要造汽車，也遭到了一些爭議。有人認為百度、小米是信息技術(shù)公司，汽車是機電產(chǎn)品。實際上現(xiàn)在在萬物互聯(lián)的時代，汽車成了互聯(lián)網(wǎng)控制的一個終端，是一個移動的終端而已。當前我們用人工智能來駕駛汽車，用人工智能技術(shù)來操控汽車，這個技術(shù)正在慢慢成熟。目前國內(nèi)開發(fā)了幾款車，蔚來汽車、理想汽車。我聽到不少人買了蔚來汽車、理想汽車，詢問他們這個車怎么樣，不少顧客反映，理想、蔚來汽車開發(fā)得真不錯，這說明我們國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車也上了一個新的水平。

人工智能的第四個熱點是阿爾法狗，它不是狗，是谷歌公司開發(fā)的下圍棋的系統(tǒng)。2016年阿爾法狗對戰(zhàn)韓國選手李世石，人機大戰(zhàn)，機器人勝利了，引發(fā)了很多爭議。阿法爾狗為什么能夠取得勝利？主要是兩點，第一，它采用了深度學習算法，也是人工智能最新的一個算法。第二，它是兩個大腦，一是落子選擇器，二是棋局評估器。它可以計算到這一步棋幾十步甚至一百步以后對我有利，還是對對方有利，所以阿爾法狗下棋的技術(shù)遠遠超過了一般的圍棋運動員。

人工智能的第五個熱點是智能機器人。智能機器人剛面世的時候有非常大的爭議，大家覺得沒有必要，但是當前爭議正在縮小，可以說沒有爭議了。為什么？FANUC開發(fā)出了真正的智能機器人，它可以通過自我學習、自我訓練，在沒有人員指導的情況下學習工件擺放。第一步是機器人隨機抓取，第二步是自行判斷成功還是失敗，并搜集圖片訓練，第三步是經(jīng)過長時間的學習，任務執(zhí)行準確率不斷提升。FANUC開發(fā)了智能機器人，它自我學習的過程非常的震撼。機器人和智能機器人區(qū)別到底在哪里？我認為，一般的機器人，它的軌跡規(guī)劃、運動規(guī)劃、速度、加速度都要事先編程好，所以機器人應用的一個重點是軌跡規(guī)劃或者運動規(guī)劃。而智能機器人少量的編程也是需要的，但是大量的是根據(jù)學習來的，經(jīng)過人工神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練來提高它的執(zhí)行任務的正確率。

智能機器人還有一個劃時代的代表是美國開發(fā)了達芬奇手術(shù)機器人。達芬奇手術(shù)機器人包括外科醫(yī)生控制臺、床旁機械臂系統(tǒng)、成像系統(tǒng)三大系統(tǒng)。它適用于泌尿外科、心胸外科、婦科、腹部外科等外科，使得手術(shù)操作更精確、愈合好、創(chuàng)傷更小、手術(shù)指征更廣，減少疼痛，減少失血量，它的開刀技術(shù)超過了一般水平的醫(yī)生。當然，與著名的外科醫(yī)生的開刀手術(shù)相比，可能還欠缺一點，還需要不斷地學習、不斷地提升。

人工智能第六個熱點發(fā)生在中國——2016年中國工程院前常務副院長，也是浙江大學的老校長潘云鶴院士，牽頭啟動了中國人工智能2.0。中國人工智能2.0是中國工程院三大重要咨詢項目之一，人工智能2.0有五項關(guān)鍵技術(shù)，包括大數(shù)據(jù)智能、互聯(lián)網(wǎng)群體智能、跨媒體智能、人機協(xié)同的混合智能、智能自主無人系統(tǒng)。

我本人是機械與運載工程學部的院士，中國人工智能2.0這個項目是列在中國工程院信息與電子工程學部，但是潘校長了解我，我在信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域也有所研究，所以潘校長就叫我也參與了他的課題，而且我也是大數(shù)據(jù)智能第一個子課題的負責人。人工智能2.0這五項關(guān)鍵技術(shù)幾乎可以應用到所有的領(lǐng)域，但是中國目前最典型的應用聚焦在三大領(lǐng)域：一是智慧城市，二是智慧制造，三是智慧醫(yī)療。

有人問智慧制造和智能制造有什么區(qū)別？我個人理解沒有區(qū)別，“智慧”和“智能”，到底是“智慧”厲害還是“智能”厲害？是“智慧”高于“智能”，還是“智能”高于“智慧”？在信息技術(shù)領(lǐng)域有兩種觀點，一種觀點認為“智慧”比“智能”要更高一個層次，是“智能”加上“聰慧”，所以叫做“智慧”。但是另一種相反的觀點，認為“智能”是一種技術(shù)，而“智慧”是個小聰明，所以“智能”高于“智慧”，這兩種觀點我個人認為到目前階段基本上沒有什么差別，是個人應用的習慣問題。比如說城市基本上都用“智慧”，醫(yī)療更多的人也用“智慧”，而對制造業(yè)更多的人喜歡用智能制造。

運用互聯(lián)網(wǎng)+、智能制造打造數(shù)字化車間，離不開精益生產(chǎn)和質(zhì)量工程。我們要把產(chǎn)品做好，就要在數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的過程中堅持質(zhì)量觀點、精益生產(chǎn)、質(zhì)量工程。可以說精益生產(chǎn)既是智能制造的基礎，又是智能制造的目標。我們需要先把智能制造做好，否則還是粗放型生產(chǎn)，還是臟兮兮的，要做精益生產(chǎn)、智能化生產(chǎn)。另外，通過智能制造不斷提升精益生產(chǎn)的水平，我個人認為精益生產(chǎn)既是智能制造的基礎，智能制造又是精益生產(chǎn)的目標。精益生產(chǎn)也包括精益設計、精益加工、精益裝配、精益服務，在精益生產(chǎn)的基礎上實現(xiàn)智能制造，最終的目標還要生產(chǎn)出精益化的產(chǎn)品。

把智能制造技術(shù)用于裝備制造業(yè)，要開發(fā)智能產(chǎn)品與智能裝備。這有兩層含義：一是智能技術(shù)的產(chǎn)品化，二是傳統(tǒng)產(chǎn)品的智能化。智能產(chǎn)品的裝備，是把人工智能技術(shù)和產(chǎn)品裝備的實際制造技術(shù)融合起來，實現(xiàn)以知識工程為核心，做到自感應、自適應、自學習、自決策。

我本人也負責中國工程院新一代人工智能引領(lǐng)下的智能制造這個重大課題項目的子課題，是關(guān)于智能產(chǎn)品與裝備。這個項目也是周濟院長親自牽頭的，我們主要解決五類產(chǎn)品裝備的智能化：一是智能機床裝備，包括切削機床、注塑機床；二是智能工程機械，包括掘進裝備、挖掘機械；三是智能動力裝備，包括壓縮機，汽輪機；四是智能機器人，包括工業(yè)機器人、服務機器人；五是智能終端產(chǎn)品，這也非常重要，包括手機、電視等，我們要做到自感應、自適應、自學習、自決策。

我們的目標是智能注塑機要做到參數(shù)自診斷，智能挖掘機要綠色低碳節(jié)能，智能壓縮機做到多工況自適應，智能機器人做到人機共融，智能汽車做到高安全網(wǎng)聯(lián)，智能手機做到AI深度融合。

我們要開發(fā)新一代人工智能技術(shù)與裝備產(chǎn)品的深度融合，掌握一批國際領(lǐng)先的智能裝備與產(chǎn)品關(guān)鍵核心技術(shù)，在智能機床裝備、智能工程機械、智能動力裝備、智能機器人、智能運載裝備、智能家居與智能終端等優(yōu)勢領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)自感應、自適應、自學習和自決策等特征。

智能產(chǎn)品與裝備的十大關(guān)鍵技術(shù)，由于時間關(guān)系簡單過一下。一是多源多通道數(shù)據(jù)實時采集感知技術(shù)；二是異構(gòu)數(shù)據(jù)內(nèi)容融合與傳輸共享技術(shù)，三是負責工況的多任務自適應協(xié)同技術(shù)，四是多機協(xié)同的集群化交互與控制技術(shù)，五是大數(shù)據(jù)驅(qū)動故障診斷深度學習技術(shù)，六是數(shù)字孿生與數(shù)字樣機建模分析技術(shù)，七是多技術(shù)路線工作方案優(yōu)化決策技術(shù)，八是工藝工裝協(xié)同推送與自動裝甲技術(shù)，九是產(chǎn)品知識圖譜與知識網(wǎng)絡構(gòu)建技術(shù)，十是機電液一體化云平臺知識服務技術(shù)。通過以上十項關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，我們實現(xiàn)了這十項技術(shù)在機電產(chǎn)品裝備當中的應用，做到了部分的自感應、自適應、自學習、自決策，當然這些都要有知識庫作為支撐。

智能產(chǎn)品與裝備之后怎樣發(fā)展？羅列一下，包括智能機床裝備領(lǐng)域，要了解制造的整個過程，能夠監(jiān)控、診斷、修正生產(chǎn)過程中的各類偏差，并能夠為生產(chǎn)的最優(yōu)化提供工藝方案。智能注塑機，通過一系列智能化的技術(shù)實現(xiàn)注塑過程高效、穩(wěn)定運行和智能化的控制。主要包括智能化的能耗技術(shù)、智能化的保壓技術(shù)、智能化的制動能量回收技術(shù)等等。還有很多具體的內(nèi)容，因為時間關(guān)系，不一一展開了。我們突破的重點在綠色低碳、多工況適應、人機共融、安全可控等等。

對各地政府提一些建議，智能產(chǎn)品和裝備怎樣做？主要有七條建議：一是制定形成國家級的智能產(chǎn)品與裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃；二是加快智能產(chǎn)品與裝備的基礎研究與應用基礎研究；三是加強智能沉淀與裝備知識庫及基礎軟件工具開發(fā)；四是制定形成智能產(chǎn)品與裝備發(fā)展的標準體系與聯(lián)盟；五是產(chǎn)學研結(jié)合推進智能產(chǎn)品與裝備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展；六是建立國家級的智能產(chǎn)品與裝備典型應用示范基地；七是加快復合型智能產(chǎn)品與裝備設計制造人才體系的構(gòu)建。

以上這些建議向工信部、科技部、教育部遞交以后，都得到了熱烈的響應，并且形成了相應的措施。工信部、科技部也推出了相關(guān)的重點研發(fā)計劃項目。我的團隊圍繞智能制造和智能裝備、大數(shù)據(jù)人工智能的應用，在超大型低能耗空分裝備設計制造、高檔數(shù)控機床數(shù)字化設計、大噸位深拉伸液壓裝備等方面，應用了數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化技術(shù)，幫助眾多企業(yè)實現(xiàn)了產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型換代，企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。