前言

以新一代信息技术与制造业深度融合为特征的智能制造正在全球引发新一轮工业革命。

2015年5月19日，国务院正式发布了《中国制造2025》。“以提质增效为中心，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。”这个行动纲领发出了向制造强国进军的动员令，吹响了向智能制造发起主攻的冲锋号。

自2014年起，为了探讨智能系统的原理、方法与实现路径，本书作者与其他七位专家一起花费两年多时间研讨与撰写，于2016年9月出版了“走向智能丛书”之《三体智能革命》，该书奠定了一种颇具中国特色的智能理论基础和构建智能系统的方法论，首次提出了“物理实体、意识人体、数字虚体”的“三体智能模型”，并以“状态感知、实时分析、自主决策、精准执行、学习提升”的“二十字箴言”作为评判智能系统的基本特征。《三体智能革命》出版后，在业界获得了普遍的好评并得到了中国工程院等权威机构的认可，对国内智能制造的研究与应用起到了积极的推动作用。

如果说《三体智能革命》是站在社会的宏观视角，以各行各业智能系统演进的大视野对智能理论进行了深入研究和比较宏观的论述，那么本书则是站在企业微观视角，将三体智能模型中的基本逻辑用于对智能制造的深入研究。我们的理解是，正是因为数字虚体与其他两体的交汇与融合，才让机器有了智能，才有了今天的智能制造。于是，“走向智能”就有了一个非常具体的延伸——“从数字化车间走向智能制造”。

《三体智能革命》是“走向智能丛书”的开篇之作，而本书则是“走向智能丛书”的续篇。因此在本书撰写过程中，承袭和沿用了《三体智能革命》中的若干学术观点和术语。本书也是两位作者的第二次合作写作。

本书以“取势、明道、优术、利器、实证”五大篇章，深入剖析智能制造的根源、本质、技术路径与发展趋势，全面探讨中国制造企业应该如何制订智能制造战略和战术，重点阐述离散行业数字化车间的建设及注意事项等实战内容，并给出若干实施案例，力图体现战略结合战术，理论结合实践。

“取势篇”重点介绍企业实施智能制造前，需先深刻了解智能制造产生的大背景及未来发展趋势。要点在于我们应该如何发挥自身优势，既“师夷之长”，又扬长补短，在这次制造业转型升级中少走弯路并取得成功。其中第一章是在德、美、中、日这些工业强国和大国都不约而同地提出了相近的智能制造战略，掀起史上最大的智能制造浪潮大背景下，深入剖析了其背后深层次的原因及发展趋势。第二章指出我们既要积极学习德国工业4.0的先进理念以及其构思精巧的“工业4.0参考架构模型（RAMI 4.0）”，同时也要了解其恰当的应用场景。第三章介绍了美、德、日、中智能制造战略齐头并进，各具特色，同时对这些不同战略进行了分析、比较与要点提炼，特别对“一智各表”的现象进行了分析，力图说明“智能”一词的不同内涵。

“明道篇”强调人始终是智能制造的主导因素。制造企业在制订智能制造落地战略时，不仅要在先进技术和设备上有所突破，更应该充分挖掘人与管理的价值与潜力，才能确保智能制造的成功落地。其中第四章论述了“人机网三元战略”、“三体智能模型”和“人-信息-物理系统”，以及中国“以人为本”的东方哲学思想与西方先进技术如何实现交汇与融合。第五章阐明在向智能化转型升级的关键阶段，比设备、软件更重要的是企业的经营战略以及与智能制造相适应的企业文化。

“优术篇”深度剖析CPS（赛博物理系统，也称为信息物理系统）、工业互联网等先进概念的本质、缘起、发展方向及如何在制造企业中的落地。其中第六章重点介绍了源于美国、兴于德国的CPS技术。欲做好智能制造和工业4.0，必先了解CPS，更是创造性地提出了“二维九格”定义法。第七章讲述了工业互联网作为智能制造关键基础设施，催生了新技术、新业态、新模式，同时对工业互联网的属性、意义及实现路径等方面进行了剖析。

“利器篇”把重点放在了车间的数字化建设上。智能制造的纵向集成发生在企业里，车间是企业将各种图纸转变为产品的主要场所。车间强则企业强，车间智则企业智。其中第八章以离散制造行业为例，基于“六维智能理论”，探讨了智能制造如何在车间实施与落地。第九章介绍了车间设备的互联互通，尤其是用数字化手段治理“聋、哑、傻”设备，通过实时采集设备运转数据而实现设备的可视化、智能化管理和预测性维护，并介绍了实施过程中的注意事项。第十章讲述了MES系统对生产过程中的计划、排产、物料、工具、设备、质量等进行全面的精细化管理。第十一章以工业大数据为主线讲述了高级排产、虚拟现实/增强现实及新一代人工智能等前沿技术在数字化车间的应用及其前景展望。

“实证篇”强调了一个最浅显的道理：知易行难。各种理念、理论最终的目的都是为了在企业落地，智能制造不能只停留在理论层面，成功的案例对于正在考虑智能制造实施方案的企业有很大的借鉴价值。其中第十二章收录了海尔模具、宁夏共享集团等四个智能制造的典型案例。宁夏共享集团被李克强总理比喻为“傻大黑粗”转型升级成为了“窈窕淑女”，被称赞是“展示了‘中国制造2025+互联网’的融合，是新旧动能转换的生动体现。”

值得说明的是，本书希望能够首开严格区分“智能”程度与所对应术语之先河，对“Smart、Intelligent”两个术语所描述的两种不同“智能”现象加以较为严格的区分，期待能够避免乃至消除业内一直存在的“一智各表”的不利现象。作者在本书中自我约定并尽量做到：凡是涉及到数字化网络化“Smart”级别的“智能”，皆称作智巧；凡是应用了新一代人工智能所形成的“Intelligent”级别的“智能”，直接称作智能。如此，英文术语与中文术语之间形成一一对应，看到英文，就知道中文是什么，看到中文，也随即知道英文是什么。希望从本书开始，在中文术语上消除对“智能”一词在理解和应用上的混淆。作者不求最好、最准确，但求“智能”无歧义。

智能制造，任重道远。工业互联，方兴未艾。宏微并举，注重落地。数字车间，务实起步。这正是本书想带给读者的主要信息。

受理论水平和资料获取范围所限，难免对迅猛发展的智能制造相关理论与技术存在阐述不到位甚至有不确切之处，希望广大专家及读者批评指正，不吝赐教，以利后期校正与修订。

作者

2018年6月18日于北京