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ofEngineering數(shù)字化轉型基本普及智能化升級戰(zhàn)略突破——十五五智能制造推進的戰(zhàn)略思考中國工程院周濟2025年1月4

日中國工程院

·

北京一、人工智能賦能新型工業(yè)化——智能制造是推進新型工業(yè)化的主要技術路線(

一)創(chuàng)新是發(fā)展的第一動力，是發(fā)展新質生產力的核心要素(二)

以智能制造為主攻方向，人工智能賦能制造業(yè)高質量發(fā)

展二、推進人工智能賦能新型工業(yè)化的戰(zhàn)略部署三、

"十五五"系統(tǒng)推進智能制造的幾點建議中國工程院(一)創(chuàng)新是發(fā)展的第一動力，是發(fā)展新質生產力的核心要素發(fā)展新質生產力，推進新型工業(yè)化，加快建設制造強國。依靠什么?動力何在

?

3(一)創(chuàng)新是發(fā)展的第一動力，是發(fā)展新質生產力的核心要素中國共產黨第二十次全國代表大會報告強調科學技術是第一生產力創(chuàng)新是第一動力堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設全局中的核心地位。4(一)創(chuàng)新是發(fā)展的第一動力，是發(fā)展新質生產力的核心要素科技創(chuàng)新是發(fā)展新質生產力的核心要素。制造業(yè)的核心就是創(chuàng)新，就是掌握關鍵核心技術，必須靠自力更生奮斗，靠自主創(chuàng)新爭取。5一、人工智能賦能新型工業(yè)化——智能制造是推進新型工業(yè)化的主要技術路線(

一)創(chuàng)新是發(fā)展的第一動力，是發(fā)展新質生產力的核心要素(二)

以智能制造為主攻方向，人工智能賦能制造業(yè)高質量發(fā)

展二、推進人工智能賦能新型工業(yè)化的戰(zhàn)略部署

三、“十五五”系統(tǒng)推進智能制造的幾點建議院中國工程6(二)

以智能制造為主攻方向，人工智能賦能制造業(yè)高質量發(fā)展以創(chuàng)新為根本動力推進新型工業(yè)化，加快建設制造強國，走一條什么樣的技術路線呢?7(二)

以智能制造為主攻方向，人工智能賦能制造業(yè)高質量發(fā)展推進智能制造，推動制造業(yè)加速向數(shù)字化、網絡化、智能化發(fā)展。要以智能制造為主攻方向推動產業(yè)技術變革和優(yōu)化升級，推動制造業(yè)產業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)根本性轉變，以“鼎新”帶動“革故”,以增量帶動存量，促進我國產業(yè)邁向全球價值鏈中高端。8(二)

以智能制造為主攻方向，人工智能賦能制造業(yè)高質量發(fā)展以智能制造為主攻方向，人工智能賦能新型工業(yè)化，是我國制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的主要技術路線。9(二)

以智能制造為主攻方向，人工智能賦能制造業(yè)高質量發(fā)展智能制造的核心要義1.人工智能賦能新

型

工

業(yè)

化，

人

工

智

能

技

術

與

先

進

制

造

技術

深

度融合，升華成為

"智能制造技術

"

;智能技術是賦能技術、

為主導，制造技術是本體技術、為主體；智能制造的根本任務

是實現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化轉型、

智能化升級。2.智能制造是一個大概念，包含了數(shù)字化制造、數(shù)字化網絡化制造和新一代智能制造三種基本范式。即將到來的新一代智能制造是最高范式。3.智能制造是一個大系統(tǒng)，貫穿于產品、生產、服務等制造全生命周期的各個基本環(huán)節(jié)，在工業(yè)互聯(lián)網和智能云平臺支持下，人工智能賦能整體系統(tǒng)優(yōu)化，集成融合成為智能集成制造系統(tǒng)。4.智能制造是第四次工業(yè)革命的核心技術，是實現(xiàn)制造業(yè)轉型升級的主要技術路徑，cA

是制造業(yè)高質量發(fā)展的核心驅動力。(二)

以智能制造為主攻方向，人工智能賦能制造業(yè)高質量發(fā)能制造的核心要義1.人工智能賦能新型工業(yè)化，人工智能技術與先進制造技術深度融合，升華成為"智能制造技術";智能技術是賦能技術、為主導，制造技術是本體技術、為主體；智能制造的根本任務是實現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化轉型、智能化升級。2

.智能制造是一

個

大

概

念，

包

含

了

數(shù)

字化

制

造、

數(shù)

字

化

網

絡

化

制造和新一代智能制造三種基本范式。即將到來的新一代智能

制造是最高范式。3.智能制造是一個大系統(tǒng)，貫穿于產品、生產、服務等制造全生命周期的各個基本環(huán)節(jié)，在工業(yè)互聯(lián)網和智能云平臺支持下，人工智能賦能整體系統(tǒng)優(yōu)化，集成融合成為智能集成制造系統(tǒng)。4.智能制造是第四次工業(yè)革命的核心技術，是實現(xiàn)制造業(yè)轉型升級的主要技術路徑，是制造業(yè)高質量發(fā)展的核心驅動力。20

0

多

萬

年

前

，人

類

就

會

制造和使用工具。從石器時代、到青銅器時代、再到鐵器時代，這種主要依靠人力和畜力為主要動力并使用簡易工具的生產系統(tǒng)一直持續(xù)了百萬多年。中國工程院2.智能制造是一個大概念2)面向智能制造的人-信息-物理系統(tǒng)(HCPS)

的進化歷程(1)制造系統(tǒng)發(fā)展的第一階段：傳統(tǒng)制造與人-物理系統(tǒng)(HPS)天工開物，玉器磨床13(1)制造系統(tǒng)發(fā)展的第一階段：傳統(tǒng)制造與人-物理系統(tǒng)(HPS)以蒸汽機的發(fā)明為標志的動力革命引發(fā)了第一次工業(yè)革命，以電機的發(fā)明為標志的動力革命引發(fā)了第二次工業(yè)革命，人類不斷發(fā)明、創(chuàng)造與改進各種動力機器并使用它們來制造各種工業(yè)品，這種由人和機器所組成的制造系統(tǒng)大量替代了人的體力勞動，大大提高了制造的質量和效率，社會生產力得以極大提高。工程院中國14(1)制造系統(tǒng)發(fā)展的第一階段：傳統(tǒng)制造與人-物理系統(tǒng)

(HPS)這

些

制

造

系

統(tǒng)由

人

和

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理

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統(tǒng)

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)

兩

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分

所

組

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，因

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稱為人-

物理系統(tǒng)(

Human-Physical人(H)使用者控制Systems)—HPS

。創(chuàng)造者

知識物理系統(tǒng)(P)人機接口、動力裝置、工作裝置…學

習認知分析決策感知16(2)制造系統(tǒng)發(fā)展的第二階段：數(shù)字化制造與人-信息-物理系統(tǒng)(HCPS1.0)二十世紀中葉以后，隨著制造業(yè)對于技術進步的強烈需求，以及計算機、

通訊和數(shù)字控制等信息化技術的發(fā)明和廣泛應用，制造系統(tǒng)進入了數(shù)字化制造(Digital

Manufacturing)時代，以數(shù)字化為標志的信息革命引領和推動了第三次工業(yè)革命

。

中國工程院(HCPS1.0)數(shù)字化制造——DigitalManufacturing數(shù)字化制造是智能制造的第一種基本范式，也可稱為第一代智能制造。(2)制造系統(tǒng)發(fā)展的第二階段：數(shù)字化制造與人-信息-物理系統(tǒng)

中國工程院程度、工作效率、質量與穩(wěn)定性以及解決復雜問題的能力等各方面均得以顯著提升；

另一方面，

不僅操作人員的體力勞動強度進一步降低

，更重要的是，人類的部分腦力勞動也可由信息系統(tǒng)完成，

知識的傳播利用以及傳承效率都得以有效提高。HCPS1.0通過集成人、信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的各自優(yōu)勢，其能

力尤其是計算分析、

精確控制以人(H)HCS

信息系統(tǒng)

CPS

物理系統(tǒng)代替部分

(C)

(P)腦力勞動

代替犬量體力勞動HPS一方面，制造系統(tǒng)的自動化(2)制造系統(tǒng)發(fā)展的第二階段：數(shù)字化制造與人-信息-物理系統(tǒng)(HCPS1.0)面向數(shù)字化制造的HCPS

可定義為HCPS1.0。

與HPS相比，知能力等都得以極大提高，

其結果是：HCPS

創(chuàng)造、管理22(3)制造系統(tǒng)發(fā)展的第三階段：數(shù)字化網絡化制造與人-信息-物理系統(tǒng)(HCPS1.5)上世紀末本世紀初，互聯(lián)網技術快速發(fā)展并得到廣泛普及和應用，

"互聯(lián)網

+"不斷推進制造業(yè)和互聯(lián)網融合發(fā)展，制造技術與數(shù)字技術、網絡技術的密切結合重塑制造業(yè)的價值鏈，推動制造業(yè)從數(shù)字化制造向數(shù)字化網絡化制造的范式轉變。數(shù)字化網絡化制造是智能制造的第二種基本范式，也可稱

為"

互

聯(lián)

網

+

制

造”,

或第

二

代

智

能

制

造

。

"

互

聯(lián)

網

+

制

造

"

實23例

：網聯(lián)汽車網聯(lián)汽車是指在汽車數(shù)字化的基礎上進一步融合現(xiàn)代通信與網絡技術，實現(xiàn)車-

人、

車

-

車、

車

-

路、車-

云等進行信息交換共享的汽車。車-路

-

云集成在一起

，共同組成

"

網聯(lián)一代

"

交通系統(tǒng)。

中國工程院(3)制造系統(tǒng)發(fā)展的第三階段：數(shù)字化網絡化制造與人-信息-物理系統(tǒng)(HCPS1.5)云

路路…S2.0)新一代智能制造

(Intelligent

Manufacturing)——數(shù)字化網絡化智能化制造是智能制造的第三種基本范式。其本質上是“人工智能

+互聯(lián)網

+數(shù)字化制造”。(4)制造系統(tǒng)發(fā)展的第四階段：數(shù)字化網絡化智能化制造與人-信息-物理系統(tǒng)(HCP26標志性事件2016年Google

AlphaGo

以4:1戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍

李世石。這個重大歷史性事件，標志著“新一代人工智能”時代的到來。27(4)制造系統(tǒng)發(fā)展的第四階段：數(shù)字化網絡化智能化制造與人-信息-物理系統(tǒng)(HCPS2.0)生成式大模型GPT

開始具備了理解和學習的功能，具有強大的解決實際問題的能力。量變到質變，

ChatGPT

是人工智能發(fā)展史上一次革命性里程碑意義的重大突破、

重大跨越，跨越了弱人工智能到強人

工智能的拐點，

宣示著通用強人工智能時代的到來。29(4)制造系統(tǒng)發(fā)展的第四階段：數(shù)字化網絡化智能化制造與人-信息-物理系統(tǒng)(HCPS2.0)短暫一年多，大模型

+大數(shù)據(jù)

+大算力的新一代人工智能飛速發(fā)展，迎來了通用人工智能時代。人工智能進入通用人工智能時代，其應用性發(fā)生了質的改變，將使能百模干態(tài)、賦能干行萬業(yè)，實現(xiàn)各行各業(yè)的智能轉型，人類社會正在加速邁向智能世界。

中程30(4)制造系統(tǒng)發(fā)展的第四階段：數(shù)字化網絡化智能化制造與人-信息-物理系統(tǒng)(HCPS2.0)總之，新一代人工智能已經成為新一輪科技革命的核心技術，正在形成推動經濟社會發(fā)展的巨大引擎。31(4)制造系統(tǒng)發(fā)展的第四階段：數(shù)字化網絡化智能化制造與人-信息-物理系統(tǒng)(HC

PS2.0)新一代人工智能技術與先進制造技術的深度融合，形成了新一代智能制造技術，成為了新一輪工業(yè)革命的核心技術

，

成為了第四次工業(yè)革命的核心驅動力。32革命的典型產品不僅具有了更加強大的感知、

決策與控制的能力，更是具有了學習認知、產生知識的能力，即擁有了真正意義上的“人工智能”。

中國工程院最重要的變化發(fā)生在起主導作用的信息系統(tǒng)，

由于將部分認知和學習的腦力勞動轉移給了信息系統(tǒng)，HCPS2.0

中的信息系統(tǒng)增加了基于新一代人工智能技術的學習認知部分，(4)制造系統(tǒng)發(fā)展的第四階段：數(shù)字化網絡化智能化制造與人-信息-物理系統(tǒng)(HCPS2.0)人

機

接口、智能分析決策動

力

裝

置

、工作裝置…智能感知信息系統(tǒng)

(C

物理系統(tǒng)

(P)智能控制控制分析決策感知使用者學

習認知人

(H)

創(chuàng)造者

學習認知方法、知識工業(yè)互聯(lián)網和云平臺學

習認知35(

4

)

制造系統(tǒng)發(fā)展的第四階段：數(shù)字化網絡化智能化制造與人

-信息-物理系統(tǒng)(

HCPS2

.0)在新一代智能制造系統(tǒng)中，人和信息系統(tǒng)的關系發(fā)生了根本性的變化，即從“授

之

以魚”變成

了“授

之

以

漁”。HCPS2.0

創(chuàng)造、

管理授之以漁人

信息系統(tǒng)

物理系統(tǒng)(H)

(C)(P)代替大量代替更多體力勞動HPS人(H)授之以魚

統(tǒng)

CPS

物理

)系)代替部分腦力勞動

代替犬量HCPS1.0創(chuàng)造、管理HCS

CPSHPS腦力勞動體力勞動信息HCS36(C統(tǒng)系(P(二)

以智能制造為主攻方向，人工智能賦能制造業(yè)高質量發(fā)能制造的核心要義

1.人工智能賦能新型工業(yè)化，人工智能技術與先進制造技術深度融合，升華成為"智能制造技術";智能技術是賦能技術、為主導，制造技術是本體技術、為主體；智能制造的根本任務是實現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化轉型、智能化升級。2.智能制造是一個大概念，包含了數(shù)字化制造、數(shù)字化網絡化制造和新一代智能制造三種基本范式。即將到來的新一代智能制造是最高范式。3.智能制造是一個

大

系

統(tǒng)，

貫穿

于

產

品、

生

產、

服

務

等

制

造

全

生命周期的各個基本環(huán)節(jié)，在工業(yè)互聯(lián)網和智能云平臺支持下，人工智能賦能整體系統(tǒng)優(yōu)化，集成融合成為智能集成制造系統(tǒng)。4.智能制造是第四次工業(yè)革命的核心技術，是實現(xiàn)制造業(yè)轉型升級的主要技術路徑，是制造業(yè)高質量發(fā)展的核心驅動力。373.智能制造是一個大系統(tǒng)智能制造是一個大系統(tǒng)，一個集成大系統(tǒng)智能集成智能制造云Intelligentmanufacturingcloud智能產品

智能生產智能服務In

telligenl

products

Intelligenl

production

Intelligent

services工業(yè)互聯(lián)網絡Industrialintermetofintelligence智能制造系統(tǒng)主要由智能產品、智能生產及智能服務三大功能系統(tǒng)以及智能制造云和工業(yè)互聯(lián)網絡兩大支撐系統(tǒng)集合而成，人工智能賦能整體系統(tǒng)優(yōu)化，集成融合成為智能集38

成制造系統(tǒng)。(二)

以智能制造為主攻方向，人工智能賦能制造業(yè)高質量發(fā)展智能制造的核心要義1.人工智能賦能新型工業(yè)化，人工智能技術與先進制造技術深度融合，升華成為"智能制造技術";智能技術是賦能技術、為主導，制造技術是本體技術、為主體；智能制造的根本任務是實現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化轉型、智能化升級。2.智能制造是一個大概念，包含了數(shù)字化制造、數(shù)字化網絡化制造和新一代智能制造三種基本范式。即將到來的新一代智能制造是最高范式。3

.智能制造是一個大系統(tǒng)，貫穿于產品、生產、服務等制造全生命周期的各個基本環(huán)節(jié)，在工業(yè)互聯(lián)網和智能云平臺支持下，人工智能賦能整體系統(tǒng)優(yōu)化，集成融合成為智能集成制造系統(tǒng)。4.智能制造是第

四次

工

業(yè)

革

命

的

核

心

技

術

，是

實

現(xiàn)

制

造

業(yè)轉

型

升級的主要技術路徑，是制造業(yè)高質量發(fā)展的核心驅動力。40無人駕駛汽車智能化化網聯(lián)汽車

網絡電動汽車

數(shù)字化燃油汽車近期智能汽車的快速發(fā)展遠遠超出了人們的預想。汽車正經歷燃油汽車

→

電動汽

車

(

數(shù)

字

化

)

→

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聯(lián)

汽車

(

網絡化

)

的發(fā)展歷程，朝

著無人

駕駛汽

車

(

智

能化

)的方向極速前進。例：智能汽車444.抓住第四次工業(yè)革命的機遇，推動制造業(yè)轉型升級隨著新一代人工智能技術的深入應用，未來汽車將會進入無人駕駛時代，將成為一個智能移動終端，成為人們工作和生活的更加美好的移動空間。45一、人工智能賦能新型工業(yè)化——智能制造是推進新型工業(yè)化的主要技術路線二、推進人工智能賦能新型工業(yè)化的戰(zhàn)略部署三、

"十五五

"系統(tǒng)推進智能制造的幾點建議

中國工程院三、推進人工智能賦能新型工業(yè)化的戰(zhàn)略部署從現(xiàn)在到2035年，是中國制造業(yè)實現(xiàn)由大到強的關鍵時期

，

也是制造業(yè)發(fā)展質量變革、

效率變革、動力變革的關鍵時期。從現(xiàn)在到2035

年，我國的智能制造發(fā)展總體將分成兩個階段

來

實

現(xiàn)

：48三、推進人工智能賦能新型工業(yè)化的戰(zhàn)略部署>第一階段：數(shù)字

化

轉

型

，深

入

推

進

"

制

造

業(yè)

數(shù)字化轉型重大行動”。到2030年，規(guī)上企業(yè)基本實現(xiàn)數(shù)字化轉型，數(shù)字化制造在全國工業(yè)企業(yè)基本普及；

同時，新一代智能制造技術的科研和攻關取得突破性進展，試點和示范取得顯著成效。>第二階段：智

能

化

升

級

，從

2

0

2

8

年

開

始

，深

入推

進“

制

造業(yè)

智

能化升級重大行動”。到2035年，規(guī)上企業(yè)基本實現(xiàn)智能化升級，數(shù)字化網絡化智能化制造在全國工業(yè)企業(yè)基本普及，中國制造業(yè)智能升級走在世界前列。一、人工智能賦能新型工業(yè)化——智能制造是推進新型工業(yè)化的主要技術路線二、推進人工智能賦能新型工業(yè)化的戰(zhàn)略部署三、

"十五五"

系統(tǒng)推進智能制造的幾點建議

50中國工程院

三、“十五五”系統(tǒng)推進智能制造的幾點建議實

現(xiàn)

智

能

制

造

第

一

階

段

戰(zhàn)

略

部

署

，

2

0

2

5

-

2

030

年

(

十

五

五

期

間

),智

能

制造推進工作主要體現(xiàn)在四個方面：1.主攻方向：數(shù)字化轉型基本普及——數(shù)字化轉型重大行動2.智能化升級戰(zhàn)略突破——新一代智能制造技術的攻關、

試點和示范3.筑牢工業(yè)互聯(lián)網、工業(yè)人工智能等數(shù)字乃至智能基礎設施關鍵底座4.建設強大的數(shù)字化轉型智能化升級服務體系51三、“十五五”系統(tǒng)推進智能制造的幾點建議1.主攻方向：數(shù)字化轉型基本普及——數(shù)字化轉型重大行動十五五期間，工業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉型是推進智能制造、實現(xiàn)我國制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的主戰(zhàn)場，要集中優(yōu)勢力量，在全國工業(yè)戰(zhàn)線大規(guī)模普及性推進

"

數(shù)字化轉型重大行動”。全國工業(yè)戰(zhàn)線總動員，以企業(yè)為主體，產學研金政協(xié)同推進，在全國工業(yè)企業(yè)大規(guī)模普及性推進技術改造——數(shù)字化轉型。52三、“十五五”系統(tǒng)推進智能制造的幾點建議1.主攻方向：數(shù)字化轉型基本普及——數(shù)字化轉型重大行動十五五期間，工業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉型是推進智能制造、實現(xiàn)我國制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的主戰(zhàn)場，要集中優(yōu)勢力量，

在全國工業(yè)戰(zhàn)線大規(guī)模普及性推進

"

數(shù)字化轉型重大行動”。全國工業(yè)戰(zhàn)線總動員，以企業(yè)為主體，產學研金政協(xié)同推進，

打一場人民戰(zhàn)爭，在全國工業(yè)企業(yè)大規(guī)模普及性推進技術改造——數(shù)字化轉型。53三

、"十五五

"系統(tǒng)推進智能制造的幾點建議1.主攻方向：數(shù)字化轉型基本普及——數(shù)字化轉型重大行動在這一階段，國家、地方重大產業(yè)政策應傾斜支持數(shù)字化轉型。在加快建設以先進制造業(yè)為骨干的現(xiàn)代產業(yè)體系過程中，

如兩重兩新政策，又如新型工業(yè)化示范城市、新型技術改造示范城市、中小企業(yè)數(shù)字化轉型示范城市等各類重大政策，都應向數(shù)字化轉型升級傾斜。又如，在啟動世界級先進制造業(yè)集群培育工程，

完善國家級集群管理，認定國家級中小企業(yè)集群過程中，

都將智能制造——制造業(yè)數(shù)字化轉型作為重點任務。

中國工程院三

、"十五五

"系統(tǒng)推進智能制造的幾點建議1.主攻方向：數(shù)字化轉型基本普及——數(shù)字化轉型重大行動智能工廠建設為我國制造業(yè)帶來的精益化、標準化理念，質量、

效率、效益的持續(xù)提升。工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、

財政部、國務院國

資委、

市場監(jiān)管總局、國家數(shù)據(jù)局等六部門近日聯(lián)合印發(fā)通知，部署開展

2024

年度智能工廠梯度培育行動。明確將構建智能工廠梯度培育體系，按照《智能工廠梯度培育行動實施方案》《智能工廠梯度培育要素條件》

,分基礎級、先進級、

卓越級和領航級四個層級開展智能工廠梯度培育。552030年以前，數(shù)字化轉型達標級、優(yōu)秀級、

卓越級、領航級工廠順序對應成熟度模型一到四級水平，聚焦必要的數(shù)字化網絡化能力建設，由低到高開展重點環(huán)節(jié)、關鍵裝備、數(shù)字化車間、智能工廠的數(shù)字化轉型。按照當前我國規(guī)上制造