近日，2023世界计算大会“数实融合 智赋万企”先进制造论坛在湖南长沙举行。嘉宾们围绕工业互联网平台体系、数字化转型服务体系、智能化应用提升等各抒己见，共同探讨先进制造业高质量发展之道。中国工程院院士、机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心主任、湖南大学教授王耀南受邀出席论坛，并发表了题为《工业互联网推动智能制造发展》的主旨演讲。

「工业互联网体系及关键技术」

工业互联网是智能制造的关键综合信息基础设施。自2012年美国GE公司提出这一概念后，先是应用于电气传动和网联车，后来得到大力推广，现在已经成为智能制造的综合基础设施。工业互联网被定义为“通过5G、边缘计算等新一 代信息通信技术与新一代人工智能在工业中的深度融合和创新应用，构建起人、机、物的全面互联，形成实体联网、数据联网以及服务联网的网络开发平台”，为最终实现数字化、网络化、智能化的智能生产、制造、管理等提供支撑服务。工业互联网的核心主要是要发展具备感知功能、分析 能力、决策能力和控制能力，以及管控一体化的信息物理系统。

近年来，各国纷纷出台相关规划，制定工业互联网发展目标。2013年，德国率先推出“工业4.0”计划；随后英国制定《英国工业2050战略》；日本发布《机器人新战略》；法国启动“未来工业”计划。我国于2017年发布了《工业互联网平台白皮书》《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》；2018年以来，“工业互联网”连续六年被写入政府工作报告，工业互联网对推动制造强国、数字中国建设、促进制造业高质量发展的支撑作用愈发明显。

王耀南指出，发展工业互联网的核心在于四个方面：“第一，一定要开发出自主可控的核心工业芯片、工业控制软件、工业控制设备、工业控制系统；第二，要开发出嵌入式的工业操作系统、分布式操作系统，包括工业生态、工业操控系统；第三，开发工业软件，包括设计软件、数字孪生软件、工业控制软件等；第四，开发中间件，便于用户开发。这四个方面是形成工业互联网的核心技术，我们要开发出核心技术具备感知功能、分析功能、决策功能和控制功能一体化的互联互通的信息物理系统。”

「智能制造助推工业互联网发展」

随着信息技术的迅猛发展，以信息化、工业化深度融合的智能制造正成为先进制造业的主攻方向。智能制造是基于新一代信息技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动环节，具有自感知、自决策、自执行、自适应、自学习等特征，旨在提高制造业质量、效益和核心竞争力的先进生产方式。

我国工业制造从机械化、电气化、自动化的时代走过来，已经从自动化大规模生产、自动化生产线进入了智能化万物互联的工业智能制造阶段。“就是要通过新一代信息技术与传统制造业的深度融合来打造智能制造的工业互联网络，反过来再用工业互联网络提升制造水平。建设数字中国就需要推动智能制造的发展，在这样的大背景下，智能制造已经成为我国各行业转型升级的重要支撑，比如重要的支柱产业航空大飞机、舰船、高铁、新能源汽车等制造业，都已经从传统制造业走向先进制造，也要转型升级，通过数字化、网络化、智能化，来加强布局，”王耀南指出，“我国工业互联网研究尚处于起步阶段，局限在云计算、物联网和大数据等单一领域，现阶段面临自主可控程度低、联网范围小、控制效果差、感知能力弱、传算效率低、智能管控难等技术挑战问题。因此，需要构建以‘智能感知、高效互联、高性能计算、协同控制、精确管理’为核心的工业互联网关键技术体系 ；通过这五项技术的环环相扣，共同构成从底层到高层的实时闭环反馈系统，横向上支持多种终端设备互联互通，纵向上实现云边端数据一体化智能管控。”

「工业互联网赋能智能制造」

王耀南认为，智能制造有几大关键核心技术: 一是数字化，这是智能制造一定要强调的；二是工业互联网的互联互通，从信息安全到最底层的装备，从装备的数字化、数控的数字化、机器人的数字化、人机物的协同……“不同企业对智能制造有不同要求，但共同目标是一致的，那就是第一要高质量，第二要安全，第三成本要低，第四要可持续发展，这才是真正的智能制造。”

近年来，智能制造在世界科技前沿发挥着重要作用，制造业与人工智能深度融合，推动新一代智能制造的发展，人和物、机、信息形成一个有机整体。谈及智能制造工业互联网的实践应用时，王耀南介绍了高端制药机器人智能生产、精密电子制造机器人生产、汽车零部件机器人装配、大型船舶智能制造管控等场景。他表示，智能制造工业互联网的重要发展趋势之一，是5G+云边技术的工业互联网络化协同制造，因为它可以满足个性化的生产与服务模式，以及复杂多变的作业环境与任务，是未来工业制造向高端化、绿色化、智能化生产发展的趋势，机器人化将在其中扮演重要作用。

在智能制造的应用方面，王耀南认为，智能制造主要面向国民经济主战场，解决劳动力短缺、老龄化问题，同时从技术角度解决短周期、多品种、小批量、定制化生产，提高经济自主性，使企业提质增效。国家重大工程、重大装备的实施和制造业需要大量的智能制造，“近几年我们团队也一直聚焦这一块，参与涉及国家安全和国防的智能制造装备研发；在面向人民生命安全方面，三年疫情过后，复工复产很快的企业都采用了互联互通的自动化产线，医药制造产线的产能都有很大的提高。”

党的二十大报告中指出，要加快实施创新驱动，面向国家重大战略需求，高水平科技自立自强，坚决打赢关键核心技术攻坚战，推进新型工业化，加快建设工业制造强国。“把握好智能制造的主攻方向，掌握最重要的抓手，工业互联网就是最关键的技术之一。”王耀南说。

他也指出了当前工业互联网现状和存在的问题：“中国工业互联网研究尚处于起步阶段，局限于云计算、物联网、大数据等单一领域，自主可控程度低、联网范围小、控制效果差、感知能力弱、传算效率低、智能管控难等问题较突出，亟需提升现有制造业中工业互联网的自主可控与智能化管理。”

「工业互联网发展任重道远」

“对于我国来说，实施工业互联网中尚面临几大挑战。一是自主可控能力较低，核心的工业互联网高端的芯片仍然依赖进口；二是我国互联互通的范围小，很多企业做不进去；三是互联互通感知能力有待提高；四是算力、计算传输的效力达不到高效实施的要求；五是智能管控难度大，”王耀南指出，“近年来，我们团队和国内外同行一样，围绕这六大挑战做了很多相关工作：一是提升5G传输效力。5G的无线传输效力和无线组网，未来可能就是要在工业实施应用里， 不仅要用好5G，还要走向6G；二是我们开发了基于新一代的人工智能，以通信技术来赋能工业互联网，构建起一个智能的设备、产线。如果对不同企业的设备、工艺不了解，就无法达到互联互通的效果，我们做的是让它们横向连通；三是在做好传输层的安全；四是打通数据，此外还有决策、云端的安排。总而言之，我们建造了一个闭环的工业互联网反馈体系，把云端和边缘端有机融合起来，通过深度的人工智能学习和通信网络技术来解决这些瓶颈问题。”

王耀南进一步介绍道：“一个完整的工业系统中有流程工业和装备制造工业（又称离散工业）。石化、电力、冶金、钢铁行业的‘工业互联网+智能制造’是流程工业的智能制造，在原材料的基础上加工制造出汽车、舰船、飞机等高端装备、精密电子、生化医药、生活用品的制造被称为离散制造。无论是流程工业还是离散工业，都需要上述感知、互联、计算、控制、管理的五项关键技术，而不同之处在于生产流程、工艺设备、加工制造设备。”

据了解，除了关键的智能制造技术以外，更重要的是离散制造的全流程。采集物理设备、信息系统性能数据的智能工厂云平台，感知、决策、控制、执行一体化的自动化生产线，上下料、焊接打磨、抛光喷涂、装配检测、搬运物流的机器人生产线，最后应用到汽车制造、新能源装备、航空航天、轨道交通、海洋装备等高端装备制造领域。“无论是各种大型装备、航天、轨道、海洋工程，这些产业都有一个共同特点就是机器换人，上下料加焊接、打磨、抛光、喷涂、装配、物流、搬运，全是机器换人，这是装备制造业的关键。这一关键没有连通好，整个工业互联网就没有做好。”王耀南强调。

最后，王耀南谈到工业互联网的发展要关注以下几个方面：一是注重发展战略，加强工业互联网核心软硬件自主可控，保障产业链安全；二是制定下一代技术和标准，推进“智感、效联、高算、协控、精管”关键技术的研究和融合，完善工业互联网的安全保障体系；三是加强工业互联网的推广与应用，将工业互联技术、模式等与各行各业生产实践、行业特性、知识经验紧密结合，打造多领域的智能工厂示范工程，在具有中国特色的工业互联网发展道路上继续前进。“智能制造正成为先进制造业的主攻方向，智能制造发展水平关乎我国未来制造业的全球地位，对于构建新发展格局、建设数字中国、建成现代产业体系、实现新型工业化具有重要作用，需加快推动智能制造发展。”

（本文未经报告人审核）