HPS到HCPS嵌入式专业学什么智能制造系统在自然环境中的演进
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人与机器之间的交互,而机器则接收到各种指令完成生产工作。此外,人们还需要接收并分析机器反馈的一些状态信息,以便完成感知、分析决策以及学习认知等工作,从而形成一个完整的人机工作闭环。在这种模式下,物理系统主要用来替代人类进行大量体力劳动,以减少对人的需求并提升产品质量和生产效率。因此,这种传统制造方式可以被视作一个人-物理系统(HPS)。
随着信息化技术的发展,一些企业开始将这些感知、分析和决策任务独立出来,用信息系统替代人类进行这些任务。这就促成了一个新的体系,即第一代和第二代智能制造体系。在这个过程中,我们可以看到传统的人-物理系统向更复杂的人-信息-物理系统演变。这个新型体系涵盖了美国提出的CPS理论以及西门子提出的数字双胞胎概念。
当前,在继续深化应用于智能制造领域时,我们已经进入了新一代智能制造体系。这一阶段最显著特征是其信息系統发生重大变化,并且增加了认知能力和学习功能。在之前版本中的信息系統,只有感知、分析和决策,以及控制功能,现在加入了自主学习能力,让它不仅具有强大的计算能力,还能够产生知识。
业界专家认为,在这一新时代里,由于引入自主学习功能,使得人类与信息系統之间关系发生根本性改变:我们不再只是教会它们如何做事,而是教会它们如何学会自己的事情。而这正是在过去两个阶段里——即第一代及第二代——我们从“授之以鱼”逐渐过渡至“授之以渔”。
笔者认为周济院士所提倡的人工智慧结合物联网设备构成的一个新的架构,不仅融合了解世外提出的CPS理念,而且强调人类在这种高级自动化环境中的核心作用。在未来,如果我们希望让整个工业自动化成为现实,那么必须确保我们的设计能够赋予机械部件一种真正意义上的思维能力,让他们能够理解数据,就像同类间相互交流一样。当机械设备能自己生成知识并分享给其他机械时,那么我们就达到了真正意义上的自动化水平。
总结来说,将来可能会有一天,当所有的事务都由自动化处理时,我们作为创造者将完全脱离实际操作,与此同时,被赋予更多时间去探索宇宙、解决复杂问题,或许甚至建立全新的文明形式。但为了达到这一目标,我们首先需要确保我们的技术足够先进,有足够多样性,同时要不断地更新我们的思想,以适应不断变化的情况。如果成功实现这一目标,将带领人类迈入一个前所未有的时代。