2025年数字化转型基本普及智能化升级战略突破-十五五智能制造推进的战略思考报告-中国工程院（周济）61页 PPT

微信扫码，打开到小程序

中国而程院 ChineseAcademy of Engineering 数字化转型基本普及 智能化升级战略突破 —— 十五五智能制造推进的战略思考 中国工程院 周 济 2025 年 1 月 4 日 · 北京 中国工程院 一 、人工智能赋能新型工业化——智能制造 是推进新型工业化的主要技术路线 ( 一 ) 创新是发展的第一动力，是发展新质生产力的核心要素 ( 二 ) 以智能制造为主攻方向，人工智能赋能制造业高质量发展 二、推进人工智能赋能新型工业化的战略部署 三、 " 十五五 " 系统推进智能制造的几点建议 中国工程院 ( 一 ) 创新是发展的第一动力，是发展新质生产力的核心要 素 发展新质生产力， 推 进新型工业化， 加快建设制造强国。 依靠什么 ? 动力何在 ? 3 ( 一 ) 创新是发展的第一动力，是发展新质生产力的核心要素 中国共产党第二十次全国代表大会报告强调 科学技术是第一生产力 创新是第一动力 坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位。 4 制造业的核心就是创新， 就是掌握关键核心技术， 必须靠自力更生奋斗， 靠自主创新争取。 5 ( 一 ) 创新是发展的第一动力，是发展新质生产力的核心要素 科技创新是发展新质生产力的核心要素。 一、人工智能赋能新型工业化——智能制造 是推进新型工业化的主要技术路线 ( 一 ) 创新是发展的第一动力，是发展新质生产力的核心要素 ( 二 ) 以智能制造为主攻方向，人工智能赋能制造业高质量发展 二、推进人工智能赋能新型工业化的战略部署 三、 “十五五”系统推进智能制造的几点建议 中国工程 院 6 ( 二 ) 以智能制造为主攻方向，人工智能赋能制造业高质量发展 以创新为根本动力 推进新型工业化，加快建设制造强国， 走一条什么样的技术路线呢 ? 7 ( 二 ) 以智能制造为主攻方向，人工智能赋能制造业高质量发展 推进智能制造， 推动制造业加速向数字化、网络化、智能化发展。 要以智能制造为主攻方向推动产业技术变革和优化升级， 推动制造业产业模式和企业形态根本性转变， 以“鼎新”带动“革故” , 以增量带动存量， 促进我国产业迈向全球价值链中高端。 8 ( 二 ) 以智能制造为主攻方向，人工智能赋能制造业高质量发展 以智能制造为主攻方向， 人 工智能赋能新型工业化， 是我国制造业创新发展的主要技术路线。 9 ( 二 ) 以智能制造为主攻方向，人工智能赋能制造业高质量发展 智能制造的核心要义 1 . 人 工 智 能 赋 能 新 型 工 业 化， 人 工 智 能 技 术 与 先 进 制 造 技术 深 度 融合，升华成为 " 智能制造技术 " ; 智能技术是赋能技术、 为主导，制造技术是本体技术、为主体；智能制造的根本任务 是实现制造业数字化转型、智能化升级。 2. 智能制造是一个大概念，包含了数字化制造、数字化网络化制造和新一代智能制 造三种基本范式。即将到来的新一代智能制造是最高范式。 3. 智能制造是一个大系统，贯穿于产品、生产、服务等制造全生命周期的各个基本 环节，在工业互联网和智能云平台支持下，人工智能赋能整体系统优化，集成融合 成为智能集成制造系统。 4. 智能制造是第四次工业革命的核心技术，是实现制造业转型升级的主要技术路径， cA 是制造业高质量发展的核心驱动力。 智能制造的核心要义 1. 人工智能赋能新型工业化，人工智能技术与先进制造技术深度融合，升华成 为 " 智能制造技术 "; 智能技术是赋能技术、为主导，制造技术是本体技术、为主体； 智能制造的根本任务是实现制造业数字化转型、智能化升级。 2 . 智 能 制 造 是 一 个 大 概 念 ， 包 含 了 数 字 化 制 造 、 数 字 化 网 络 化 制 造和新一代智能制造三种基本范式。即将到来的新一代智能 制 造是最高范式。 3. 智能制造是一个大系统，贯穿于产品、生产、服务等制造全生命周期的各个基本 环节，在工业互联网和智能云平台支持下，人工智能赋能整体系统优化，集成融合 成为智能集成制造系统。 4. 智能制造是第四次工业革命的核心技术，是实现制造业转型升级的主要技术路径， 是制造业高质量发展的核心驱动力。 ( 二 ) 以智能制造为主攻方向，人工智能赋能制造业高质量发 展 200 多万年前，人类就会制 造和使用工具。从石器时代、 到青铜器时代、再到铁器时代， 这种主要依靠人力和畜力为主 要动力并使用简易工具的生产 系统一直持续了百万多年。 中国工程院 2. 智能制造是一个大概念 2) 面向智能制造的人 - 信息 - 物理系统 (HCPS) 的进化历 程 (1) 制造系统发展的第一阶段：传统制造与人 - 物理系统 (HPS) 天工开物，玉器磨床 13 (1) 制造系统发展的第一阶段：传统制造与人 - 物理系统 (HPS) 以蒸汽机的发明为标志的动力革命引发了第一次工业革命， 以电机的发明为标志的动力革命引发了第二次工业革命，人 类不断发明、创造与改进各种动力机器并使用它们来制造各 种工业品，这种由人和机器所组成的制造系统大量替代了人 的体力劳动，大大提高了制造的质量和效率，社会生产力得 以极大提高。 中国 工程院 14 (1) 制造系统发展的第一阶段：传统制造与人 - 物理系统 (HPS) 这些制造系统由人和物理系统 ( 如机器 ) 两大部分所组成，因此称 Systems)—HPS 。 创造者 知识 物理系统 (P) 人机接口、 动力装置、 工作装置 … 为人 - 物理系统 (Human- Physical 人 (H) 学 习 认知 分析决策 使用者 控制 感 知 16 (2) 制造系统发展的第二阶段：数字化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HCPS1.0) 二十世纪中叶以后，随着制造业对于技术进步的强烈需求， 以及计算机、通讯和数字控制等信息化技术的发明和广泛应 用，制造系统进入了数字化制造 (Digital Manufacturing) 时代，以数字化为标志的信息革命引领和推动了第三次工业 革 命 。 中国工程院 数字化制造—— Digital Manufacturing 数字化制造是智能制造的第一种基本范式，也可 称为第一代智能制造。 (2) 制造系统发展的第二阶段：数字化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HCPS1.0) 中国工程院 感知能力等都得以极大提高，其结果是： 一方面，制造系统的自动化 程度、工作效率、质量与稳定性以及解决复杂问题的能力等各方面均 得以显著提升；另一方面，不仅操作人员的体力劳动强度进一步降低， 更重要的是，人类的部分脑力劳动也可由信息系统完成，知识的传播 利用以及传承效率都得以有效提高。 面向数字化制造的 HCPS 可 定义为 HCPS1.0 。与 HPS 相比， HCPS1.0 通过集成人、信息系 统 和物理系统的各自优势，其能 力 尤其是计算分析、精确控制以 及 HCS 信息系统 CPS 物理系统 (C) (P) 脑力劳动 代替犬量 体力劳动 HPS (2) 制造系统发展的第二阶段：数字化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HCPS1.0) HCPS 创造、管理 人 (H) 代替部分 22 (3) 制造系统发展的第三阶段：数字化网络化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HCPS1.5) 上世纪末本世纪初，互联网技术快速发展并得到广泛普及和 应用， " 互联网 +" 不断推进制造业和互联网融合发展，制 造 技术与数字技术、网络技术的密切结合重塑制造业的价值链， 推动制造业从数字化制造向数字化网络化制造的范式转变。 数字化网络化制造是智能制造的第二种基本范式，也可称为 " 互联网 + 制造” , 或第二代智能制造。 " 互联网 + 制 造 " 实 质上是“互联网 + 数字化制造”。 23 例：网联汽车 网联汽车是指在汽车数字化的 基础上进一步融合现代通信与网络 技术，实现车 - 人、车 - 车、车 - 路、 车 - 云等进行信息交换共享的汽车。 车 - 路 - 云集成在一起，共同 组 成 " 网联一代 " 交通系统。 (3) 制造系统发展的第三阶段：数字化网络化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HCPS1.5) 中国工程院 云 路 路 … (4) 制造系统发展的第四阶段：数字化网络化智能化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HCP S2.0) 新一代智能制造 (Intelligent Manufacturing) —— 数字化网络化智能化制造是智能制造的第三种基 本范式。 其本质上是“人工智能 + 互联网 + 数字化制造”。 26 这个重大历史性事件， 标志着“新一代人工智能”时代的到来。 27 标志性事件 2016 年 Google AlphaGo 以 4:1 战胜围棋世界冠军李世 石。 (4) 制造系统发展的第四阶段：数字化网络化智能化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HCPS2.0) 生成式大模型 GPT 开始具备了理解和学习的功能，具有强 大的解决实际问题的能力。 量变到质变， ChatGPT 是人工智能发展史上一次革命性里 程碑意义的重大突破、重大跨越，跨越了弱人工智能到强人 工智能的拐点，宣示着通用强人工智能时代的到来。 29 (4) 制造系统发展的第四阶段：数字化网络化智能化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HCPS2.0) 短暂一年多，大模型 + 大数据 + 大算力的新一代人工智能 飞速发展，迎来了通用人工智能时代。 人工智能进入通用人工智能时代，其应用性发生了质的改 变，将使能百模干态、赋能干行万业，实现各行各业的智能 转型，人类社会正在加速迈向智能世界。 中 国工 30 (4) 制造系统发展的第四阶段：数字化网络化智能化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HCPS2.0) 总之，新一代人工智能已经成为新一轮科技革命的核 心技术，正在形成推动经济社会发展的巨大引擎。 31 (4) 制造系统发展的第四阶段：数字化网络化智能化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HC PS2.0) 新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合， 形成了新一代智能制造技术， 成为了新一轮工业革命的核心技术， 成 为了第四次工业革命的核心驱动力。 32 革命的典型产品 不仅具有了更加强大的感知、决策与控制的能力，更是具有了学习认知、 产生知识的能力，即拥有了真正意义上的“人工智能”。 中国工 程院 最重要的变化发生在起主导作用的 信息系统，由于将部分认知和学习 的脑力劳动转移给了信息系统， HCPS2.0 中的信息系统增加了基于 新一代人工智能技术的学习认知部分， 人 (H) 创造者 学习认知方法、知识 使用者 信息系统 (C 物理系统 (P) 控 制 智能控制 (4) 制造系统发展的第四阶段：数字化网络化智能化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HCPS2.0) 人机接口、 智能分析决策 动 力 装 置 、 工作装置… 智能感知 分析决策 感 知 工业互联网和 云平台 学 习 认知 学 习 认知 35 (4) 制造系统发展的第四阶段：数字化网络化智能化制造与人 - 信息 - 物理系统 (HCPS2 .0) 在新一代智能制造系统中，人和信息系统的关系发生了根本性的变化， 即 从“ 授 之 以 鱼 ”变 成 了“ 授 之 以 渔 ”。 HCS 信息 (C 系 ) 统 CPS 物理 (P 系 ) 统 代替部分 脑力劳动 代替犬量 HPS 授之以渔 HCS 信息系统 CPS 物理系统 (C) (P) HCPS1.0 创造、管 理 授之以鱼 代替大量 脑力劳动 HPS HCPS2.0 创造、管理 代替更多 体力劳动 人 (H) 人 (H) 体力劳动 36 智能制造的核心要义 1. 人工智能赋能新型工业化，人工智能技术与先进制造技术深度融合，升华成 为 " 智能制造技术 "; 智能技术是赋能技术、为主导，制造技术是本体技术、为主体； 智能制造的根本任务是实现制造业数字化转型、智能化升级。 2. 智能制造是一个大概念，包含了数字化制造、数字化网络化制造和新一代智能制 造三种基本范式。即将到来的新一代智能制造是最高范式。 3. 智 能 制 造 是 一 个 大 系 统 ， 贯 穿 于 产 品 、 生 产 、 服 务 等 制 造 全 生 命周期的各个基本环节，在工业互联网和智能云平台支持下， 人 工智能赋能整体系统优化，集成融合成为智能集成制造系统。 4. 智能制造是第四次工业革命的核心技术，是实现制造业转型升级的主要技术路径， 是制造业高质量发展的核心驱动力。 ( 二 ) 以智能制造为主攻方向，人工智能赋能制造业高质量发 展 37 3. 智能制造是一个大系统 智能制造是一个大系统，一个集成大系统 智能集成 智能制造云 Intelligent manufacturing cloud 智能产品 智能生产 智能服务 In telligenl products Intelligenl production Intelligent services 工业互联网络 Industrial intermet of intelligence 智能制造系统主要由智能产品、智能生产及智能服务三大功能系统 以及智能制造云和工业互联网络两大支撑系统集合而成，人工智能赋能 整体系统优化，集成融合成为智能集成制造系统。 38 ( 二 ) 以智能制造为主攻方向，人工智能赋能制造业高质量发展 智能制造的核心要义 1. 人工智能赋能新型工业化，人工智能技术与先进制造技术深度融合，升华成 为 " 智能制造技术 "; 智能技术是赋能技术、为主导，制造技术是本体技术、为主体； 智能制造的根本任务是实现制造业数字化转型、智能化升级。 2. 智能制造是一个大概念，包含了数字化制造、数字化网络化制造和新一代智能制 造三种基本范式。即将到来的新一代智能制造是最高范式。 3 . 智能制造是一个大系统，贯穿于产品、生产、服务等制造全生命周期的各个基本 环节，在工业互联网和智能云平台支持下，人工智能赋能整体系统优化，集成融合 成为智能集成制造系统。 4. 智 能 制 造 是 第 四 次 工 业 革 命 的 核 心 技 术 ， 是 实 现 制 造 业转 型 升级的主要技术路径，是制造业高质量发展的核心驱动力。 40 无人驾驶汽车 智能化 化 网联汽车 网络 电动汽车 数字化 燃油汽车 近期智能汽 车的快速发 展远远超出了人们的预想。 汽车正经历燃油汽车→ 电动 汽车 ( 数字化 ) → 网联汽 车 ( 网络化 ) 的发展历 程，朝 着无人驾驶汽车 ( 智能化 ) 的方向极速前进。 例：智能汽车 44 4. 抓住第四次工业革命的机遇，推动制造业转型升级 随着新一代人工智能技术的深入应用，未来汽车将 会进入无人驾驶时代，将成为一个智能移动终端，成 为人们工作和生活的更加美好的移动空间。 45 一、人工智能赋能新型工业化——智能制造 是推进新型工业化的主要技术路线 二 、推进人工智能赋能新型工业化的战略部署 三、 " 十五五 " 系统推进智能制造的几点建议 中国工程院 三 、推进人工智能赋能新型工业化的战略部署 从现在到 2035 年，是中国制造业实现由大到强的关键时期， 也是制造业发展质量变革、效率变革、动力变革的关键时期。 从现在到 2035 年，我国的智能制造发展总体将分成两个阶 段来实现： 48 三、推进人工智能赋能新型工业化的战略部署 > 第一阶段：数 字 化 转 型 ， 深 入 推 进 " 制 造 业 数 字化转型重大 行 动”。到 2030 年，规上企业基本实现数字化转型，数字化制造 在全 国工业企业基本普及；同时，新一代智能制造技术的科研和攻 关取 得突破性进展，试点和示范取得显著成效。 > 第二阶段：智能化升级，从 2028 年开始，深入推进“制造业 智 能化升级重大行动”。到 2035 年，规上企业基本实现智能化升级， 数字化网络化智能化制造在全国工业企业基本普及，中国制造业智 能升级走在世界前列。 一、人工智能赋能新型工业化——智能制造 是推进新型工业化的主要技术路线 二、推进人工智能赋能新型工业化的战略部署 三、 " 十五五 " 系统推进智能制造的几点建议 中国工程院 50 三、 “十五五”系统推进智能制造的几点建议 实现智能制造第一阶段战略部署， 2025-2030 年 ( 十五五期间 ), 智 能 制造推进工作主要体现在四个方面： 1. 主攻方向：数字化转型基本普及——数字化转型重大行动 2. 智能化升级战略突破——新一代智能制造技术的攻关、试点和示范 3. 筑牢工业互联网、工业人工智能等数字乃至智能基础设施关键底座 4. 建设强大的数字化转型智能化升级服务体系 51 三、“十五五”系统推进智能制造的几点建议 1. 主攻方向：数字化转型基本普及——数字化转型重大行动 十五五期间，工业企业数字化转型是推进智能制造、实现我国制造业创 新发展的主战场，要集中优势力量，在全国工业战线大规模普及性推进 " 数字化转型重大行动”。 全国工业战线总动员，以企业为主体，产学研金政协同推进，在全国工 业企业大规模普及性推进技术改造——数字化转型。 52 三、“十五五”系统推进智能制造的几点建议 1. 主攻方向：数字化转型基本普及——数字化转型重大行动 十五五期间，工业企业数字