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北航刘强：“三要三不要”实施智能制造

12月14日，中国机电一体化技术应用协会成立30周年庆祝大会在北京举行，北京航空航天大学机械工程及自动化学院教授、博士生导师刘强就智能制造理论体系架构进行了主旨演讲。

据悉，我国教育部已在高等院校本科专业中设置智能制造工程专业，这对智能制造从教学、培养、研究各方面提出了更多新的要求。而目前产学研等各界对智能制造的理解各有千秋，演讲中刘强阐述的智能制造理论体系架构基于其多年研究总结而成。

一般而言，不同时代有相应的制造技术，其特点是从以机械化，到标准化、刚性自动化，再到柔性自动化、数字化、网络化，以及到工业4.0也就是智能化时代的人机物互联、自感知、自分析、自决策、自执行。但不管在什么时期，优质、高效、低耗、绿色，是制造业永恒的主题。

刘强分析，未来制造技术将面临四大新的转变：一是从相对单一的制造场景，转向复杂、混合的制造场景。机器人、人、机床混合，工艺方法增材减材混合等等。二是从面向控制机器学习，如机床闭环反馈，转向深度决策的深度学习，实现大闭环的控制。三是以前基于经验知识决策，比较多基于人的经验，现在基于数据证据决策，要求基于大数据分析和处理来决策。四是从解决可见的发生的现有问题，转向预见不可见未发生的问题，如不可见的预见性维护，不管从底层设备到单元到生产线。

基于这种分析，未来制造技术发展的必然趋势就是智能制造。未来制造，需要制造系统具有预测和适应未知场景能力的智能优化，能够自感知、自学习、自组织、自适应等等，实现大闭环，而不是单台机床或者局部闭环。同时处理越来越多的结构化数据和非结构化数据，支持决策和预测。以及不同层级的CPS、DT将虚拟仿真和物理生产过程深度融合，支撑后面的各种系统。未来场景正是有这些变迁，智能制造成为必然趋势。

刘强提出了智能制造实施途径的“三要三不要”原则，“三不要”是：不要在落后的工艺基础上搞自动化，不要在落后的管理基础上搞信息化，不要在不具备网络化数字化基础时搞智能化；“三要”则是：标准规范要先行，支撑基础要强化，CPS理解要全面。

他同时提出了智能制造实施的五个步骤，这就是需求分析、网络基础设施建设、互联可视数字化，现场数据驱动动态优化，虚实融合智能生产。

以下是刘强演讲实录。

刘强：尊敬的沈部长，各位领导、各位同仁、各位嘉宾大家上午好！今天给大家汇报一下我们在智能制造理论体系架构方面的一些认识，这个话题是来源于去年机械工业出版社跟我约了智能制造教材，今年给北航工程化本科生开了智能制造课程。现在教育部在高等院校本科专业里面设置智能制造工程这个专业，这些都使得我们对智能制造从教学、培养、研究这些方面，提出更多新的要求。因此迫使我们来思考智能制造从它的理论涉及到关键技术等等有关内容，怎么来构建起来，所以把这里面我们在这方面做了一些工作，形成一些思考认识向各位领导、各位同行汇报。

首先是智能制造技术发展的变迁与新的挑战。

我们知道人类文明进程与制造密不可分。制造活动及其制造产物伴随我们从工具时代、农业时代、工业时代到知识时代，是我们生产生活里面永恒主题。农业时代之后工业时代大家清楚，机械化、电气化、信息化、智能化。

不同时代制造技术的发展变迁，从制造技术特点来看有以机械化，标准化、刚性自动化，柔性自动化、数字化、网络化，以及智能化时代的人机物互联、自感知、自分析、自决策、自执行，这个变迁过程里面，我们在想技术上变迁在哪里？工业1.0到2.0，从原来作坊式机械化生产走向标准化、自动化，这个时候标准化以零件生产标准化，制造工艺的标准化，检验控制标准化为代表，实现初级刚性自动化，通过自动化改变制造过程的速度，以及可重复性，这是从1.0到2.0技术变迁。