HPS到HCPS，谈智能制造系统演进

半山丶先生

　　2017年12月7日，在南京举行的“世界智能制造大会”上，中国工程院院长周济发表了题为《关于中国智能制造发展战略的思考》的陈诉，系统论述了对我国智能制造发展的见解。下面就随工业控制小编一起来相识一下相关内容吧。

    陈诉中周济院士提到了一个观点，即随着智能制造战略的连续推进，传统制造过程中的人与物理系统之间的关系正在由人-物理系统(HPS)二元体系向人-信息-物理系统(HCPS)三元体系转变，该观点的提出引发了业界专家的普遍思考。

图1{京电港论坛}传统制造中“人-物理系统”体系

　　周济院长认为，传统制造主要包罗人和物理系统两大部门，人通过对呆板的控制实现人与呆板之间的交互。呆板通过吸收人下达的各种指令完成生产工作。同时，人还要吸收呆板反馈的各种状态信息完成相关的感知、分析决议以及学习认知等工作，从而使人机系统形成完成的工作闭环。在传统制造过程中，物理系统主要是用来替代人类从事大量的体力劳动，低落对人的需求，并提升产物质量和生产效率。因此，传统制造系统就是一个人-物理系统(HPS)。

图2{京电港论坛}第一代和第二代智能制造体系

　　随着信息化的发展，企业逐渐将人从事的感知分析和决议工作中独立出来，用信息系统替代人来分析和决议，通过信息系统与物理系统的融合来实现对呆板的控制，让信息系统替代人来完成更多更复杂的体力劳动。由此推动传统的人-物理系统向人-信息-物理系统的演变。周院士将这个过程称为第一代和第二代智能制造体系。这个体系涵盖了美国提出的CPS理论和西门子提出的数字双胞胎的概念。

图3{京电港论坛}新一代智能制造体系

　　当前，随着智能制造战略的连续深化应用，周济院长将新一代智能制造系统在第一代和第二代智能制造体系的底子上做了进一步的深化。最本质的特征就是它的信息系统发生重大变革，增加了认知和学习的功能。在上一代的信息系统当中主要只有感知、分析和决议和控制的功能，现在增加了一个新的功能，就是认知和学习功能，这个功能是从人开始赋予信息系统自主学习功能，让信息系统不但具有强大的感知盘算分析和控制能力，更加具备了学习提升和产生知识的能力。

　　业界专家普遍认为，在新一代智能制造系统中，人将部门学习型的脑力劳动转移给信息系统，让信息系统具有了“认知能力”，人和信息系统的关系发生了根天性的变革。在老第一代和第二代智能制造体系的当中，人和信息系统的关系是“授之以鱼”，而在新一代智能制造体系当中，人和信息系统的关系酿成了“授之以渔”。

　　笔者认为，周济院长在陈诉中提出的HCPS体系，不光融入了国外提出的CPS理念，而且强调了人在智能制造中发挥着焦点作用。在智能化系统中，只有将人的认知能力赋予呆板，才气让整个系统具备智能。而在这一过程中需要履历从大数据向大知识体系转变，促进数据的体系化和知识的模型化，让呆板具备自主知识学能力，通过创建模型实现自我学习能力的提升，甚至促进知识在呆板与呆板之间流传。当呆板可以自动生产和流传知识之时，就能真正的实现“授之以渔”。未来，人类大概可以完全脱离生产运动，成为真正的智能创造者。

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