HPS到HCPS智能制造系统演进与嵌入式培养女生好就业探讨在自然背景下的实践
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，他阐述了对我国智能制造发展的看法，并提出了一个观点，即随着智能制造战略的推进，传统制造过程中的人与物理系统之间关系正在从二元体系（HPS）向三元体系（HCPS）转变。这一观点引起了业界专家的广泛讨论。
图1显示了传统制造中的人-物理系统体系。在这种体系中，人通过控制机器实现交互，而机器则接收指令并完成生产工作。此外，人还需处理机器反馈的信息，以完成感知、分析和决策等工作，从而形成一个完整闭环。因此，这种传统系统就是一个人-物理系统（HPS）。
随着信息化的发展，一代和两代智能制造体系逐渐出现。第一代将人从感知、分析和决策中独立出来，用信息系统替代人来进行这些任务，并通过融合信息和物理系统来实现对机器控制，让信息系统执行更复杂体力劳动。第二代进一步深化这一过程，将美国CPS理论和西门子数字双胞胎概念融入其中。
当前，在新一代智能制造体系中，我们看到了一系列重大变化。一方面，它基于前两代基础上进行深化；另一方面，其最显著特征是增加了认知功能。在之前仅具备感知、分析、决策和控制能力的情形下，现在它不仅具有学习提升知识能力，而且能够自主学习产生知识。这意味着人类开始赋予信息系统学习功能，使其具备强大的计算能力，同时也能够提升自己。
行业专家普遍认为，在新一代智能制造环境下，人们将部分脑力劳动转移到自动学习型信息系統，让它们拥有“认知能力”。相比之下，在老旧的一、二 代制造成本，只能让人授予鱼——即直接提供数据或指令；而在新时代，则是授予渔——鼓励自主探索与创新，为未来创造条件，让整个生态更加智慧、高效。
笔者认为，周济院长在报告中的HCPS框架，不仅吸纳了国外CPS理念，更强调了人类在智能生产中的核心作用。在这个不断演进的技术背景下，只有当我们把人的认知力量赋予机械设备时，那些机械才真正展现出他们所谓“智慧”的潜能。而要达到这一步，我们必须促进大数据转变为大知识库，对数据进行整理与建模，使得机械设备拥有自我提高学识甚至于间接交流知识的心灵般思维。当机械可以无需干预地生成并分配知识时，他们就真正达到了“授以渔”的境界。未来的我们，或许会完全脱离繁忙繁重的事务，最终成为真正意义上的创意指导者。
