HPS到HCPS嵌入式学的智慧在自然界中的演进与应用
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）二元体系向人-信息-物理系统（HCPS）三元体系转变。这一观点引发了业界专家的广泛讨论。
周济院士认为，传统制造主要包含人和物理系统两大部分。在这种体系中，人通过对机器的控制实现与机器之间的交互，而机器则通过接收指令完成生产工作。同时，人还要接收机器反馈状态信息进行感知、分析决策以及学习认知等工作，以形成完整工作闭环。因此，这种传统制造系统就是一个人-物理系统（HPS）。
随着信息化发展，企业逐渐将人从感知分析和决策任务中独立出来，用信息系统替代人的角色来分析和决策，从而实现对机器控制，让信息系统替代更多更复杂体力劳动。这促使传统的人-物理系统向更先进的人-信息-物理系统演变。周院士将这个过程称为第一代和第二代智能制造体系，这个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，在继续深化应用新一代智能制造战略时，我们进一步完善了这一体系。在新的基础上，最本质特征是其信息系统发生重大变化，加强了认知和学习功能。在之前仅具有感知、分析、决策及控制能力的情况下，现在增加了一项新功能——认知与学习能力，使得不仅具备强大的计算能力，还能自主学习提升并产生知识。
业界专家普遍认为，在新一代智能制造体制中，将部分脑力劳动转移给信息系統，让它拥有“认知能力”，改变了人类与技术之间关系。而在过去，一般是提供直接指导，如“授之以鱼”，但现在正朝着让技术能够自主寻找解决方案，如“授之以渔”。
笔者认为，由于周济院长在报告中的HCPS理念融入国外CPS思想，同时强调人的核心作用，在未来，只有赋予技术认知才能真正实现智慧。而此过程需要数据到知识转变，以及数据模型化知识型建模，使得机器具备自主知识学能力，并通过建立模型实现自我学习提升甚至促成知识间相互流通。当可以自动生产并传播时，就能完全实现“授之以渔”。未来的愿景或许是人类完全脱离活动成为真正创造者。
