HPS到HCPS智能制造系统演进与嵌入式工资的自然融合
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。在这次会议上,他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持续推进,传统制造过程中的人与物理系统之间的关系正在从人-物理系统(HPS)二元体系转变到人-信息-物理系统(HCPS)三元体系。
周济院士认为,在传统制造中,主要包含人和物理系统两大部分。人通过控制机器实现人与机器之间的交互,而机器则接收并执行人的指令。此外,人们还需要接收机器反馈状态信息完成感知、分析决策以及学习认知等工作,从而形成工作闭环。因此,这种模式可以被视为一个人-物理系统(HPS)。
随着信息化技术的发展,不同于过去,我们开始将感知分析和决策任务独立出来,用信息系统替代人类来进行这些操作。这种变化使得第一代和第二代智能制造体系逐渐成型。这一过程也引入了美国CPS理论和西门子数字双胞胎概念。
目前,我们正进入新一代智能制造时代。在这一阶段,我们不仅扩展了信息系统功能,还增加了认知和学习能力,使得新的体系具有自主学习提升知识能力。在这个新时代里,人们将部分脑力劳动转移到信息系统,让其具备“认知能力”,改变了人类与设备间关系,从“授之以鱼”转变为更深层次、“授之以渔”。
总结来说,周济院长在报告中提出的HCPS模型不仅融合了国外CPS理念,而且强调了人类在智能化生产中的核心作用。他提出,只有赋予机器人的认知能力才能实现真正意义上的智慧生产。而此过程需要我们从数据向知识体系转变,使数据具有结构性、知识具有可模拟性,以便让机器能够自主地获得知识并提升自身学习能力,最终实现知识在不同设备间无缝传播。当达到这一水平时,可以说已经达到了“授之以渔”的高度,当时或许我们能完全脱离生产活动,将成为真正意义上的创造者。