HPS到HCPS智能制造系统演进与嵌入式应用软件开发工程师在自然环境中的角色
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，他系统阐述了对我国智能制造发展的看法，并提出了一些重要观点。他指出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）二元体系转变为人-信息-物理系统（HCPS）三元体系。
在传统制造中，主要包含人和物理系统两大部分。人通过对机器的控制实现与机器之间的交互，而机器则接收并执行人的指令完成生产工作。此外，人们还需要接收并分析机器反馈的状态信息，从而形成一个完成工作闭环。在这个过程中，物理系统主要是用来替代人类从事体力劳动，以提升产品质量和生产效率。
随着信息化技术的发展，我们开始将感知、分析和决策等任务从人类独立出来，用信息系统来取代这些工作，使得信息系统能够控制机器，并完成更多复杂体力劳动。这促使了传统的人-物理系统向更加先进的人-信息-物理系统演变。这一进程被称作第一代和第二代智能制造体系，它们包括美国提出的CPS理论以及西门子提出的数字双胞胎概念。
目前，在继续深化应用智慧于智能制造领域时，我们进一步完善了这一体系，使其拥有更强大的认知能力。我们不仅赋予了信息系統感知计算分析和控制能力，还增加了一项新的功能，即学习提升知识能力，让它们具备自主学习产生知识的情景。
业界专家普遍认为，在新一代智能制造环境下，将一些学习型脑力劳动转移到自动化设备上，不仅提高效率，而且让人类有更多时间专注于创新活动。在过去的一、二代smart manufacturing system中，我们只不过是在授予鱼，而现在我们正逐步过渡到授予渔网——让机械具有自主探索解决问题能力，这样一来，就能真正实现“授之以渔”。
笔者认为周济院长所提倡的人类中心理念，将人的认知潜能赋予机械，是未来工业4.0时代必不可少的一步。只有当机械具备自主知识学及模型化学习能力，它们才能有效地进行数据处理、模型建立并最终实现知识共享。当这种情况发生时，就可能出现一个场景：人类完全脱离日常生产活动，而成为创造性思维引擎，为社会带来无限创意与革新。但这仍然是一个遥远而充满挑战性的目标。