王飛躍:平行制造與知識自動化,從中國制造到中國智造

時間:2020-01-17

來源:財經網(wǎng)

導語:在王飛躍教授看來,第三波智慧全球化的浪潮已經開始。人類社會在經歷了以物理、心理世界開發(fā)為主的“零和”和“負和”全球化第一、第二軸心時代,進入了以人工世界開發(fā)為主的“正和”智慧全球化第三軸心時代。

我們人類社會的發(fā)展,依靠工業(yè)自動化走到今天,但如若走向明天,就必須靠知識自動化?!敝袊茖W院自動化研究所復雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室主任王飛躍在以“加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用,推動制造業(yè)高質量發(fā)展”為主題的“2020中國制造論壇”上表示。

王飛躍教授認為,要想實現(xiàn)智能制造、做出智能產品,就要把小數(shù)據(jù)生成大數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)提煉成小智能,也就是針對具體場景的精準知識、深度智能。這里的大數(shù)據(jù)不是爬取而來,也不是通過工業(yè)傳感器等設備獲得,那樣得到的數(shù)據(jù)永遠是小數(shù)據(jù),而是“生產”出來的?!霸趺瓷a出數(shù)據(jù)?”耗多少電就能生產出多大數(shù)據(jù),所以這也是能源大發(fā)展的機會。

在王飛躍教授看來,第三波智慧全球化的浪潮已經開始。人類社會在經歷了以物理、心理世界開發(fā)為主的“零和”和“負和”全球化第一、第二軸心時代,進入了以人工世界開發(fā)為主的“正和”智慧全球化第三軸心時代。在物理世界的全球化過程中,因為物理世界的軸心是“你有我無”,是“負和”,所以戰(zhàn)爭、侵略、壓迫隨之而來。而在開發(fā)人工世界時,人工世界是“無中生有”,是“正和”,這是增量發(fā)展的邏輯,所以世界變?yōu)椤澳阌?,我也可以有”。他相信,“一帶一路”的暢想會是第三波智慧全球化的開路先鋒,由此實現(xiàn)“智慧”化的"人類命運共同體",這也是中國未來的機會。

王飛躍教授表示,人類自有意識以來,為了互聯(lián)這個目標,像“蜘蛛”一般不停的結“網(wǎng)”。從最初的交通網(wǎng)(Grid1.0),到后來的能源網(wǎng)(Grid2.0)、信息網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)(Grid3.0),再到目前物聯(lián)網(wǎng)(Grid4.0)以及目前正在興起的智聯(lián)網(wǎng)(Grid5.0),從被聯(lián)到在聯(lián),再到主聯(lián)。待這五張網(wǎng)的"大5G"網(wǎng)絡形成,人類存在的社會形態(tài)必然發(fā)生深刻的變化。大家會發(fā)現(xiàn),交通從Uber開始,到小黃車,已經變成了社會交通;能源正在變成社會能源,我們的計算早已變成了社會計算。隨著社會計算領域的發(fā)展,等到3D打印機、機器人一來,制造也會變成社會制造,但其核心必須是社會計算之后的社會智能。

王飛躍教授認為,要實現(xiàn)智能社會,就必須依靠第五張智聯(lián)網(wǎng)Grid5.0,形成新“IT”,實現(xiàn)智能科技的“五力合一”的局勢,即集合數(shù)據(jù)的力量、計算的力量、算法的力量、網(wǎng)絡的力量以及區(qū)塊鏈的力量,為智慧社會的發(fā)展提供新動力。在其看來,如果智能化是“大樓”,區(qū)塊鏈就是支撐大樓的“鋼筋、水泥”。區(qū)塊鏈能夠幫助人類實現(xiàn)所謂的“合一體”:人機結合,知行合一。但還需將人和社會的因素加入到管理和控制的范圍,在五度空間CPSS(Cyber-Physical-SocialSystems)中完成,這樣我們才能從“工業(yè)自動化”到“知識自動化”,從工業(yè)社會到智能社會,真正的實現(xiàn)“智能智造”。

以下為發(fā)言實錄:

王飛躍:非常高興有機會跟大家一起交流。2017年,恰好我也來佛山講“智能制造”。人工智能若要真正的落地和發(fā)揮作用,必須要在實體經濟里面起到效應,而制造業(yè)又是實體經濟的最前沿。如果制造不能升級為智能制造,那人工智能也只是一紙空談。怎么把中國制造變成中國智造?我覺得我們還是應該回顧歷史,系統(tǒng)地想一想,雖然時代發(fā)生了巨變,但我們要提出和建立自己的發(fā)展邏輯。在這個新邏輯下我們應該怎么發(fā)展?我要談如下三個方面。

首先,為什么說這是一個新時代?計算機圍棋程序AlphaGO大家都知道,很多人認為它沒有什么新方法、新技術。但是我認為它象征著一個新時代的開始,就像當年圖靈命題引起計算機和信息產業(yè)一樣,AlphaGO到底意味著什么?對于我來說,它意味著范式的轉移:

第一是“平行”。你叫它人工系統(tǒng)也可以,叫它軟件定義系統(tǒng)也可以,現(xiàn)在也有人叫它“數(shù)字孿生”也行,就是一條,我們必須與人工系統(tǒng)平行互動平行相交。第二就是從牛頓到默頓,要把以前的“確定性、大定律、小數(shù)據(jù)”變成“引導性、大數(shù)據(jù)、小定律”。第三是如果要實現(xiàn)智能制造和生產出智能化的產品,需要做三件事情:“小數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)、深智能。就是怎么從小數(shù)據(jù)生成大數(shù)據(jù),然后再把大數(shù)據(jù)提煉成小智能”。這里的大數(shù)據(jù)不是爬取而來,也不是通過工業(yè)傳感器等設備獲得,那樣得到的數(shù)據(jù)永遠是小數(shù)據(jù),而是“生產”出來的?!霸趺瓷a出數(shù)據(jù)?”耗多少電就生產出多大數(shù)據(jù),多深智能。我們還可從中提煉出針對具體場景的精準知識、深度智能、就是小智能。

AlphaGO就干了這樣的事情,它從人類的八十萬盤棋開始,自我對打生成七千多萬的大數(shù)據(jù),又從中提煉出兩張圖的深度智能,把已知的人類圍棋大師都打敗。后來,它還自我革命出來了一個AlphaGOZero,從零開始,自我對打三千萬不到,煉成一張圖的更“小”智能?;仡^就把AlphaGO以100:0干掉,從頭到尾用了不到三天的時間,在將來可能三秒都不用,而這三秒可是人類圍棋大師一生三十年以上的心血。所以,這就是一個范式的改變。將來的企業(yè)、將來的制造,如果不走向這種平行化,將無法生存。

如此一來,預示著智能時代與智能技術的開始。我用“三個三、五個五”來概括大趨勢。什么意思?從今之后,新IT就代表了智能科技以及信息科技。但是也別忘了老IT,它集中于制造業(yè)的工業(yè)領域。為什么我們三個都要?因為我們要“新、舊、老”三個IT聯(lián)合開發(fā)三個世界。我們都知道,物理世界、心理世界,但還有第三世界,也就是人工世界。要開發(fā)人工世界必須依靠新”IT智能技術,解決人類智力不對稱問題。通過消除智力不對稱,社會結構將改變,經濟生態(tài)將變革,所以人工智能熱了,所以大數(shù)據(jù)變成石油、礦藏了,所以IT成為了開發(fā)人工世界的核心技術。

再一看歷史,我們進入了第三軸心時代。什么意思?最早人性大覺醒,哲學涌現(xiàn),形成第一軸心時代,以物理世界為主。后來理性覺醒,出現(xiàn)科學,進入第二軸心,以心理世界為主。但是后來人們發(fā)現(xiàn)理性也有限,所以現(xiàn)在要開發(fā)人工世界,靈性突破,自然進入第三軸心時代。這一切,全是人類必然的全球化造成的。全球化遇上問題,我們不要看存量,要看增量,開發(fā)新世界,邁向新時代,就要有新的思想、新的發(fā)展邏輯。不管一些國家怎么反對,第三波智能化的全球化浪潮已經開始,它將對全球化進行重新整合。以前是物理世界的全球化,物理世界東西“你有我無”,是“負和”,所以戰(zhàn)爭、侵略、壓迫就這么來了。心理世界稍好,是“零和”,可以自由貿易,不再全是槍炮,但眼見貿易戰(zhàn)就要開始了,自由貿易似乎也已經走到頭了。我們不要只看存量,還要看增量,所以必須開發(fā)新世界。人工世界好,是“無中生有”,由數(shù)據(jù)構成,而且數(shù)據(jù)都是生產出來的,所以世界變成了“你我都可以有”。我相信,“一帶一路”會是第三波智能化的全球化的開路先鋒,由此實現(xiàn)“智慧”化的"人類命運共同體",這就是我們的機會。

人類自有意識以來,為了互聯(lián)這個目標,像“蜘蛛”一般不停的結“網(wǎng)”。從最初的交通網(wǎng)(Grid1.0),到后來的能源網(wǎng)(Grid2.0)、信息網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)(Grid3.0),再到目前物聯(lián)網(wǎng)(Grid4.0)以及目前正在興起的智聯(lián)網(wǎng)(Grid5.0),從被聯(lián)到在聯(lián),再到主聯(lián)。待這五張網(wǎng)的"大5G"網(wǎng)絡形成,人類存在的社會形態(tài)必然發(fā)生深刻的變化。大家會發(fā)現(xiàn),交通從Uber開始,到小黃車,已經變成了社會交通;能源正在變成社會能源,我們的計算早已變成了社會計算。隨著社會計算領域的發(fā)展,等到3D打印機、機器人一來,制造也會變成社會制造,但其核心必須是社會計算之后的社會智能。

要實現(xiàn)智能社會,就必須依靠第五張智聯(lián)網(wǎng)(Grid5.0),形成新“IT”,實現(xiàn)智能科技的“五力合一”即集合數(shù)據(jù)的力量、計算的力量、算法的力量、網(wǎng)絡的力量以及區(qū)塊鏈的力量,為智慧社會的發(fā)展提供新動力。只有加上區(qū)塊鏈的力量,我們才算上了真道。什么叫“真”(TURE)“道”(DAO)。“真”代表著可可信Trustable、可靠Reliable、可用Useful,E是什么?我們學管理學經濟就是為了二個E,Effective和Efficient,Dotherightthings,intherightways,用正確的方式,做正確的事,是從“真”再到“道”?!暗馈眳^(qū)塊鏈的一種技術,是自主性、自治性的企業(yè)和公司。一旦建立了區(qū)塊鏈之“DAO”和此“道”上的知識機器人體系,“信任”和“注意力”將不可避免地成為智能經濟的新“商品”,并借助智聯(lián)網(wǎng)迅速演化成人工世界上無限的智能經濟大市場。

智能系統(tǒng)如果只是建立在碎片化的大數(shù)據(jù)之上,就是沙基上蓋樓,那是自欺欺人。我們小時候看到的農村全是一層的平房,因為它建在土基、沙基上,所以蓋不高。而現(xiàn)在有了鋼筋水泥,房屋建十幾層、幾十層、上百層都可以。區(qū)塊鏈就提供了智能化的“鋼筋、水泥”地基。這么一來,我們就實現(xiàn)了所謂的“合一體”:人機結合,知行合一,虛實一體。我們就能進入新的空間,我把它叫做“五度空間CPSS(Cyber-Physical-SocialSystems)”,不是CPS,S代表人和社會,人與社會因素必須結合在一起加入到管理和控制的范圍,才能實現(xiàn)“智能制造”。

未來的機器,將會是CPSS的平行機。它能夠把三個世界、三個空間打通,把牛頓機和默頓機合二為一,把云端跟邊緣端串起來。這樣一串,就能把小數(shù)據(jù)導成大數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)煉成小智能,將會產生一系列的新工作。所以,制造是核心的,制造可行的是DT(DoubleTwin),不是雙胞胎(DigitalTwin),是四胞胎,要"物理、描述、預測、引導"系統(tǒng)"四合一"。這也就是我們需要數(shù)字化工廠的原因。數(shù)字化工廠是用來產生數(shù)據(jù)、提煉數(shù)據(jù)的,針對具體問題,形成深智能。

從理論上來講,就是這么簡單:一個人工系統(tǒng),一個實際系統(tǒng)。人工系統(tǒng)可以把它叫做DigitalTwin,但是我認為很多情況下無法實現(xiàn)Twin。怎么可能呢?你要花多少錢呢?所以我認為一般情況下,五個框架就可以把小數(shù)據(jù)生成大數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)煉成小智能,變成學習與培訓、實驗與評估、管理與控制。平時,我們“以萬變應不變”,讓小數(shù)據(jù)變成大數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)變成小智能,而一旦執(zhí)行,就“以不變應萬變”。以后每個崗位上都會有三個知識機器人,配合你工作。屆時,每個崗位上員工就會與三個機器人交互,它們才是企業(yè)里面“鐵打的營盤”,而人類只是“流水的兵”。在這個崗位上干什么,可能發(fā)生什么事情?這個崗位的最佳實踐是什么?形成從小數(shù)據(jù)生成大數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)煉成智能的流程。你不能指望人類去做,它的核心是實現(xiàn)知識自動化。

今天坐在這里的人知道,我們是靠工業(yè)自動化走到了今天。但怎么走向明天?必須知識自動化。用老百姓的話,就是“吃一塹、長一智”,但換一個新的世界。以前,我們在物理世界碰的頭破血流甚至搭上生命的“吃一塹”,換來在虛擬的知識世界里“長一智”?,F(xiàn)在有數(shù)字孿生和人工系統(tǒng),可以在虛擬世界“吃一塹”,在物理世界“長一智、甚至長多智”,降低成本,提高性能。

我們做了一系列相關的研究,其中包括平行企業(yè)等。這樣一來,很自然進入工業(yè)5.0。有人說,我4.0還沒有明白,怎么又來了5.0?沒有問題的,我們仍處于第三次工業(yè)革命而不是第四次工業(yè)革命,第三次工業(yè)革命有4.0和5.0二個階段,它們兩個是很一致的。4.0和5.0的核心都是“ICT+CPS”,那么問題來了,什么是ICT?什么是CPS?5.0要給它一個新的解釋。I代表智能,C代表連通性,S則代表人與社會,人成為最重要的因素,逼就自然從工業(yè)4.0過渡到工業(yè)5.0,這是新IT智能自動化的新認識。我們靠工業(yè)自動化思維走到了今天,必須要靠知識自動化的思維走向明天。

我有這樣的想法已經很多年了,當時做力學的時候就碰到了這個問題,后來在美國工作的時候又提出了“影子系統(tǒng)”。80年代中期,我在紐約州做CIM系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng),同GM,GE,IBM一起做車間自動化,從MAP到MMS,就是最原始的工業(yè)互聯(lián)。到了2000年互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)出現(xiàn)后,我的想法變了,我覺得互聯(lián)網(wǎng)就是第四次產業(yè)革命。大家可能都忘記OSGI這個協(xié)議了,我當時認為它是第五次工業(yè)革命的開始。后來,2004年時我認為,網(wǎng)絡一來,社會系統(tǒng)走向工程化,工程系統(tǒng)走向社會化,而網(wǎng)絡系統(tǒng)走向賽博化,讓簡單的事物變成了復雜的事物,必須改變我們的工作方式。以傳統(tǒng)方式對系統(tǒng)進行管理、進行控制,是對人類智力的非分要求,所以必須要做成平行系統(tǒng)。

最初,通過平行系統(tǒng),做平行軍事、平行指控、平行情報,但我認為它在民用領域里也有很大的發(fā)揮空間,所以我提出一定要從CPS走向CPSS,這樣就會形成智能產業(yè)。2010年,“智能產業(yè)”這個詞還沒有出現(xiàn),而我沒想到它會發(fā)展得這么快。我認為,社會發(fā)展必須由互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)趕快進化到智聯(lián)網(wǎng)?,F(xiàn)在我很高興谷歌、百度等在做這個事情。2011年,我們實驗室在給國家的立項書里就提出:要用這個方法建設國家重點實驗室,我們的核心就是平行智能,它包括:平行控制、平行管理、平行制造、平行機器、平行健康、平行醫(yī)學,然后是平行社會,平行生態(tài)。我們在青島做智能產業(yè)化時,因為覺得沒人會接受這種思想,所以我們先從教育開始,孵化了一些公司,從智能教育和“社會制造”開始做起,就是希望能樹立這樣一種平行理念。

然后,現(xiàn)在平行藝術也取得了突破。大家回頭看100年前,德國制造是怎么發(fā)展起來的?是從藝術開始。他們用藝術的思想重新設計產品,進而改變大家的理念。最后,德國產品由“被英國人笑話”而發(fā)展成為現(xiàn)在全世界最好的產品。因此,我們也要借鑒德國,從藝術著手。

再一個就是無人礦山和無人駕駛,我認為,無人車最應該落地的是無人礦山,不是明天落地,而是昨天就該落地。我覺著,路上的無人駕駛在20年內都不一定實現(xiàn),但無人礦山必須要實現(xiàn)。現(xiàn)在有一批人在內蒙古做無人礦山,做得非常好。另外,還有平行鋼鐵,2009年讓大家寫這個文章,大家覺得這個東西太縹緲了,又沒有工廠可以用。2015年時,文章要發(fā)出來,被拒了。我跟寶鋼以及冶金研究院的研究員一起提出過這樣的方案,但當時大家都覺得太超前??墒乔皟商?,部隊的戰(zhàn)士告訴我說:你提出的平行就是最基本的常識,現(xiàn)在平行航母也不是一個秘密了。

我再來說說智能制造會不會讓大家失業(yè)。就業(yè)還是失業(yè),是智能產業(yè)的“杰文斯悖論”。百年前,為了減少污染,英國致力開發(fā)技術提高燒煤的效率。但燒煤的效率越高,污染反而越嚴重,倫敦都成了霧都,這就是杰文斯悖論。他發(fā)現(xiàn),因為燒煤的效率提高,以前不用煤的地方都用煤了,所以環(huán)境越來越差。所以,取代人工的人工智能不會替代人工,等它真正有效了,用人工的情況反而會更多,因為它會產生非常多的新職業(yè),這就是智能產業(yè)的廣義杰文斯悖論。

要想實現(xiàn)中國制造到中國智造,我們要擁有自己的創(chuàng)意和話語體系,一定要有自己的話,自己的語,這樣才有真正的話語權。本質就是:“創(chuàng)自己的直道,在自己的道開自己的車,何必超車!”一中國應該有實力、有條件樹立這種理念,希望這些能夠為今天的制造領域帶來啟示。

我曾經是研究力學的,但在1984年讀了《科學革命的結構》,就去做機器人、人工智能,一直到了今天。1994年,我讀了《開放社會及其敵人》,又改變了我的理念,還讓我知道了“三個世界”的理念。我常說,以后自己要寫一本叫做《開放社會及其朋友》。這個"及其朋友"就是"機器朋友",就是知識機器人,它們實現(xiàn)制造知識自動化,它們是智能制造的基礎,是從中國制造到中國智造的必須。

謝謝大家!



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