HPS到HCPS智能制造系统演进探索嵌入式人工智能在自然环境中的应用
在2017年12月7日，南京举办的“世界智能制造大会”上，中国工程院院长周济发表了题为《关于中国智能制造发展战略的思考》的报告。报告中，周济院士阐述了对我国智能制造发展的看法，并提出了一个重要观点，即随着智能制造战略的推进，传统制造过程中的关系正在从人-物理系统（HPS）向人-信息-物理系统（HCPS）转变。
图1显示了传统制造中的人与物理系统二元体系。在这个体系中，人类通过控制机器来实现交互，而机器则接收指令完成生产工作。同时，人类还需要接收机器反馈状态信息进行感知、分析决策和学习认知，以形成工作闭环。
随着信息化发展，企业开始将感知分析和决策任务独立出来，用信息系统替代人完成更多复杂体力劳动，从而推动了传统的人-物理系统向人-信息-物理系统演变。这一过程被称为第一代和第二代智能制造体系，它们涵盖了CPS理论和数字双胞胎概念。
当前，在继续深化应用下，一些专家认为新一代智能制造在基础上做出了进一步深化，最显著特征是其信息系统增加了认知和学习功能。这些功能使得不仅具备强大的计算能力，还能自主学习提升并产生知识能力。
业界专家普遍认为，在新一代智能制造中，将部分脑力劳动转移到信息系统，让它具有“认知能力”，改变了人的角色，使其不再是简单地“授之以鱼”，而是赋予他能够引领整个生态圈“授之以渔”的力量。
笔者认为，这种HCPS体系，不仅融入了国外CPS理念，而且强调人的核心作用。在智慧化环境下，只有将人的认知赋予机器才能让整个系統具备真正意义上的智慧。而这一过程需要数据到知识的大转变，以及模型化，让机器能够自主提升学习能力甚至促进知识在它们之间流通。当机器可以自动生产并传播知识时，就能实现真正意义上的“授之以渔”。未来，或许人类完全脱离生产活动，将成为真正的创造者。
