習近平總書(shū)記在黨的十九大報告中號召：“加快建設制造強國，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)?！苯?，他又指出：“繼續做好信息化和工業(yè)化深度融合這篇大文章，推動(dòng)制造業(yè)加速向數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化發(fā)展?！边@些重要論述為我國智能制造發(fā)展指明了主攻方向。

數十年來(lái)，智能制造在實(shí)踐演化中形成許多不同范式，包括精益生產(chǎn)、柔性制造、并行工程、敏捷制造、數字化制造等，這些范式在指導制造業(yè)智能轉型中發(fā)揮了積極作用，但也因不利于形成統一的技術(shù)路線(xiàn)，給企業(yè)推進(jìn)智能升級實(shí)踐造成許多困擾。面對智能制造不斷涌現的新技術(shù)、新理念、新模式，迫切需要提煉出基本范式。

綜合智能制造相關(guān)范式，結合信息化與制造業(yè)在不同階段的融合特征，可以總結歸納出三個(gè)智能制造的基本范式：數字化制造、數字化網(wǎng)絡(luò )化制造、數字化網(wǎng)絡(luò )化智能化制造即新一代智能制造。這三個(gè)基本范式次第展開(kāi)、迭代升級，既體現著(zhù)先進(jìn)信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)融合發(fā)展的階段性特征，又體現著(zhù)智能制造發(fā)展的融合性特征。

數字化制造是智能制造第一種基本范式，可以稱(chēng)之為第一代智能制造，是智能制造的基礎。數字化網(wǎng)絡(luò )化制造，是智能制造第二種基本范式，也可稱(chēng)之為“互聯(lián)網(wǎng)+制造”或第二代智能制造。德國工業(yè)4.0和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)完善地闡述了數字化網(wǎng)絡(luò )化制造范式，精辟地提出了實(shí)現數字化網(wǎng)絡(luò )化制造的技術(shù)路線(xiàn)。過(guò)去幾年，我國工業(yè)界大力推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+制造”，一方面，一批數字化制造基礎較好的企業(yè)成功轉型，實(shí)現了數字化網(wǎng)絡(luò )化制造；另一方面，大量原來(lái)還未完成數字化制造的企業(yè)，則采用并行推進(jìn)數字化制造和數字化網(wǎng)絡(luò )化制造的技術(shù)路線(xiàn)，完成了數字化制造的“補課”，同時(shí)跨越到數字化網(wǎng)絡(luò )化制造階段。今后一個(gè)階段，我國推進(jìn)智能制造的重點(diǎn)是大規模地推廣和全面應用數字化網(wǎng)絡(luò )化制造，即第二代智能制造。

新世紀以來(lái)，新一代信息技術(shù)呈現爆發(fā)式增長(cháng)，特別是新一代人工智能技術(shù)實(shí)現了戰略性突破，數字化網(wǎng)絡(luò )化智能化技術(shù)在制造業(yè)廣泛應用，制造系統集成式創(chuàng )新不斷發(fā)展，形成了新一輪工業(yè)革命的主要驅動(dòng)力。新一代人工智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，形成了新一代智能制造技術(shù)，成為新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)，正在引發(fā)制造業(yè)中發(fā)展理念、制造模式等方面重大而深刻的變革，正在重塑制造業(yè)的發(fā)展路徑、技術(shù)體系以及產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)，從而推動(dòng)全球制造業(yè)發(fā)展步入新階段。

新一代智能制造系統最本質(zhì)的特征是其信息系統增加了認知和學(xué)習的功能，人將部分認知與學(xué)習型的腦力勞動(dòng)轉移給信息系統，人和信息系統的關(guān)系發(fā)生了根本性的變化，即從“授之以魚(yú)”發(fā)展到“授之以漁”，信息系統不僅具有強大感知、計算分析與控制能力，更具有學(xué)習提升、產(chǎn)生知識的能力。在這一階段，新一代人工智能技術(shù)將使“人—信息—物理系統”（HCPS）發(fā)生質(zhì)的變化，形成新一代“人—信息—物理系統”。新一代“人—信息—物理系統”揭示了新一代智能制造的技術(shù)機理，能夠有效指導新一代智能制造的理論研究和工程實(shí)踐。

新一代智能制造是一個(gè)大系統，它主要由智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能服務(wù)三大功能系統以及智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)兩大支撐系統集合而成。

智能產(chǎn)品是主體，新一代人工智能和新一代智能制造將給產(chǎn)品與制造裝備創(chuàng )新帶來(lái)無(wú)限空間，使產(chǎn)品與制造裝備產(chǎn)生革命性變化，從“數字一代”整體躍升至“智能一代”；智能生產(chǎn)是主線(xiàn)，智能生產(chǎn)線(xiàn)、智能車(chē)間、智能工廠(chǎng)是智能生產(chǎn)的主要載體；以智能服務(wù)為核心的產(chǎn)業(yè)模式變革是主題。在智能時(shí)代，市場(chǎng)、銷(xiāo)售、供應、運營(yíng)維護等產(chǎn)品全生命周期服務(wù)，均因物聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能等新技術(shù)而被賦予全新的內容。制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式將實(shí)現從以產(chǎn)品為中心向以用戶(hù)為中心的根本性轉變，完成深刻的供給側結構性改革。

同時(shí)，隨著(zhù)新一代通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、云技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展和應用，智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現質(zhì)的飛躍，為新一代智能制造生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式變革提供發(fā)展的空間和可靠的保障。

智能制造在西方發(fā)達國家是一個(gè)“串聯(lián)式”的發(fā)展過(guò)程，數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化是其順序發(fā)展智能制造的三個(gè)階段。中國不能走西方順序發(fā)展老路，而應采取“并聯(lián)式”的發(fā)展方式，采用“并行推進(jìn)、融合發(fā)展”的技術(shù)路線(xiàn)，并行推進(jìn)數字化制造、數字化網(wǎng)絡(luò )化制造、新一代智能制造，以及時(shí)充分應用高速發(fā)展的先進(jìn)信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的融合式技術(shù)創(chuàng )新，引領(lǐng)和推進(jìn)中國制造業(yè)的智能轉型。

針對我國大多數企業(yè)尚未完成數字化轉型這一現狀，企業(yè)必須補上數字化轉型這一課，補好智能制造基礎。當然，在“并行推進(jìn)”不同基本范式過(guò)程中，各個(gè)企業(yè)可以充分運用成熟的先進(jìn)技術(shù)，根據自身發(fā)展的實(shí)際需要，“以高打低、融合發(fā)展”，在高質(zhì)量完成數字化補課的同時(shí)，實(shí)現向更高智能制造水平的邁進(jìn)。

在實(shí)施“并行推進(jìn)、融合發(fā)展”這一技術(shù)路線(xiàn)的過(guò)程中，必須強調“五個(gè)堅持”，即堅持“創(chuàng )新引領(lǐng)”、堅持“因企制宜”、堅持“產(chǎn)業(yè)升級”、堅持建設良好的發(fā)展生態(tài)、堅持開(kāi)放與協(xié)同創(chuàng )新。

我們要和世界制造業(yè)的同行共同努力，共同推進(jìn)新一代智能制造，共同推進(jìn)新一輪工業(yè)革命，使制造業(yè)更好地造福人類(lèi)。

摘自《中國科學(xué)報》