支撐智能制造的智能到底是何物？業(yè)界一直都沒有給出明確的答案。

  我們認(rèn)為，支撐智能制造的實際是一種三體融合的智能。其中，包括人體智能技術(shù)、數(shù)體智能技術(shù)和實體智能技術(shù)。在三體智能理論看來，智能現(xiàn)象三體均有，智能技術(shù)發(fā)展的目的是加速智能在生物世界、數(shù)字世界以及物理世界流動。智能制造所用到的智能技術(shù)，本質(zhì)是三體智能支撐下的人工智能。

  對智能現(xiàn)象和智能技術(shù)的認(rèn)識，應(yīng)該有一個更大的時間和空間的跨度。我們回顧了早期育種系統(tǒng)的智能，把非生物系統(tǒng)感應(yīng)外界變化產(chǎn)生的科學(xué)效應(yīng)，認(rèn)為是一種初級的智能。生物智能包括感知、認(rèn)知以及控制，自我意識和學(xué)習(xí)能力。數(shù)體智能就是數(shù)字虛體獲得感知、認(rèn)知的能力，并且發(fā)展出獨立自我意識。智能的本質(zhì)是一切具有生命周期的系統(tǒng)對自然規(guī)律的感應(yīng)、認(rèn)知與運(yùn)用。

  支撐智能制造的三體融合的智能是一種人造智能，它是由人體智能、數(shù)體智能和實體智能共同支撐的。因此，我們對智能制造有了一個新的定義。智能制造是大規(guī)模、多維度采用人造智能的新制造范式，其實質(zhì)是基于智能交互、智能供給、智能交付、智能作業(yè)等革命性技術(shù)，來實現(xiàn)人類智能在制造環(huán)節(jié)中的優(yōu)化與解放。

人類歷史第四次浪潮

  說到第四次浪潮，無法回避的一本書是阿爾溫?托夫勒的《第三次浪潮》。他認(rèn)為，人類文明有三次浪潮，農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明和信息社會。他的浪潮理論最大的貢獻(xiàn)是系統(tǒng)地、整體地看待新技術(shù)革命與新產(chǎn)業(yè)革命，而不是跟著熱點技術(shù)跑，今天云計算，明天大數(shù)據(jù)，后天物聯(lián)網(wǎng)。

我們想看看，今天的學(xué)術(shù)界對物質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)是否出現(xiàn)整體性變革有一個什么樣的觀點。施瓦布教授在《第四次工業(yè)革命》中提出一個新工業(yè)革命的概念，但是他對新工業(yè)革命的概念特征并沒有進(jìn)行總結(jié)，而是強(qiáng)調(diào)它是組合創(chuàng)新和系統(tǒng)創(chuàng)新。我們列出了他提出的代表性技術(shù)，包括可植入技術(shù)、數(shù)字化身份、物聯(lián)網(wǎng)、3D打印、無人駕駛、人工智能、機(jī)器人、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、智慧城市等，其中無一例外都包含了智能技術(shù)。 

  為什么我們要用第四次浪潮來說明這個智能化？其實這是有原因的。現(xiàn)在，中國官方已經(jīng)開始接受了新工業(yè)革命的概念。隨著智能技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，系統(tǒng)智能加速提升，科技與產(chǎn)品的智能化創(chuàng)新正在以集體爆發(fā)的形式顯現(xiàn)。以智能化為核心的“新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革”的判斷是準(zhǔn)確的，新一輪工業(yè)革命正在路上，我們將這種介乎于科技革命與產(chǎn)業(yè)革命之間的創(chuàng)新現(xiàn)象稱之為第四次浪潮。

20字箴言

  智能化將是繼信息化之后，又一次攪動中國乃至世界的浪潮。這一浪潮的目標(biāo)，就是讓機(jī)器、組織、供給乃至身邊的一切事物擁有與人接近的智能。我們對智能化的五個特征進(jìn)行了概括和總結(jié)。第一個叫狀態(tài)價值；第二個叫實時分析，第三個叫精準(zhǔn)執(zhí)行，第四個叫自主決策，第五個叫學(xué)習(xí)提升。如今，這個“20字箴言”已經(jīng)流傳于業(yè)界。

  初級的智能化系統(tǒng)，是由狀態(tài)感知到自動決策再到即刻執(zhí)行依次循環(huán)的。比如，利用光敏傳感器自動開啟和調(diào)光的“智能路燈”，賓館/會場的消防自噴淋系統(tǒng)，數(shù)控車床防撞刀裝置等。這些都是基于科學(xué)效應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)狀態(tài)感知，自動可決策和即可執(zhí)行，我們就視為有初級的智能。而且它具有一個特征，那就是無需嵌入計算系統(tǒng)，當(dāng)然嵌入計算會更優(yōu)。

  中級智能化系統(tǒng)，是恒定的智能化系統(tǒng)。它已經(jīng)能夠從自動決策升級到自主決策，同時增加了實時分析環(huán)節(jié)。當(dāng)我們計算內(nèi)核植入的時候，一個智能系統(tǒng)趨于恒定。比如具有感知衣料特性并自行決定洗衣決策的智能洗衣機(jī)，自動設(shè)定通行時段的智能交通燈等等。

  高級智能化系統(tǒng)，基于人工智能而構(gòu)成，是一個開放的智能系統(tǒng)。它在中級智能系統(tǒng)的特征上又增加了學(xué)習(xí)提升的能力，能夠適用人工智能或計算技術(shù)對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，不斷積累很創(chuàng)造知識，所以它適用一切的智能設(shè)備。

  因此，“二十字箴言”普遍適用一切智能系統(tǒng)。我們希望從人工智能、工業(yè)職能、生物智能、組織智能中抽取它們的共同特性。那么，抽取這種特性，給制造和服務(wù)企業(yè)能夠到底帶來什么價值？它是一個我們本土原創(chuàng)的智能化的模型，我們希望通過這個模型打通多學(xué)科的智能定義，用同一把尺子去度量各領(lǐng)域的智能化。

  人類社會已經(jīng)進(jìn)入跨行業(yè)、跨領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新的大科技時代。基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的邊界日趨模糊，創(chuàng)新發(fā)展正在從過去單一學(xué)科、單一領(lǐng)域走向跨學(xué)科、跨領(lǐng)域。中國要實現(xiàn)《中國制造2025》，最大的難題是統(tǒng)一語言與跨專業(yè)協(xié)同，這至少需要機(jī)械、電子、自動化、IT工程師、軟件開發(fā)、大數(shù)據(jù)專家，與行業(yè)業(yè)務(wù)和流程專家的緊密協(xié)同。同時，各領(lǐng)域?qū)＜覀儗χ悄芗夹g(shù)的理解和定義的差別也不同。比如互聯(lián)網(wǎng)界的人士在憂慮，消費大數(shù)據(jù)的技術(shù)，遲遲不知道怎么為制造業(yè)服務(wù)。

  信息化行業(yè)有一個多年沒有改變的現(xiàn)象，就是兩化融合不到位。我們在學(xué)術(shù)模型的工程化和工程樣品產(chǎn)業(yè)化之間還存在巨大的鴻溝，這些問題都提示著我們?nèi)狈σ粋€統(tǒng)一的概念體系。

  新工業(yè)革命的前提是產(chǎn)業(yè)協(xié)作，產(chǎn)業(yè)協(xié)作前提是統(tǒng)一工作語言。事實上，不僅中國在尋找這種統(tǒng)一工 作的語言，德國的工業(yè)4.0平臺參考模型，美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考模型架構(gòu)，都是希望讓不同行業(yè)的人在同一個工程體系下面能夠?qū)?，能夠協(xié)同工作。今年9月份，中國、德國和美國已經(jīng)啟動了三大智能制造體系的參考架構(gòu)互認(rèn)，一種全球通用的智能化語言正在成型。

迎接智能化挑戰(zhàn)三原則

  我們定義了企業(yè)迎接智能化挑戰(zhàn)的三原則。原則一，智能化起步，先問數(shù)字化基礎(chǔ)牢不牢；原則二，智能化發(fā)展，主要看大數(shù)據(jù)認(rèn)知靈不靈；原則三，智能化要打贏，關(guān)鍵看賽博物理系統(tǒng)（CPS）強(qiáng)不強(qiáng)。這三個原則能為企業(yè)帶來什么樣的應(yīng)用價值呢？

  第一原則，首先要問數(shù)字化基礎(chǔ)牢不牢的問題。我們知道數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是智能化的基礎(chǔ)，智能化是一個更突出鮮明的特征。智能制造是才主攻方向，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是智能化的基礎(chǔ)，智能化是更突出鮮明的特征。事實上，現(xiàn)在人們談?wù)摼W(wǎng)絡(luò)化、智能化太多，經(jīng)常把數(shù)字化忘了。

軟件是最重要的數(shù)字化工具。“智”的過程包括實體運(yùn)行和意識活動如何規(guī)律化，規(guī)律模型化，模型算法化，算法軟件化，軟件優(yōu)化物理世界，軟件支撐和定義著各種知識、行為、業(yè)務(wù)進(jìn)入數(shù)字世界。人的智慧沉淀為算法和知識，把算法和知識嵌入軟件，把軟件嵌入硬件，把硬件嵌入物理實體設(shè)備，這是我們走向智能最主要的途徑。

  一直以來，國外有很多工業(yè)公司成為工業(yè)軟件公司的例子，而中國制造2025的難點和焦點恰恰是我們?nèi)狈ψ陨淼墓I(yè)軟件。我國大量的軟件公司都是所謂的大中華管理軟件公司，而真正的業(yè)務(wù)型的軟件可以說是少之又少。目前對企業(yè)而言，人的全面數(shù)字化，最大的難點在于能力的軟件化。現(xiàn)在，很多人都在談?wù)摶ヂ?lián)網(wǎng)消費大數(shù)據(jù)，其實人類的消費行為是非常容易數(shù)字化的。而數(shù)字化最大的難點，在于人類知識創(chuàng)造的活動，日常的業(yè)務(wù)活動，復(fù)雜的制造系統(tǒng)，依然沒有充分的數(shù)字化。這里引用工信部關(guān)于“新四基”的定義來強(qiáng)調(diào)數(shù)字化的基礎(chǔ)，事實上除了軟件化之外，還包括一軟、一硬、一網(wǎng)、一云，每個環(huán)節(jié)都要夯實，而軟件是其中的核心。

  第二原則，智能化發(fā)展的階段，重點要考察我們的大數(shù)據(jù)認(rèn)知技術(shù)靈不靈。對認(rèn)知技術(shù)的考察主要是來自于人類智能的主要能力，如理解、關(guān)聯(lián)、推理、想象，主要都是我們意識人體處理大數(shù)據(jù)或復(fù)雜信息的認(rèn)知能力。

  過去關(guān)于智能金字塔理論有一個重要的趨勢，就是智能趨勢。我們認(rèn)為認(rèn)知就是建模，人腦從信息中感應(yīng)到規(guī)律，發(fā)現(xiàn)到規(guī)律，并且把它格式化下來，就是認(rèn)知。我們對比兩體，發(fā)現(xiàn)知識產(chǎn)生的規(guī)律正在變化。意識人體直接認(rèn)知多數(shù)非格式化、非數(shù)字化信息，并在大腦中產(chǎn)生知識。數(shù)字虛體只能識別比特化信息，并借助算法工具，從大數(shù)據(jù)認(rèn)知中產(chǎn)生知識。

  第三原則，智能化要打贏，要害在CPS強(qiáng)不強(qiáng)。CPS是最核心的一個概念，另外賽博是數(shù)字虛體加上電磁光等物理場。為什么CPS往往被翻譯成信息物理系統(tǒng)？這是人們的一個誤解，誤把信息作為一個被控制的對象，放棄了它的控制結(jié)構(gòu)和控制機(jī)制。事實上，賽博起源于遙控，本身就是控制技術(shù)。美軍從2014年11月已經(jīng)提出和實踐智能戰(zhàn)，其核心的理論基礎(chǔ)就是信息可以調(diào)動物質(zhì)與能量，核心戰(zhàn)場是賽博空間，作戰(zhàn)平臺是賽博物理系統(tǒng)，技術(shù)基礎(chǔ)是智能化的作戰(zhàn)平臺，智能化的武器裝備和智能化的機(jī)器決策系統(tǒng)。

  企業(yè)在智能化時代應(yīng)該如何迎接終極挑戰(zhàn)？我們有兩個建議，向賽博要戰(zhàn)斗力！向賽博要生產(chǎn)力！未來得對抗是基于三體的商業(yè)智能對抗，未來商戰(zhàn)如同現(xiàn)代空戰(zhàn)，就是包括人在內(nèi)的三體智能系統(tǒng)，人類的轉(zhuǎn)型必須基于賽博模型能力的轉(zhuǎn)型。在虛擬中映射現(xiàn)實，在現(xiàn)實中一次做對，一次做成，實現(xiàn)精確制造，精確打擊。 

  總之，大道至簡。人體全面數(shù)字化，數(shù)字虛體認(rèn)知化，以及物理系統(tǒng)賽博化將是智能化三部曲，它們將真實地演繹物理實體、意識人體和數(shù)字虛體的三體交融的過程。