工業和製造業是

國家命脈

。智慧製造是國際公認的實現工業體系轉型升級的新一代工業技術，能夠從根本上提升我國複雜產品的創新能力和科研水平。

作 者

中國航空工業資訊科技中心原首席顧問

寧振波教授

過去很長一段時間裡，許多人錯誤地認為智慧製造就是自動化的生產方式，認為機器人換人、無人工廠、黑燈工廠就是智慧製造的“代表”。

這是對智慧製造非常片面的認知。機器人換人，解決的是生產現場的手工勞動問題；無人工廠、黑燈工廠解決的是生產線的人工控制問題；自動化系統可以替代人完成繁重的體力勞動，甚至輔助人完成一些簡單的腦力勞動，但終究無法替代人做出最終的決策。

所以，

機器人換人、黑燈工廠、無人倉儲和物流等，都只是在工作現場實現了無人化，並不是智慧製造。

那麼，何謂智慧製造？我最近出版的新書《智慧製造的本質》一書中多次提到：

“造”僅僅是生產的概念，“制”則含有系統的思想，包含制度、方法、標準和規範。

“製造”包含了產品策劃、概念設計、方案設計、產品設計、試製試驗、批生產、產品交付及交付後的運營、維護維修以及管理和決策等重要環節和複雜管理體系。因此，機器人換人、黑燈工廠都只是在執行“造”的部分，不能稱之為“製造”，更不是“智慧製造”。

智慧製造顧名思義就是為傳統的製造賦予智慧，這裡的智慧是指“人工智慧”。

通俗的講，人工智慧就是將人類的知識、經驗、方法等驗證無誤的內容編譯成軟體，將原來由人執行的任務轉為由計算機來執行的過程。也就是說把人的知識轉化成計算機的知識，計算機支援軟體執行，生成模型，完成工業產品的研發設計、工藝設計、生產過程管理、批生產交付、執行維護、大修維修以及複雜的管理體系等。

“工業強則國家強”是人類的共識。

第一次工業革命發生在18世紀60年代的英國，人類從農耕文明進入工業文明，從手工業時代轉向高度機械化的“蒸汽時代”。隨著機器的大量使用和工廠的出現，亞當·斯密在《國富論》中第一次提出了勞動分工的觀點，勞動分工使得1+1>2成為可能，極大提升了勞動效率的同時，現代管理體系也在最早的工廠管理中應運而生。勞動分工使得勞動者提高了對專項工作的熟練程度，使得新技術和新發明的應用成為可能。

1840年前後，英國的資本主義工廠基本取代了傳統手工工場，工業革命基本完成，英國成為世界上第一個工業國家。

以電力的廣泛應用和內燃機的創新使用為核心的第二次工業革命也稱為電氣革命。

1831年，丹麥物理學家法拉第發現了電磁感應現象，為發電機和電動機的誕生及一切有線電器裝置的創新奠定了科學基礎；1866年，德國西門子研製發電機成功，電力取代蒸汽作為動力成為新能源，隨後以煤氣、汽油、柴油為燃料的內燃機問世，工作效率遠高於蒸汽機，解決了交通工具的動力問題，推動了石油開採和石油化工工業的發展，

1870年全世界共計生產石油約80萬噸，而1900年石油產量猛增到2000萬噸。

19世紀70年代，美國人貝爾發明了電話；19世紀80年代德國物理學家赫茲發現了電磁波，為無線通訊奠定了科學基礎；19世紀90年代義大利人馬可尼試驗無線電報並取得了成功。以上技術都為迅速傳遞資訊提供了方便，世界各國經濟、政治和文化層面的聯絡進一步加強。第二次工業革命期間出現的新興工業如電力工業、化學工業、石油工業和汽車工業等，都要求實行大規模集中化生產，

使企業的規模進一步擴大，勞動生產率和人民生活水平得到飛速提升。

電原本是作為動力使用的，在發展過程中，逐漸分離出強電和弱電，電子學由此誕生，隨著電子學的發展，人類發明了類比電路和數位電路，數位電路的發展最終催生了計算機科學，計算機科學的發展又分離出了軟體工程。

從某種意義上來講，第三次工業革命，甚至第四次工業革命都是以電的發明為基礎的。

第三次工業革命也稱科技革命，引領我們邁入數字化時代，以電子計算機技術、原子能、空間技術和生物工程技術的發明和應用為主要標誌

，各類工業軟體也在這一時期如雨後春筍般紛紛湧現。在電子計算機技術、計算機軟體技術的不斷推動下，雲計算、大資料、移動網際網路、物聯網、人工智慧等新興技術應運而生，也引領了我們的社會悄然進入智慧時代。

智慧製造就是透過整合知識工程、製造軟體系統、機器人視覺和機器控制對技術工人的技能和專家知識進行建模，使智慧機器人可在沒有人工干預的情況下進行小批次生產。隨著製造業的需求不斷提升，工業軟體的功能也在不斷迭代。從最初的計算機輔助繪圖到計算機輔助設計、從二維平面設計到基於MBD模型的三維立體設計，在C919大型客機的研製過程中，就已經實現了全數字樣機設計，

並且生產製造部門已經開始基於MBD模型進行後續的生產製造和裝配試驗，實現了無圖化產品研製。

完成MBD之後，還有基於模型的模擬（Model Based Simulation）、基於模型的企業（Model Based Enterprise）

以及基於模型的系統工程（Model Based Systems Engineering）

。未來，諸如飛機等複雜產品的研製，將會邁入“以綜合模型為基礎，以數字孿生為驅動”的新型研發模式。這些內容均在《智慧製造的本質》一書中有詳細的解讀。

綜上，智慧製造的本質就是在前三次工業革命打下的堅實基礎上，

積累了大量有關產品研製的設計知識、工藝知識、生產知識、裝置維修知識、管理和決策知識等

，而且這些知識經過反覆驗證被證明是成熟的，人們透過高水平數字化技術的大規模應用，把這些知識轉變成工業軟體和數字化的產品模型，這些軟體和模型在計算機上的執行，實現了對數字產品和物理產品更好的控制，對製造資源更最佳化的配置，逐步實現產品本身的智慧化、產品系統結構定義的數字化、產品研製生產過程的數字化，以及龐大的零部件供應鏈的網路化，形成了全新的產業形態。

在《智慧製造的本質》一書，我把智慧製造的本質簡單歸納為三句話：

第一，軟體化的工業技術；第二，軟體定義的生產關係；第三，生產關係的最佳化和重構。

我們中華民族在歷史上從未和工業革命如此之近，第四次工業革命給了我們絕佳的機會，中國第一次可以和發達國家幾乎在同一條起跑線上起跑，《智慧製造的本質》一書凝結了我本人40餘年從事複雜產品研製的經歷、思考和實踐，希望可以繼續和所有中國工業製造業的同仁們一起身體力行，共同推動中國工業和製造業的數字化轉型和發展。

以書為介，交流探討。

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