制造业领域的专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动，并将这些智能活动和智能机器融合起来，贯穿应用与整个制造企业的子系统（经营决策、采购、设计、生产计划、制造装配、质量保证和市场销售等），以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和高度集成化，从而取代或延伸制造环境领域的专家的部分脑力劳动，并对制造业领域专家的智能进行收集、存储、完善、共享、继承和发展，是一种极大提高生产效率的先进制造技术。

  一、如何保证信息系统（虚拟世界）对于现场生产运营系统（现实世界）信息获取的实时性、准确性、全面性。

  目前，对生产现场的数据采集主要有两种方式，自动化数据采集以及人工数据采集。自动化数据采集往往依托于通讯条件比较好的生产设备和各种传感器的应用。人工数据采集大多是作为自动化数据采集的补充方式或替代方式，适用于自动化采集实现难度较大或经济成本比较高的现场。而目前，生产现场的情况大多很复杂，人工采集的方式应用比较广泛，这就造成了信息获取实时性、准确性的降低。此外，出于成本考虑，对现场数据的采集也难以做到十分全面。

  在数据采集方面，西门子工厂无疑是实现效果很理想的。遍布生产线各个关键节点的传感器以及具有通讯能力的控制器对现场的生产情况做高速采集，这一些数据都实时上传到信息系统中，实现现实世界到虚拟世界的精准实时全面的映射。但由于现场设备条件的限制，西门子工厂在数据采集方面的成功难以在其他工厂进行复制。

  比如，在三菱电机工厂，由于生产设备的通讯能力比较差，为获取生产情况信息，在各机台处放置数据采集终端，采用人工方式来进行数据录入，这种数据采集方式的准确性及实时性受操作人员的素质及责任心影响较大，难以与自动化数据采集相比。

  面对从生产现场采集来的海量数据，无论是信息系统提供商或是工厂的生产运维人员都难以对其价值进行充分的挖掘，没办法真正实现从数据到信息，从信息到可执行的优化建议的飞跃。究其原因，主要是由于缺乏相关数学模型，包括设备建模以及生产运营业务的建模。

  上述模型的建立不仅需要对设备及业务有深刻的理解，并且要有较强的数理能力及抽象能力，这些要求无疑都是目前短时间内没有办法解决的难点。目前西门子工厂与真正的人机一体化智能系统的差距大概也在于此。这一环节的缺失，导致了无法在生产运营活动中形成闭环，进而有效改进方方面面的生产活动。

  我们国家的制造业经历了四个阶段，从最早的起步阶段和成长阶段到崛起阶段。现在是最重要的阶段，转型阶段。那么此阶段，我觉得挑战性更加大。面临的问题更加的多。我们经历了从无到有，从小到大，但是怎么样才能解决从大到强，这个使命非常艰巨的，并且花的时间也会比较漫长，需要心态更加平和一点。

  我国制造业发展参差不齐，同一时期表现为规模化、数字化，智能化并行，有些企业的产业的水平比较高一点，可能已达到了一些数字化和智能化。但是有些企业还处再一个水平比较低端，人工作业的阶段。在这样的一个过程中我们怎么样能够创新驱动发展，我觉得一方面要解决好产品创新的问题。因为产品创新是引领，制造，包括机器人技术是一个保障。所以产品创新应该是一个行业的龙头，一个产品能带动一个行业，产品模式创新也是很重要的。但我们的祖国整个创造新兴事物的能力和关键技术跟发达国家有很大的差距。但我们的祖国在这一个方面格外的重视，国务院发布了中国制造2025计划，把中国制造提到国家战略高度，所以制造业转型升级和制造强国是我国将来实现必然的选择。中国制造2025核心是以人机一体化智能系统为主攻方向。所谓工业智能化，会更加漫长一点，像智能化更加跟传感技术、信息技术、人工智能技术、大数据技术紧密关联的，所以智能化技术面临的挑战更多一点，每个企业特点不一样，不是一定要实现智能化。我觉得实现什么化不重要，最重要把产品质量高上去，效率搞上去，怎么赢得市场。在市场上站稳脚跟，这是更重要的，但是有些企业行业的变化特点，周期变化非常快，必须要驱动。通过现在的信息化手段，能够装备的性能有适应能力，同时使它工艺知识不断的积累，制造业很重要一个特点是要长期的积累，工艺知识的积累很重要。而不是说买了几个机器人回来买了几个装备就是智能化了。

  人机一体化智能系统的发展应该是有积累的，我觉得智能制造最早应该得益于数字化，这是一个基础，离开数字化谈智能化是空话。随着这个互联网的出现，资源可以动态的存储，这里面慢慢的通过一些方法，就可以在一定程度上完成智能化。智能化体现，它的过程可能在产品设计里面更重要。我们谭建荣院士谈了产品里面的智能化。因为设计是灵魂，设计带动我们的发展。这个里面有智能设计和制作的完整过程，制作的完整过程就是对状态进行感知，分析、决策，最后到执行。所以讲人机一体化智能系统也不是一蹴而就的，也是分这样几个阶段，从最早到互联网资源共享，到AI和手段的出现，慢慢走向智能化，所以人机一体化智能系统是一个长远的坚持不懈的追求目标。而不是仅是一个概念的阶段。

  但是人机一体化智能系统有几个核心特征，我觉得最主要的是通过数字化、智能化手段可以把客户的需求，到产品的开发，产品的生产，产品的服务可以串成一个整线，这是最主要的，另外一个很重要的第二条线，就是在内部一条线，在设计、生产、物流到营销两条线，所以人机一体化智能系统要实现这两个线的集成，一个是客户到产品服务的这个线贯穿，第二个在这样的一个过程中，从设计到生产，到物流，整一个完整的过程是一个很大的范畴，我们每位老师，每个企业只能做其中一部分。这是我个人对人机一体化智能系统的一个特征的理解。

  我认为有两条主线一个就是客户的真实需求到产品服务，一个定单设计开始，围绕这个设计，怎么样组织生产，怎么样组织物流，怎么样组织营销，这两条主线做得比较好的话确实能够带动技术的进步。提升公司竞争力，为公司能够带来实在的实惠，帮助转变发展方式与经济转型。这里面最为核心是产品的智能化更加核心，各位明白智能的产品，带来了很大的一个变化，就是最近提到了深圳大疆无人机，几年前我看几个小伙子捣鼓，能够到现在六七十个亿，我们的祖国很多中低端产品还是在过剩，但是供不应求在一些中高端，所以设计的改变一点，可能带来一场非常大变化。

  所以我个人觉得人机一体化智能系统很重要的特点是产品的智能化。因为人们对产品的要求不断的提高，当你这样的产品增加一些智能以后，你的竞争力就极大的提升。所以在产品创新是很重要的。所以离开了产品创新，单独谈人机一体化智能系统，这是纯粹就是炒概念的，必须要是为了这样的产品创新，我人机一体化智能系统怎么样创新的过程，使它缩短，使创新更便利。有的产品创新，就是设备加几个传感器，可以把整一个完整的过程个性化的定制。还有我加一些传感器，可能有一些算法，有一定的自主性，可以跟人交互，有些机器跟人之间可以沟通我觉得产品创新表现得非常多。

  这可能是各个其在市场慢慢摸索，怎么样找到一个比较正确，有市场的产品创新的道路。那么，当然比较难的是我们高校做得比较多的是装备的智能化。因为装备工艺流程当中有很多状态，有大量的积累，所以是比较是长时期的，为什么国外很多企业不大，但是装备做得好，他们几十年，数百年就做这个，就像这次任正非他也强调，我多少年来，就做一个事实。所以装备的智能也是这样的一个问题，把装备做得很好，中国装备在高端市场有市场，就是做到极值，每个方面，每一个细节到最好。

  这大量的市场。不是我们今天开完大会把智能装备搞出来的，绝对不可能的。这里面需要大量的融合，大量的实验，大量的能够排除干扰，把这个装备实验慢慢做实。装备的智能化，还是该来讲非常艰苦漫长的道路。现在做得比较多是车间的智能化，得很好了，很多数字化车间，很多企业做得很好。所谓数字化车间就是每个状态信息采集，实时了解这一个车间按照这一个需求，这还是一个工作量的问题。这是车间智能化。但是更大一点就是工厂的智能化，这块应该也做得到。越大反而好做，越小反而比较难。就是我们加工一个复杂零件，把这一点搞成光滑可能十年都不可以，数字化车间可能两年就做出来的，这里面有很大的变化，所以制造，有时候很小一个事要花很长时间把它做下来。

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