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王飞跃:平行制造与知识自动化:从中国制造到中国智造

2020-1-24 16:52| 发布者: gk-auto| 查看: 1| 评论: 0|来自: 财经网

我们人类社会的发展,依靠工业自动化走到今天,但如若走向明天,就必须靠知识自动化。”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在以“加快工业互联网应用,推动制造业高质量发展”为主题的“2020中国制造论坛”上表示。

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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

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”。

以下为发言实录:

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!


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