新知 | 人类依靠工业自动化走到今天，靠什么走向明天？

王飞跃  
中国科学院自动化研究所
复杂系统管理与控制国家重点实验室主任

王飞跃教授认为，要想实现智能制造、做出智能产品，就要把小数据生成大数据，大数据提炼成小智能，也就是针对具体场景的精准知识、深度智能。这里的大数据不是爬取而来，也不是通过工业传感器等设备获得，那样得到的数据永远是小数据，而是“生产”出来的。“怎么生产出数据？”耗多少电就能生产出多大数据，所以这也是能源大发展的机会。

在王飞跃教授看来，第三波智慧全球化的浪潮已经开始。人类社会在经历了以物理、心理世界开发为主的“零和”和“负和”全球化第一、第二轴心时代，进入了以人工世界开发为主的“正和”智慧全球化第三轴心时代。在物理世界的全球化过程中，因为物理世界的轴心是“你有我无”，是“负和”，所以战争、侵略、压迫随之而来。而在开发人工世界时，人工世界是“无中生有”，是“正和”，这是增量发展的逻辑，所以世界变为“你有，我也可以有”。他相信，“一带一路”的畅想会是第三波智慧全球化的开路先锋，由此实现“智慧”化的"人类命运共同体"，这也是中国未来的机会。

王飞跃教授表示，人类自有意识以来，为了互联这个目标，像“蜘蛛”一般不停的结“网”。从最初的交通网（Grid1.0），到后来的能源网（Grid2.0）、信息网或互联网（Grid3.0），再到目前物联网（Grid4.0）以及目前正在兴起的智联网（Grid5.0），从被联到在联，再到主联。待这五张网的"大5G"网络形成，人类存在的社会形态必然发生深刻的变化。大家会发现，交通从Uber开始，到小黄车，已经变成了社会交通；能源正在变成社会能源，我们的计算早已变成了社会计算。随着社会计算领域的发展，等到3D打印机、机器人一来，制造也会变成社会制造，但其核心必须是社会计算之后的社会智能。

王飞跃教授认为，要实现智能社会，就必须依靠第五张智联网Grid5.0，形成新“IT”，实现智能科技的“五力合一”的局势，即集合数据的力量、计算的力量、算法的力量、网络的力量以及区块链的力量，为智慧社会的发展提供新动力。在其看来，如果智能化是“大楼”，区块链就是支撑大楼的“钢筋、水泥”。区块链能够帮助人类实现所谓的“合一体”：人机结合，知行合一。但还需将人和社会的因素加入到管理和控制的范围，在五度空间CPSS（Cyber-Physical-Social Systems）中完成 ，这样我们才能从“工业自动化”到“知识自动化”，从工业社会到智能社会，真正的实现“智能智造”。

王飞跃：非常高兴有机会跟大家一起交流。2017年，恰好我也来佛山讲“智能制造”。人工智能若要真正的落地和发挥作用，必须要在实体经济里面起到效应，而制造业又是实体经济的最前沿。如果制造不能升级为智能制造，那人工智能也只是一纸空谈。怎么把中国制造变成中国智造？我觉得我们还是应该回顾历史，系统地想一想，虽然时代发生了巨变，但我们要提出和建立自己的发展逻辑。在这个新逻辑下我们应该怎么发展？我要谈如下三个方面。

首先，为什么说这是一个新时代？计算机围棋程序AlphaGO大家都知道，很多人认为它没有什么新方法、新技术。但是我认为它象征着一个新时代的开始，就像当年图灵命题引起计算机和信息产业一样，AlphaGO到底意味着什么？对于我来说，它意味着范式的转移：

第一是“平行”。你叫它人工系统也可以，叫它软件定义系统也可以，现在也有人叫它“数字孪生”也行，就是一条，我们必须与人工系统平行互动平行相交。第二就是从牛顿到默顿，要把以前的“确定性、大定律、小数据”变成“引导性、大数据、小定律”。第三是如果要实现智能制造和生产出智能化的产品，需要做三件事情：“小数据、大数据、深智能。就是怎么从小数据生成大数据，然后再把大数据提炼成小智能”。这里的大数据不是爬取而来，也不是通过工业传感器等设备获得，那样得到的数据永远是小数据，而是“生产”出来的。“怎么生产出数据？”耗多少电就生产出多大数据，多深智能。我们还可从中提炼出针对具体场景的精准知识、深度智能、就是小智能。

AlphaGO就干了这样的事情，它从人类的八十万盘棋开始，自我对打生成七千多万的大数据，又从中提炼出两张图的深度智能，把已知的人类围棋大师都打败。后来，它还自我革命出来了一个AlphaGO Zero，从零开始，自我对打三千万不到，炼成一张图的更“小”智能。回头就把AlphaGO以100：0干掉，从头到尾用了不到三天的时间，在将来可能三秒都不用，而这三秒可是人类围棋大师一生三十年以上的心血。所以，这就是一个范式的改变。将来的企业、将来的制造，如果不走向这种平行化，将无法生存。

如此一来，预示着智能时代与智能技术的开始。我用“三个三、五个五”来概括大趋势。什么意思？从今之后，新IT就代表了智能科技以及信息科技。但是也别忘了老IT，它集中于制造业的工业领域。为什么我们三个都要？因为我们要“新、 旧、老”三个 IT 联合开发三个世界。我们都知道，物理世界、心理世界，但还有第三世界，也就是人工世界。要开发人工世界必须依靠新”IT智能技术，解决人类智力不对称问题。通过消除智力不对称，社会结构将改变，经济生态将变革，所以人工智能热了，所以大数据变成石油、矿藏了，所以IT成为了开发人工世界的核心技术。

再一看历史，我们进入了第三轴心时代。什么意思？最早人性大觉醒，哲学涌现，形成第一轴心时代，以物理世界为主。后来理性觉醒，出现科学，进入第二轴心，以心理世界为主。但是后来人们发现理性也有限，所以现在要开发人工世界，灵性突破，自然进入第三轴心时代。这一切，全是人类必然的全球化造成的。全球化遇上问题，我们不要看存量，要看增量，开发新世界，迈向新时代，就要有新的思想、新的发展逻辑。不管一些国家怎么反对，第三波智能化的全球化浪潮已经开始，它将对全球化进行重新整合。以前是物理世界的全球化，物理世界东西“你有我无”，是“负和”，所以战争、侵略、压迫就这么来了。心理世界稍好，是“零和”，可以自由贸易，不再全是枪炮，但眼见贸易战就要开始了，自由贸易似乎也已经走到头了。我们不要只看存量，还要看增量，所以必须开发新世界。人工世界好，是“无中生有”，由数据构成，而且数据都是生产出来的，所以世界变成了“你我都可以有”。我相信，“一带一路”会是第三波智能化的全球化的开路先锋，由此实现“智慧”化的"人类命运共同体"，这就是我们的机会。

人类自有意识以来，为了互联这个目标，像“蜘蛛”一般不停的结“网”。从最初的交通网（Grid1.0），到后来的能源网（Grid2.0）、信息网或互联网（Grid3.0），再到目前物联网（Grid4.0）以及目前正在兴起的智联网（Grid5.0），从被联到在联，再到主联。待这五张网的"大5G"网络形成，人类存在的社会形态必然发生深刻的变化。大家会发现，交通从Uber开始，到小黄车，已经变成了社会交通；能源正在变成社会能源，我们的计算早已变成了社会计算。随着社会计算领域的发展，等到3D打印机、机器人一来，制造也会变成社会制造，但其核心必须是社会计算之后的社会智能。

要实现智能社会，就必须依靠第五张智联网（Grid5.0），形成新“IT”，实现智能科技的“五力合一”即集合数据的力量、计算的力量、算法的力量、网络的力量以及区块链的力量，为智慧社会的发展提供新动力。只有加上区块链的力量，我们才算上了真道。什么叫“真”（TURE）“道”（DAO）。“真”代表着可可信Trustable、可靠Reliable、可用Useful，E是什么？我们学管理学经济就是为了二个E，Effective和Efficient，Do the right things, in the right ways，用正确的方式，做正确的事，是从“真”再到“道”。“道”区块链的一种技术，是自主性、自治性的企业和公司。一旦建立了区块链之“DAO”和此“道”上的知识机器人体系，“信任”和“注意力”将不可避免地成为智能经济的新“商品”，并借助智联网迅速演化成人工世界上无限的智能经济大市场。

智能系统如果只是建立在碎片化的大数据之上，就是沙基上盖楼，那是自欺欺人。我们小时候看到的农村全是一层的平房，因为它建在土基、沙基上，所以盖不高。而现在有了钢筋水泥，房屋建十几层、几十层、上百层都可以。区块链就提供了智能化的“钢筋、水泥”地基。这么一来，我们就实现了所谓的“合一体”：人机结合，知行合一，虚实一体。我们就能进入新的空间，我把它叫做“五度空间CPSS（Cyber-Physical-Social Systems）”，不是CPS，S代表人和社会，人与社会因素必须结合在一起加入到管理和控制的范围，才能实现“智能制造”。

未来的机器，将会是CPSS的平行机。它能够把三个世界、三个空间打通，把牛顿机和默顿机合二为一，把云端跟边缘端串起来。这样一串，就能把小数据导成大数据，大数据炼成小智能，将会产生一系列的新工作。所以，制造是核心的，制造可行的是DT(Double Twin)，不是双胞胎（Digital Twin），是四胞胎，要"物理、描述、预测、引导"系统"四合一"。这也就是我们需要数字化工厂的原因。数字化工厂是用来产生数据、提炼数据的，针对具体问题，形成深智能。

从理论上来讲，就是这么简单：一个人工系统，一个实际系统。人工系统可以把它叫做Digital Twin，但是我认为很多情况下无法实现Twin。怎么可能呢？你要花多少钱呢？所以我认为一般情况下，五个框架就可以把小数据生成大数据，大数据炼成小智能，变成学习与培训、实验与评估、管理与控制。平时，我们“以万变应不变”，让小数据变成大数据，大数据变成小智能，而一旦执行，就“以不变应万变”。以后每个岗位上都会有三个知识机器人，配合你工作。届时，每个岗位上员工就会与三个机器人交互，它们才是企业里面“铁打的营盘”，而人类只是“流水的兵”。在这个岗位上干什么，可能发生什么事情？这个岗位的最佳实践是什么？形成从小数据生成大数据，大数据炼成智能的流程。你不能指望人类去做，它的核心是实现知识自动化。

今天坐在这里的人知道，我们是靠工业自动化走到了今天。但怎么走向明天？必须知识自动化。用老百姓的话，就是“吃一堑、长一智”，但换一个新的世界。以前，我们在物理世界碰的头破血流甚至搭上生命的“吃一堑”，换来在虚拟的知识世界里“长一智”。现在有数字孪生和人工系统，可以在虚拟世界“吃一堑”，在物理世界“长一智、甚至长多智”，降低成本，提高性能。

我们做了一系列相关的研究，其中包括平行企业等。这样一来，很自然进入工业5.0。有人说，我4.0还没有明白，怎么又来了5.0？没有问题的，我们仍处于第三次工业革命而不是第四次工业革命，第三次工业革命有4.0和5.0二个阶段，它们两个是很一致的。4.0和5.0的核心都是“ICT+CPS”，那么问题来了，什么是ICT？什么是CPS？5.0要给它一个新的解释。I代表智能，C代表连通性，S则代表人与社会，人成为最重要的因素，逼就自然从工业4.0过渡到工业5.0，这是新IT智能自动化的新认识。我们靠工业自动化思维走到了今天，必须要靠知识自动化的思维走向明天。

我有这样的想法已经很多年了，当时做力学的时候就碰到了这个问题，后来在美国工作的时候又提出了“影子系统”。80年代中期，我在纽约州做CIM系统的联网，同GM,GE,IBM一起做车间自动化，从MAP到MMS，就是最原始的工业互联。到了2000年互联网企业出现后，我的想法变了，我觉得互联网就是第四次产业革命。大家可能都忘记OSGI这个协议了，我当时认为它是第五次工业革命的开始。后来，2004年时我认为，网络一来，社会系统走向工程化，工程系统走向社会化，而网络系统走向赛博化，让简单的事物变成了复杂的事物，必须改变我们的工作方式。以传统方式对系统进行管理、进行控制，是对人类智力的非分要求，所以必须要做成平行系统。

最初，通过平行系统，做平行军事、平行指控、平行情报，但我认为它在民用领域里也有很大的发挥空间，所以我提出一定要从CPS走向CPSS，这样就会形成智能产业。2010年，“智能产业”这个词还没有出现，而我没想到它会发展得这么快。我认为，社会发展必须由互联网、物联网赶快进化到智联网。现在我很高兴谷歌、百度等在做这个事情。2011年，我们实验室在给国家的立项书里就提出：要用这个方法建设国家重点实验室，我们的核心就是平行智能，它包括：平行控制、平行管理、平行制造、平行机器、平行健康、平行医学，然后是平行社会，平行生态。我们在青岛做智能产业化时，因为觉得没人会接受这种思想，所以我们先从教育开始，孵化了一些公司，从智能教育和“社会制造”开始做起，就是希望能树立这样一种平行理念。

然后，现在平行艺术也取得了突破。大家回头看100年前，德国制造是怎么发展起来的？是从艺术开始。他们用艺术的思想重新设计产品，进而改变大家的理念。最后，德国产品由“被英国人笑话”而发展成为现在全世界最好的产品。因此，我们也要借鉴德国，从艺术着手。

再一个就是无人矿山和无人驾驶，我认为，无人车最应该落地的是无人矿山，不是明天落地，而是昨天就该落地。我觉着，路上的无人驾驶在20年内都不一定实现，但无人矿山必须要实现。现在有一批人在内蒙古做无人矿山，做得非常好。另外，还有平行钢铁，2009年让大家写这个文章，大家觉得这个东西太缥缈了，又没有工厂可以用。2015年时，文章要发出来，被拒了。我跟宝钢以及冶金研究院的研究员一起提出过这样的方案，但当时大家都觉得太超前。可是前两天，部队的战士告诉我说：你提出的平行就是最基本的常识，现在平行航母也不是一个秘密了。

我再来说说智能制造会不会让大家失业。就业还是失业，是智能产业的“杰文斯悖论”。百年前，为了减少污染，英国致力开发技术提高烧煤的效率。但烧煤的效率越高，污染反而越严重，伦敦都成了雾都，这就是杰文斯悖论。他发现，因为烧煤的效率提高，以前不用煤的地方都用煤了，所以环境越来越差。所以，取代人工的人工智能不会替代人工，等它真正有效了，用人工的情况反而会更多，因为它会产生非常多的新职业，这就是智能产业的广义杰文斯悖论。

要想实现中国制造到中国智造，我们要拥有自己的创意和话语体系，一定要有自己的话，自己的语，这样才有真正的话语权。本质就是：“创自己的直道，在自己的道开自己的车，何必超车！” 一中国应该有实力、有条件树立这种理念，希望这些能够为今天的制造领域带来启示。

我曾经是研究力学的，但在1984年读了《科学革命的结构》，就去做机器人、人工智能，一直到了今天。1994年，我读了《开放社会及其敌人》，又改变了我的理念，还让我知道了“三个世界”的理念。我常说，以后自己要写一本叫做《开放社会及其朋友》。这个"及其朋友"就是"机器朋友"，就是知识机器人，它们实现制造知识自动化，它们是智能制造的基础，是从中国制造到中国智造的必须。

谢谢大家！