行业互联网以人为本的智能制造：理念、技术与应用 |智能机器人|

一、前言
当今世界正处于百年未有之大变局，特别是新一代信息技术与制造技术的持续深度融合，深刻改变着全球制造业的发展形态。面对以智能制造技术为核心的新一轮科技革命与产业变革，世界各国或地区都在积极采取行动 [1,2] ，推动制造业转型升级，以确保本国制造业在未来工业发展中占据有利地位（见表 1）。其中，智能制造成为各个国家或地区构建本地域制造业竞争优势的关键选择。与此同时，各国学术界和产业界也较多开展相关研究，为推进智能制造相关战略计划提供理论基础 [1~5] 。
表 1世界各国或地区发布的工业 / 制造业战略计划

本文插图
近年来，我国不断加快智能制造领域的发展步伐。《中国制造 2025》明确提出，以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，按照“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”方针，实现制造业由大变强的历史跨越[1] 。 2017 年，国务院发布的《新一代人工智能发展规划》详细阐述了人工智能（AI）的新特征，明确提出智能制造是新一代 AI 的重要应用方向。我国学术界提出了人–信息–物理系统（HCPS）的智能制造发展理论，并在此基础上分析了智能制造的范式演变，指明了未来 20 年我国智能制造的发展战略和技术路线 [1~3] 。
基于 HCPS 的智能制造发展理论，以人为本的智能制造（人本智造）正逐渐引起学界和业界的普遍关注，有望成为智能制造的重要发展方向。本文着重分析人本智造的发展背景，阐述人本智造的内涵与技术体系，研究人本智造的应用实践，并在此基础上提出推动人本智造发展的对策建议。
二、人本智造的发展背景
制造是人运用工具将原材料转化为能够满足人们生产生活需要的产品和服务的过程。智能制造是提高这种转化效率和质量的手段，但智能制造不能为了智能而智能，而是要回归到服务和满足人们美好生活需求上来。因此，在整个制造生产活动中，人始终是最具有能动性和最具有活力的因素。
（1）人是智能制造的最终服务目标。智能制造借助新的生产技术、生产方式的变革，进而实现更快、更灵活、更高效地为消费者提供各种优质产品和服务。随着新一代信息技术的快速发展，特别是移动互联网、传感器、大数据、超级计算、工业互联网、物联网、AI、机器学习、协作机器人、虚拟现实和增强现实（VR/AR）等数字化网络化智能化技术，为人本智造提供了重要的技术支撑。同时，随着消费者个性化需求的不断提升，企业为了获得更多的市场份额、提高市场竞争力，注重坚持以用户为中心，通过运用先进技术和变革组织管理方式，不断满足消费者的个性化需求。因此，面对多样化的市场需求，考虑到技术经济性和就业等因素，推进智能制造必须坚持“以人为本”的理念。
（2）人在智能制造实施过程中扮演关键角色。工业机器人是智能制造的重要组成部分，而传统工业机器人存在一些不足，目前尚未充分满足新的市场需求。例如，传统机器人部署成本较高，单独的机器人无法直接用于工厂的生产线，仍需诸多外围设备的配套支持；虽然机器人本身具有较高的柔性和灵活性，但整个生产线的柔性一般较差。另外，中小企业限于资金条件，难以对生产线进行大规模改造，且对产品的投资回报率更为敏感，这就要求机器人具有较低的综合成本、快速的部署能力、简便的使用方法，但目前很难在成本可控的情况下给出满意的解决方案。如果由人类承担对柔性、触觉、灵活性等要求比较高的工作环节，机器人则利用其快速精准的优势来负责重复性和程序化的工作环节，那么这种人机协作将会为中小企业提供一个较好的解决方案。此外，如果通过机器人技术增强劳动力水平达到降低成本和提高竞争力的目的，还可以为社会创造更多的工作机会。