當前，新一輪科技革命和產業變革不斷演進，數字經濟和實體經濟深度融合發展，工業互聯網作為第四次工業革命的重要基石，已成為推動我國數字經濟發展的關鍵支撐。

面對制造業數字化轉型的機遇與挑戰，中國工程院院士李培根在近日公開演講中分享了如何踐行“孿生、協同、自主、超越”。

智能化設備發展關鍵在于數字孿生

李培根介紹：“新一代制造的最大特點是數字孿生。”

“數據好比物理生命體的‘血液’，數據及智能賦予物理實體以‘生命’，而數字孿生則是智能化設備的‘靈魂’。”例如，在風力發電機上面搭載傳感器采集數據時，除了機器本身的數據之外還有風場的數據，如風力、風向等，基于這些數據，借助數字孿生模型進行仿真來調整風力發電機葉片的角度，可提高風力發電機的發電效率。

人機協同是未來發展趨勢

“協同”指的是人機協同。“協同表現在很多方面，比如在開發產品時，開發人員和軟件系統之間是協同關系。”李培根表示，利用人和智能系統的協同、迭代，可以產生更好的效果。

“人和機器人的共融是機器人未來發展的重要趨勢。在同一物理空間內，充分利用人和機器人的差異性與互補性，通過人機個體間的融合、人機群體間的融合、人機融合后的共同演進，實現人機共融共生、人機緊密協調。而讓機器人自主完成感知與計算，則可以在人機共融后，讓機器人與人類在感知方式、思維方式和決策方式等方面緊密耦合。”李培根說。

自主移動技術應用廣闊

“自主”指的是自主移動技術。自主移動技術的發展加速了機器人技術的演進。機器人應該適應人口稠密空間、自動化操作條件等不同環境。自主移動技術基于地圖定位技術，運用該項技術的自主移動機器人（AMR），可通過掃描作業環境自主更新地圖，無須輔助固定信標，可以達到“即到即用”的效果。

李培根說：“自主移動機器人融合了激光雷達、深度攝像頭、超聲波雷達等多項感知技術，可全面感知環境信息。自主移動機器人還擁有智能的決策能力，可以在生產環境中靈活、自主地躲避障礙，很好地實現人機協同，非常適合部署在復雜、動態的生產場景中。當機器人‘走出’受控倉儲和制造環境后，各行各業將迎來發展機遇。自主移動技術未來在制造環境中應用將會越來越多。”

人工智能技術超越傳統生產模式

“超越”指的是超越傳統生產模式。人工智能技術也許已經超越了傳統的科學認知和傳統文化，但還要打破傳統生產模式空間限制。

李培根舉例：“一個人類操作員只能操作一臺機床，而虛擬操作系統，則可以同時操作多臺機床，甚至可以實現遠程操作，這就是超越傳統生產模式空間限制的典型案例。起初，人類發展自動化制造的目的是希望它能替代人的體力，而隨著技術演進，人類已經不滿足于自動化制造僅替代人的體力，更希望它能替代人的腦力。傳統自動化制造主要是解決確定性、有固定模式的問題。而現在則不同，通過數字技術、人工智能技術可以解決非固定模式、非結構化、不確定性的問題。”

（本文摘編自《中國工業報》）