加快构建和完善智能制造知识体系

文 ｜国家智能制造专家委员会委员、电子工业出版社总编辑兼华信研究院院长 刘九如

思想之旗领航向，长风浩荡启新程。党的二十大报告指出，要“建设现代化产业体系，坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新兴工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。实施产业基础再造工程和重大技术装备攻关工程，支持专精特新企业发展，推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。”同时强调，“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。” 制造业是立国之基、强国之本；智能制造又是制造强国建设的主攻方向，其发展程度直接关乎我国制造业质量水平；发展智能制造对于巩固实体经济根基、建成现代产业体系、实现新型工业化具有重要作用。在新的形势下，进一步推进智能制造，顺利实施《“十四五”智能制造规划》，关键是要落实基础支撑，加强智能制造知识体系建设，以此促进智能制造人才培养。

一、人才是深入推进智能制造的第一资源

随着新一代信息通信、生物、新材料、新能源等技术不断突破，并与先进制造技术加速融合，为制造业高端化、智能化、绿色化发展提供了历史机遇。同时，全球科技和产业竞争更趋激烈，大国战略博弈进一步聚焦制造业，美国先后提出《国家制造业创新网络计划宪章》《无尽前沿法案》《先进制造业国家战略》，德国发布《国家工业战略2030》，英国提出《英国工业2050战略》，日本提出《超智能社会战略》，都将发展智能制造作为构建制造业竞争优势的关键举措，其中的重中之重就是人才策略。

我国智能制造的深入推进，不仅迫切需要一批能够突破智能制造关键技术、带动智能制造转型的高层次领军人才，而且亟需一批既擅长制造企业管理，又擅长高新技术的复合型人才。据人社部统计预测，到2025年，我国智能制造人才需求达900万人，人才缺口达450万人，行业人才缺乏已成为制约智能制造发展的重要瓶颈。由此，《“十四五”智能制造规划》明确要求，要定期编制智能制造人才需求预测报告和紧缺人才需求目录，研究制定智能制造领域职业标准。依托高技能人才培训基地等机构，开展大规模职业培训。要深化新工科建设，在智能制造领域建设一批现代产业学院和特色化示范性软件学院，优化学科专业和课程体系设置，加快高端人才培养。

研究人才培养的规律，我们应该充分认识到，加快构建智能制造完整知识体系，建立适应需求的知识库及服务平台，是促使智能制造人才快速成长的关键。现代制造业的重心已由基于经验的设计、生产制造、服务，向基于知识的设计、生产制造、服务转变，知识的累积与应用成为制造业最为重要的智力和资产。智能制造更是一个多学科、多目标、多主体的交叉领域，其内涵、外延及其相关技术都处于日新月异的发展之中，业界亟需从总体上把握清晰的智能制造发展技术路线，以及对于企业推进智能制造落地实施的明确的技术指导。因此，汇集大量有用、管用、能用的智能制造知识形成完整知识体系，是培养大量智能制造人才的基础和关键。

二、知识体系建设是培养智能制造人才的源泉

智能制造知识体系泛指以智能制造为主线，围绕智能制造建设的全领域、多形式的知识服务系统，以多媒体形态全方位、多角度地展示智能制造发展的技术路线，利用软件技术平台为智能制造行业人员提供学习、科研、生产等多维度获知和使用渠道。从专业角度，智能制造知识体系是智能制造领域根据应用需求，按照一定规则形成的、具有互相关系构成的知识集合，其包括信息与通信技术、先进制造技术、人工智能技术等使能技术，智能研发、智能装备、智能生产等产品周期，以及流程制造、离散制造、混合制造三种生产模式。

为加快构建智能制造知识体系，中国工程院周济院士等编写推出《智能制造导论》、李培根院士等出版《智能制造概论》，钟诗胜等推出《智能制造系列丛书》。电子工业出版社近年来与中国工程院等相关研究机构密切合作，先后组织出版了《制造强国战略研究》系列、《工业强基战略研究》系列、《工业互联网》系列、《智能工厂》系列，以及《互联网+制造》《绿色制造》《数字孪生》《工业元宇宙》《智能制造探索与实践》《智能制造案例汇编》等图书近80种 ，对智能制造相关知识体系进行了初步梳理，其中包括智能制造技术体系和应用成果、智能制造关键共性技术和知识图谱等。与此同时，电子工业出版社华信研究院智能制造研究所还搭建了“智能制造知识服务系统”“制造业转型升级线上知识服务”等数字资源知识库，并以此为十堰、德阳、绵阳等地区提供了“产业人才培训”“智能制造诊断”服务，覆盖制造业重点行业，贯穿研发、设计、制造、管理、服务全过程，推动引领企业智能化改造。华信研究院智能制造研究所还参与了中国智能制造解决方案大会暨“智能制造创新大赛”等活动，通过各种探索，不断丰富智能制造知识体系，助推形成智能制造的“中国方案”，为培育新时代智能制造需要的特色人才提供了坚实基础和知识源泉。

三、加快构建智能制造知识体系相关建议

党的二十大提出了加快高质量发展和推动我国制造业迈向智能化的新要求，站在新一轮科技革命、产业变革与我国加快高质量发展的历史性交汇点，我们必须进一步充实和完善智能制造知识体系，解决人才供需缺口，持续推进制造业数字化转型、网络化协同、智能化变革，为促进制造业高质量发展、加快制造强国建设提供有力支撑。

在制造业智能化转型过程中和新的制造模式下,“人-机-物”之间关系被重新审视和定义,人才、智能化设备、技术、信息数据、知识图谱构成一个共同的制造系统,人作为这个系统中的关键节点,需要实现与智能制造系统的有机融合。构建智能制造知识体系需要从不同维度进行梳理，遵循科学性、全面性、实用性原则，建立基于理论、技术、应用的知识源的集合。基于“十四五”规划的实施和智能制造工作的不断推进，我们建议从以下方面加快智能制造知识体系的构建和完善：

一是针对人才培养需求完整描述智能制造知识框架。智能制造具有多学科属性，涉及的领域包括机械、仪器仪表、工业工程、自动化、计算机、物联网、工业互联网、物联网、数字孪生等多个领域；同时，智能制造以制造为主体、智能为主导、人为主宰，三者贯通升华，设计、建设、运行智能制造都要以多样化人才为本；而完善以多学科交叉融合实践为主导的智能制造创新人才培养模式，引导学生自主学习、主动实践和追求创新，需要具备与智能制造发展相匹配、与人工智能未来趋势相适应的知识、能力和素养，成为熟识智能制造的关键环节、掌握迅猛发展的新一代信息技术、深刻了解高端装备制造的多元化复合型人才。针对这些需求，主管部门应协同产学研用各环节，主动做好顶层设计，组织专家详细描述和设计好智能制造知识体系框架，进而找准哪些知识需要补充完善，哪些需要重新总结梳理，以便形成完整知识体系。

二是筑牢技术底基，破解智能制造创新发展的薄弱环节。按照《“十四五”智能制造规划》要求，当前推进智能制造的重点是要加强关键核心技术攻关。聚焦设计、生产、管理、服务等制造全过程，突破设计仿真、混合建模、协同优化等基础技术，开发应用增材制造、超精密加工等先进工艺技术，攻克智能感知、人机协作、供应链协同等共性技术，研发人工智能、5G、大数据、边缘计算等在工业领域的适用性技术。智能制造知识体系的构建和完善，要侧重围绕破解关键技术，优先总结提炼先进制造技术、精密测量技术、精密加工技术、增材制造技术、微纳制造技术、高速加工技术、绿色制造技术、新材料技术、先进制造工艺，以及人工智能技术、自然语言处理、智能语音、计算机视觉等知识体系。与此同时，智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式，有关技术融合、产业融合的知识图谱，以及自感知、自学习、自适应的知识技艺，急需尽快总结提炼。

三是构建智能制造知识库及服务平台，推动理论创新。加快智能制造知识体系建设，应通过标准领航行动，定期修订《国家智能制造标准体系建设指南》，尽快健全纺织、石化、建材、汽车、航空、船舶、电力装备、轨道交通装备、家电、食品、钢铁、有色金属、新能源等细分领域的行业应用标准体系，并加快推动数字孪生、数据字典、人机协作、智慧供应链、系统可靠性、信息安全与功能安全一体化等基础共性和关键技术标准研制或修订，引导智能制造知识体系的构建。在此基础上，应鼓励相关咨询机构，建立智能制造知识库和服务平台，建设数字内容资源，综合运用大数据、数字媒体、版权保护、知识管理与云计算服务等技术，不断补充和更新智能制造知识内容，通过网络释义和大量案例研究提炼解决方案，通过智能制造知识服务平台网站门户，面向智能制造行业用户提供专业化、定制化服务，可打破区域局限、行业限制，供更多企业和人员学习使用。

此外，回顾智能制造的发展历程，我们可以看到，20世纪80年代，智能制造概念正式提出，1998年美国赖特（Paul KennethWright）和伯恩（ David Alan Bourne）正式出版了智能制造研究领域的首本专著《制造智能》，就智能制造的内涵与前景进行了系统描述。20世纪90年代，智能制造概念提出不久后，欧、美、日等工业化发达国家围绕智能制造技术与智能制造系统开展国际合作研究。期间，智能制造技术、智能制造系统等概念相继提出。21世纪以来，随着物联网、大数据、云计算等新一代信息技术的快速发展及应用，智能制造被赋予了新的内涵，即新一代信息技术条件下的智能制造；各国提出了各自的创新发展战略。基于中国特色，推动智能制造方面的理论创新，也应该是中国各行各业深入拓展智能制造的题中之义，更是智能制造知识体系不断完善的重要一环，期待“十四五”期间，我国智能制造不断实现技术突破、模式创新的同时，赢得基础理论和知识体系的重大突破。