5月25日，在2018世界制造业大会和2018中国国际徽商大会主展馆，合肥泰禾光电科技股份有限公司展示其研发的智能码垛机器人。 徐旻昊 摄

　　5月25日下午，2018世界制造业大会智能制造论坛，端上了关于智能制造的“思想大餐”——

　　改变制造业“大而不强”，任务紧迫而艰巨

　　“中国制造2025”“德国工业4.0”“美国工业互联网”……一场关乎未来产业变革的新一轮工业革命已在全球勃然启动。在经济全球化背景下，一个个国家级的战略部署正在加快推动新一轮产业变革，智能制造已成为新的战略制高点，其发展的速度、广度、宽度前所未有。

　　制造业是立国之本、兴国之器、强国之基。 “简单地说，中国制造业就四个字，大而不强。推进‘中国制造2025’，目的就是改变这种局面。 ”中国工程院院士、清华大学教授柳百成说。

　　“从我国制造业整体看，工业1.0、2.0、3.0，甚至有少量的4.0同时并存，发展水平参差不齐。 ”中国工程院院士、光纤传输系统与网络技术专家余少华认为，与发达国家相比，我国智能制造水平差距较大，亟待提升。

　　中国工程院院士、浙江大学教授谭建荣在演讲中展示了美国“波斯顿大狗”的画面。这种具有高机动能力的四足仿生机器人，如同真的动物一样，可以迅速移动且保持平稳，稳定性和方位感令人惊叹。“我们国家在高端器件方面还是比较脆弱的，智能制造平台包括硬件和软件的基础需要进一步夯实。 ”谭建荣说。

　　“航空发动机，目前世界上只有国外两个公司可以生产”“国内一些技术产品质量、可靠性偏差，很多是因为材料不够好”……众多专家都正视了我国制造业存在的差距和不足。他们认为，与世界先进水平相比，我国制造业在自主创新能力、产业结构水平、信息化程度等方面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。智能制造是制造业转型升级的主攻方向，加快发展智能制造，是推动中国制造迈向高质量发展的必然要求。

　　智能制造是主攻方向，但并非“孤军奋战”

　　“智能制造按照历史演进过程，可分为三种基本方式：数字化制造、数字化网络制造、数字化网络化智能制造。 ”谭建荣说。

　　据介绍，中国工程院去年发布《中国智能制造发展战略研究》报告。其中认为，如果说数字化、网络化制造是新一轮工业革命的开始，那么新一代智能制造的突破和广泛应用，将形成这一次工业革命的高潮。中国作为后发国家，可以并联融合三代智能制造，实现弯道超车，从制造大国迈向制造强国。

　　数字化制造是以数字控制为代表，计算机集成系统为标志；数字化网络制造通过互联网将人、数据和事物连接起来，经由企业内、企业间的协同，共享和集成社会资源，重塑制造业价值链；数字化网络化融合智能化制造，是新一代智能制造，起因是近年来人工智能加速发展，实现战略性突破，使得制造系统具备学习能力，通过深度学习、增强学习，应用到制造领域，知识的获取运用和传承效率发生革命性变化。

　　“中国制造2025”聚焦五大工程，即制造业创新中心建设工程、智能制造工程、绿色制造工程、工业强基工程、高端装备创新工程。 “智能制造是主攻方向，但是不要忘记，每个工程不是孤军奋战，五大工程需要相互配合、相互支持。 ”柳百成说，比如工业强基工程要加强原器件的研发、加强基础原材料的研发、加强基础工艺的研发，而工业强基工程，又为智能制造提供了基础支撑。 “如果基础材料不过关、基础工艺不过关，基础不牢则地动山摇，因此要打好基础。 ”

　　“‘中国制造2025’九大任务的最后一项就是要加强国际合作与交流，我们搞‘中国制造2025’不是闭关，而是要学习国外的先进技术，并且是相互交流、相互合作，实现共赢。中国是这样说的，更是这样做的。 ”柳百成说。

2018世界制造业大会和2018中国国际徽商大会上，智能立体泊车系统引起商家兴趣。 温沁 摄

　　把握制造关键环节，持续提升企业和产品竞争力

　　发展智能制造，最终要落实到企业和产品上。

　　“智能制造是智能技术和制造技术的融合，是用智能的技术来解决我们制造的问题。 ”谭建荣认为，智能制造可以分为三个层面，制造对象的智能化、制造工具的智能化、制造过程的智能化，从这三个层面来执行智能化的制造，智能制造可以分为三个环节，智能设计、智能加工、智能装配。

　　“现在很多智能制造项目，很少谈到智能设计，生产的还是原来的产品，这是一个问题。应重视智能设计，研发出高性能、高品质的产品，这个意义更大。 ”谭建荣说。

　　“数字化设计与制造是智能制造的关键核心技术，而建模与仿真是数字化设计与制造科学基础。 ”柳百成认为，要加强建模与仿真技术应用，大力发展数字化设计与制造，让产品更好、更便宜、更适用。 “比如通过模拟仿真技术，降低甚至消灭废品率，提升产品品质和良品率。 ”

　　怎样快速形成并提升企业的核心竞争力？余少华认为，应加快构建企业智能体。 “它的内涵和特征是以企业为整体的数字化、网络化、智能化，贯穿制造和管理的全过程，目的是要提高企业决策能力，从而快速地感知用户的需求，缩短研发周期，提高生产效率，降低制造成本，增强用户体验等。 ”

　　“企业智能体与目前的‘企业+信息化’相比，它的竞争力上升了一个大层次，效率会提高几倍到几十倍。 ”余少华说，“云网+装备+感知+大数据+算法+人工智能”，这些是企业智能体的基本单元、基本要素。 “构建企业智能体，实现四大转变，即从复杂封闭体系向开放体系转变、从行政管理体制向互联网思维转变、从被动适应向主动灵活应对转变、从传统的供应链上的买卖关系向新的生态系统转变。 ”

　　·延伸阅读·

　　世界工业从1.0到4.0

　　从摆脱原始手工劳作，到当前迈向智能化工业时代，人类工业文明发展历经了“1.0、2.0、3.0、4.0”四个“版本”。

　　“工业1.0”：蒸汽动力机械设备应用于生产

　　18世纪60年代至19世纪中期(大约是1760年至1850年)，通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为“工业1.0”，也就是机械制造时代，其标志是1784年第一台蒸汽纺织机的发明，这次工业革命的结果是机械生产代替手工劳动，经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。

　　在“工业1.0”中，瓦特改良了蒸汽机，开创了以机器代替人工的工业浪潮。 “工业1.0”使用的机器都是以蒸汽或者水力作为动力驱动，虽然效率并不高，但是因为首次用机器代替人工，因此具有非常重要的划时代意义。自18世纪后期，蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用，而且在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广，使工业生产能力大大增强。例如，从1766年到1789年，由于蒸汽机的使用，英国的纺织品产量增长了五倍，为市场提供了大量消费商品，加速了资金的积累。

　　“工业1.0”时开始使用机器代替手工，使用的机器虽然制作粗糙，但是以机器代替人类工作的工业思想开始成为工业发展的主流。

　　“工业2.0”：电气化和自动化时代，大规模流水线生产

　　19世纪后半期至20世纪初(大约是1870年到1900年)，在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为“工业2.0”，也就是电气化和自动化时代，其标志是1870年美国Cincinnati屠宰场第一条电动流水线的应用。这次工业革命，通过零部件生产与产品装配的成功分离，开创了产品批量生产的新模式，电力的出现推动了规模化生产，促进了经济的发展，并开创了产品批量生产的新模式。 19世纪70年代，开始第二次工业革命，人类进入了“电气时代”。

　　“工业1.0”中，使用蒸汽和水力的机器满足不了人类社会高速发展的需求，新的能源动力和机器引导了第二次工业革命的发生。在“工业2.0”中，得益于内燃机和发电机的发明，机器有着足够的动力，不再是慢悠悠的大家伙，汽车、轮船、飞机等交通工具得到了飞速发展，机器的功能也变得更加多样化。

　　“工业3.0”：应用IT技术实现自动化生产

　　20世纪70年代之后，受两次石油危机影响,全球处于经济萧条期,发达国家希望借助于新科技与新技术重振经济。这时，恰逢信息技术与远程通讯技术的发明与出现，经过数十年的发展，电子技术、工业机器人和IT技术在工业生产中大规模使用，自动化水平和生产效率大幅提升，从此进入“工业3.0”时代，也叫做电子信息时代，其标志是1969年Dick Morley(迪克·莫利)发明了第一台可编程逻辑控制器Modicon 084。在此阶段，工厂大量采用由PC、PLC/单片机等真正电子、信息技术自动化控制的机械设备进行生产。自此，机器不仅接管了相当比例的“体力劳动”，还开始接管了一些“脑力劳动”。

　　在“工业3.0”时期，传统的制造业开始由发达国家向发展中国家转移，降低了生产成本，发展中国家也通过自身相对便宜的要素吸引了外国投资，奠定了产业基础，支撑了经济高速增长。继信息技术与远程通讯技术后，在20世纪80年代得以推广和发展的3D打印技术、纳米技术，由传统能源日益枯竭及大量使用所引发的经济环境问题和新技术应用而催生的新能源、新材料技术，以及生物学与电子信息学交叉而生的生物电子技术和智能机器人等技术均大放异彩。

　　“工业4.0”：实现智能制造

　　“工业4.0”是《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。2013年4月，德国联邦教研部与联邦经济技术部在汉诺威工业博览会上首次提出这一概念，受到欧洲乃至全球工业业务领域的极大关注和认同。它描绘了制造业的未来愿景，提出继蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术等三次工业革命后，人类将迎来以信息物理融合系统(Cyber Physical System, CPS)为基础，以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命，即“工业4.0”，其特征主要体现在以下几方面：

　　完善高效率的生产网络如大数据、制造运行管理系统、物联网、M2M(ma-chine to machine)通讯等，可以帮助生产价值链中的供应商获得并交换实时的生产信息，供应商所提供的全部零部件都将在正确的时间以正确的顺序到达生产线；

　　虚拟和现实世界融合技术如数字孪生技术、虚拟工厂技术等，在生产过程中的每一步都可以在虚拟世界中进行设计、仿真和优化，为真实的物理世界包括物料、产品、工厂等建立起一个高度仿真的数字“双胞胎”；

　　信息物理融合系统可以使得在未来的智能工厂中，产品信息都将被输入到产品零部件本身，它们会根据自身生产需求，直接与生产系统和设备沟通，发出下一道生产工序指令，指挥设备进行自组织生产，这种自主生产模式能够满足每位用户的“定制”需求。(记者 陈婉婉 整理)