9月10日-13日，2017世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會在無錫召開，中國工程院院士柴天佑在人工智能高峰論壇上做《制造流程智能化》的演講，從理念的角度，談到如何把人工智能和產(chǎn)業(yè)結(jié)合，如何把人工智能的思想和我們的研究相結(jié)合。指出智能制造，從科學(xué)上來講，最難的問題是制造流程的制度化。

柴院士表示，制造流程智能優(yōu)化決策和加工過程的智能自主控制為特征的流程，就是要把這個東西變成一個人機(jī)合作的決策優(yōu)化系統(tǒng)、智能自主控制系統(tǒng)，這就是將來的人工智能。面對智能制造的多重挑戰(zhàn)，柴天佑認(rèn)為人機(jī)合作才可以應(yīng)對。“未來的企業(yè)金字塔會從現(xiàn)在的三層變成兩層，底層是智能自主體，頂層是人機(jī)合作。”

以下為演講全文

尊敬的各位與會代表大家早上好，因?yàn)榻裉焓侨斯ぶ悄苷搲蚁肴斯ぶ悄艿脑挘呀?jīng)跳出了學(xué)術(shù)界。人工智能和學(xué)術(shù)界的人工智能是有區(qū)別的，今天來的大部分都是各個相關(guān)企業(yè)和各個主管部門。人工智能今天熱的一個很重要的因素，是理念的轉(zhuǎn)變。因?yàn)槿说哪芰κ鞘裁矗歉兄⒄J(rèn)知、決策和執(zhí)行，那么這種能力怎么去用機(jī)器來實(shí)現(xiàn)，這個不是說今天才有的事。

從第一次工業(yè)革命到第二次、第三次、第四次都已經(jīng)伴隨著（這種思想），為什么那個時候不叫人工智能，而今天提到這樣的高度？ 有幾個因素，一個是資源，信息技術(shù)產(chǎn)生了大數(shù)據(jù)，過去我們用機(jī)器來代替人，主要是利用的領(lǐng)域知識和數(shù)據(jù)知識，而今天得到了大量的數(shù)據(jù)，記不清的東西在數(shù)據(jù)里都有，這是第一個原因。 第二個原因就是信息技術(shù)發(fā)生了改革，產(chǎn)生了移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動計(jì)算和云的概念。另外一個技術(shù)理念是知識工作者，這個國內(nèi)講的不是太多，但實(shí)際上這是一個很重要的思想。

還有一個（原因）就是研究方式發(fā)生了改變，過去的研發(fā)主要是以學(xué)科為導(dǎo)向，而今天的研究實(shí)際上是以未來需求為導(dǎo)向。當(dāng)然最重要的一個思想就是計(jì)算資源和物理資源的深度融合，去創(chuàng)造人們想象的那些功能。 當(dāng)然我今天為什么拿制造流程來講呢，因?yàn)槲夷盟鳛橐粋€例子讓大家看。過去我們認(rèn)為不可能做的事，今天有沒有可能去做，是有可能的。有可能的原因是：一是觀念在改變，敢想敢去做；二是充分利用計(jì)算資源，充分的利用物理資源，而不是人工智能把人代替，這不可能。智能制造里，從科學(xué)上來講，最難的問題是制造流程的制度化。

我主要講理念，理念是讓大家懂得怎么樣把人工智能和產(chǎn)業(yè)結(jié)合，怎么樣把人工智能的思想和我們的研究相結(jié)合，所以這是我今天講的目的。我們今天來做人工智能的話，你必須有一個具體對象，不可能說一種東西是萬能，要想萬能只能是不能，所以從這個意義上，你首先要清楚對象，而且智能制造講的智能和人工智能是不一樣的詞。是智慧，但是智慧是因?yàn)閷ο蟮牟煌煌繕?biāo)不同而不同。就像科學(xué)家的智慧和政治家的智慧不一樣，和企業(yè)家智慧不一樣，企業(yè)家一定要了解生產(chǎn)對象的特點(diǎn)和目標(biāo)是什么。

制造業(yè)從學(xué)術(shù)上講最重要就是兩類，一類是以機(jī)械制造、裝備為主；還有一類是流程工業(yè)，國際上講的工程工業(yè)，中國講的是流程工業(yè)，區(qū)別是什么呢？裝備制造產(chǎn)品是可以數(shù)數(shù)的，流程工業(yè)產(chǎn)品是不能數(shù)數(shù)的。這是最重要的區(qū)別。作為零散制造業(yè)，它的特點(diǎn)是物理轉(zhuǎn)化過程，所以它的產(chǎn)品、零件，到零件加工整個過程是尺寸改變，因此完全可以數(shù)字化，這點(diǎn)是70年代就可以實(shí)現(xiàn)的，既然有數(shù)字就能用計(jì)算機(jī)。但是流程工業(yè)是物理化學(xué)工程，所以好多機(jī)理不清，產(chǎn)品到產(chǎn)品的過程往往難以數(shù)字化。

另一方面，零散制造業(yè)可以拆分，既然可以拆分就可以全球化，哪個部件壞了可以換。但是流程工業(yè)不可拆分，因?yàn)楸仨氃谝粭l線上。煉出來的鋼水，不能說鋼水放到那，一道錯就道道錯。 所以，今天，我們國家的制造水平、制造能力并不低，低的就是總體制造。流程工業(yè)最難的，第一是工業(yè)設(shè)計(jì)，到今天工業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)化也沒有解決。裝備可以一流，生產(chǎn)過程完全可以按照國外參數(shù)來做，但是做出來的產(chǎn)品、質(zhì)量不一定合適，什么原因？不同的條件，變化不一樣。

從零散工業(yè)來講，我今天講的是工業(yè)4.0目標(biāo)，工業(yè)4.0的目標(biāo)是個性、定制、高效化。德國人的制造業(yè)有兩種生產(chǎn)模式，一種生產(chǎn)模式是把勞動力的成本和原料成本轉(zhuǎn)移到最便宜的地方；另一種方式用最高水平實(shí)現(xiàn)加工過程、設(shè)計(jì)過程高度一致化，這兩種不同的道路得到結(jié)論是不一樣的。 現(xiàn)在面臨的問題是，要創(chuàng)造未來溢價，個性定制成本是高的，怎么樣讓成本低？達(dá)到新的水平。企業(yè)一定得高效化，要把原料變成真正的機(jī)械加工可用的原料，這塊會產(chǎn)生能耗，但這塊不可缺少。市場環(huán)境在變，原料價格在變，我們現(xiàn)在的制造過程，計(jì)價沒有預(yù)測，產(chǎn)能建好以后市場變了。

高效概念就是能夠產(chǎn)生高附加值的產(chǎn)品，綠色化就是怎么樣把資源、能源高效利用，排放盡可能做到零排，這是我們的目標(biāo)。目標(biāo)不同怎么實(shí)現(xiàn)？原來的辦法不可能實(shí)現(xiàn)，所以只有一個辦法就是智能制造，也就是智慧制造。 這是最先進(jìn)的流程，先進(jìn)的流程可以把生產(chǎn)線全部自動化，但是參數(shù)給多少呢？是有調(diào)動計(jì)劃，調(diào)動計(jì)劃也是物聯(lián)網(wǎng)。再往上企業(yè)的經(jīng)營決策，決策產(chǎn)品質(zhì)量、能耗、物耗，本質(zhì)上是科學(xué)難題，是多目標(biāo)動態(tài)優(yōu)化，而且是沖突目標(biāo)的。我們很難優(yōu)化決策，現(xiàn)在畫了一張圖是這樣來做，下面是一套加工裝備，帶了一大堆控制系統(tǒng)，有知識工作者將企業(yè)通過目標(biāo)調(diào)度轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)者，從而轉(zhuǎn)化加工裝備的控制系統(tǒng)，從而控制加工生產(chǎn)線的加工裝備，將產(chǎn)品加工的質(zhì)量效益能耗控制在目標(biāo)值范圍內(nèi)。所以，現(xiàn)在講的制造流程是一定知識工作者+機(jī)器一體的。現(xiàn)在的問題是，知識工作者在工作中，很難把這件事做好。

現(xiàn)在來講將來的模式要有一個愿景，做人工智能必須得有愿景，愿景就是高效化、綠色化。制造流程智能優(yōu)化決策和加工過程的智能自主控制為特征的流程，就是要把這個東西變成一個人機(jī)合作的決策優(yōu)化系統(tǒng)、智能自主控制系統(tǒng)，這就是將來的人工智能。目標(biāo)里的愿景規(guī)劃不再介紹，首先要定義它的愿景規(guī)劃，愿景規(guī)劃以后要按照這樣來做，以后企業(yè)由三層變成了兩層，底下一層都是智能，上面一層是人機(jī)合作的，為什么要這樣做呢？就是因?yàn)槿瞬荒鼙ＷC最優(yōu)。

下面簡單介紹人工智能，第一次、第二次、第三次工業(yè)革命都是基于數(shù)學(xué)模型感知、認(rèn)知與決策發(fā)揮的作用。第一次工業(yè)革命是反饋控制實(shí)現(xiàn)了蒸汽機(jī)的調(diào)速；第二次工業(yè)革命是PID與邏輯控制實(shí)現(xiàn)了傳送帶自動化；第三次工業(yè)革命是先進(jìn)控制、運(yùn)行優(yōu)化、ERP與MES使自動化程序更新。第一次是蒸汽代替人，第二次是電力代替蒸汽，這是從本質(zhì)上來講。知識工作者發(fā)揮很多作用，但是人的很多行為、智力發(fā)展不同，人辦的企業(yè)是不一樣的。實(shí)際上就是說，人在感知上、認(rèn)知上有問題，面向?qū)崿F(xiàn)多元不確定。多元信息數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)如何進(jìn)行動態(tài)感知，這是第一個挑戰(zhàn)。第二個是如何從大數(shù)據(jù)中挖掘機(jī)理不清的動態(tài)特性知識和操作與決策經(jīng)驗(yàn)知識；第三個是如何實(shí)現(xiàn)多尺度、多沖突目標(biāo)、多變的約束等條件下的動態(tài)優(yōu)化決策與控制一體化；第四個就是平臺一體化，到了大數(shù)據(jù)時代，目前平臺為先，所以必須構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)云和大數(shù)據(jù)環(huán)境、智能自主控制系統(tǒng)和人機(jī)優(yōu)化的系統(tǒng)。

怎么去做呢？今天智能化計(jì)算資源和物理資源深度融合，系統(tǒng)往往是多學(xué)科的。從信息技術(shù)來講，我們培養(yǎng)的人，是說搞計(jì)算機(jī)不一定懂通訊，搞通訊不一定懂自動化，但是最終在信息技術(shù)都是計(jì)算機(jī)。另外，怎么樣深度融合和協(xié)同來實(shí)現(xiàn)智能化，人工智能做了一個榜樣，就是我們講的深度學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)實(shí)際上利用了大量數(shù)據(jù)。最后發(fā)現(xiàn)比我們原來學(xué)術(shù)上定義的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、學(xué)術(shù)上定義的機(jī)器學(xué)習(xí)、定義的模式識別，產(chǎn)生的效果更好，為什么呢？

就是因?yàn)橛昧舜罅抠Y源，而且我們今天想一想，為什么Alpha Go能打敗圍棋，是因?yàn)槿四X袋裝的規(guī)則是有限的，而計(jì)算機(jī)可以把所有規(guī)則都裝到里面去，云計(jì)算就能滿足這種能力。所以人是聽經(jīng)驗(yàn)，他可以選規(guī)則，對一個具體的工作，人工智能的技術(shù)往往可以比這個工作者做得更好。而我們需要的是把這些具體的工作高效化、智能化，而不是說完全替代。有這個理念的話，我們利用各種資源，觀念上改變，是能夠幫助我們現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)飛躍發(fā)展的，這就是我今天的報(bào)告，謝謝大家！

柴天佑——中國工程院院士，IEEE Fellow，IFAC Fellow。東北大學(xué)自動化研究中心主任。