HPS到HCPS智能制造系统演进与嵌入式实验报告心得体会在自然环境中的应用探究
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。在这次报告中，周济院士深入探讨了我国智能制造行业的未来趋势和发展方向。特别是在他提出的观点中，他强调随着技术的不断进步和应用领域的扩大，我国将从传统的人-物理系统（HPS）转变向更加高级的人-信息-物理系统（HCPS）三元体系，这一思想引起了广泛关注。
图1：传统制造中的“人-物理系统”体系
周济院长认为，在传统工业生产中，我们主要依赖于人的力量来操作机器，从而实现人与机器之间互动。同时，人们还需要分析机器提供的状态信息，以便进行决策和学习。这使得人与机械形成了一种闭环工作模式。在这个过程中，机械主要用于替代人类进行体力劳动，以减轻对人的负担并提高产品质量和生产效率。因此，可以将这种传统工业生产模式看作是由一个人与一个或多个物理系统构成的人-物理系统（HPS）。
图2：第一代和第二代智能制造体系
随着信息技术的大幅提升，我们开始逐渐将感知、分析以及决策等任务从人类转移到信息化平台上，使得这些任务可以通过软件程序来完成。这样做不仅减少了对人的依赖，还进一步提高了工业自动化水平，让我们迈向更先进的人-信息-物理系统（HCPS）。这个概念包含了美国学者提出的CPS理论以及西门子公司提出的数字双胞胎概念。
图3：新一代智能制造体系
当前正值我国推动科技创新进入一个新的阶段，而周济院长则提出了一种全新的视角，即在第一代和第二代智能制造基础之上进一步演进。这一点最关键的是，它赋予我们的信息处理能力以自主学习能力，不再只是简单地执行指令，而是能够通过持续学习获得知识并适应环境变化。而这一切都源于我们赋予计算机一种新的功能——认知学习功能，使其不仅能理解命令，还能自己去寻找解决问题的手段。
业界专家普遍认为，在这一新时代下，对于所有涉及到数据处理、算法设计等方面，无论是研究人员还是工程师，都必须重新考虑他们如何与这些工具合作，以及如何利用它们来增强自己的智慧。在过去，当我们把一些复杂但相对固定的任务委托给计算机会时，那是一种教会别人鱼类技能；现在，我们正在努力让计算机学会像渔民一样捕鱼，即它们能够根据实际情况调整策略，并且变得越来越聪明。
个人以为，将人的认知特性融入到电子设备当中，是促使整个工业革命向前迈出的一大步。但要达到这一目标，就需要跨越从数据到知识的大桥梁，让每一次数据交换成为知识积累，再经过模型化，然后才能真正实现自主学习，从而推动知识在不同的电子设备间流通。当我们能够让电脑自动获取、生成并分享知识时，那么就达到了真正意义上的授以渔场。在未来的世界里，或许人类只需担心创造性的挑战，而不是日常生活中的重复性劳作。此刻，我仿佛已经看见那遥远而又充满希望的一天，当人类完全摆脱繁重工作，只需专注于那些需要灵魂所独有的创造力之事。
