基於對智能製造領域長期的跟蹤研究
，以及對智能的進一步理解，提出人造係統存在四個智能範式
，分別是“人智”轉“機智”
、“機智”群自治、“機智”哺“人智”和雙智共融惠人，並對這四種範式進行了詳細的闡述。

　　1、序 言

　　在zai智zhi能neng製zhi造zao中zhong，智zhi能neng一yi直zhi是shi一yi個ge眾zhong說shuo紛fen紜yun的de問wen題ti
，它ta在zai清qing晰xi可ke見jian與yu若ruo隱yin若ruo現xian之zhi間jian遊you離li，在zai道dao理li簡jian明ming與yu論lun述shu繁fan複fu中zhong徘pai徊huai。由you於yu對dui智zhi能neng的de解jie讀du一yi直zhi處chu於yu這zhe種zhong狀zhuang態tai

，所suo以yi智zhi能neng製zhi造zao的de發fa展zhan勢shi頭tou現xian在zai已yi經jing明ming顯xian被bei工gong業ye互hu聯lian網wang超chao越yue。

　　在2016年出版的《三體智能革命》中，筆者等人就已經對智能做了闡述和解讀。按照書中對智能的定義和此後對智能的進一步理解
，筆者認為人造係統存在四個智能範式：第一範式是“人智”轉“機智”，第二範式是“機智”群自治，第三範式是“機智”哺“人智”
，第四範式是雙智共融惠人。這四個範式在智能製造、工業互聯網
、企業數字化轉型領域都是普遍適用的。

　　2、第一範式：“人智”轉“機智”

　　2.1 人類智慧主導著智能源頭

　　走向智能研究院九位創始研究員從2015年開始撰寫“走向智能叢書”第一本《三體智能革命》
，對形形色色、大大小小的各種人造係統的智能現象進行了橫向比較和打通研究，認為：以人為代表的生物體有智能；電腦裏的“數字虛體”有智能；物理實體有智能。三種“體”交彙融合
，發展出豐富多彩、無以計數的人造智能係統。

　　人造智能是人造係統所具有的一種模仿、拓展和超越人類智能的能力。目前在市場上能夠看到的各種各樣的智能
，如工業智能
、人工智能、認知計算和人造大腦等，都是人造智能的子集。人造智能的形成，是由“意識人體”在長期與自然界的物理實體交互過程中，不斷探尋、發現
、創新、應用和主導的。其總體智能水平目前大約相當於5～10歲的孩子。

　　在《三體智能革命》中
，以人為代表的生物體被命名為“意識人體”，這是一個具有開創意義的命名。意識人體
，首先具有自我意識，其次具有直覺和第六感
，另外人類還具有創造力、知zhi行xing合he一yi能neng力li。筆bi者zhe認ren為wei
，這zhe四si種zhong能neng力li是shi人ren類lei智zhi慧hui與yu人ren造zao智zhi能neng的de極ji其qi重zhong要yao的de區qu別bie。人ren類lei智zhi慧hui是shi高gao維wei度du能neng力li

，目mu前qian看kan來lai隻zhi為wei人ren類lei所suo獨du具ju，其qi他ta的de生sheng物wu係xi統tong、人造係統、複合係統等，都無法達到這種能力。諸如計算能力、學習能力
、感gan知zhi能neng力li和he資zi源yuan協xie調tiao能neng力li等deng，則ze是shi人ren類lei和he人ren造zao智zhi能neng係xi統tong所suo共gong有you的de能neng力li。換huan句ju話hua說shuo，是shi人ren可ke以yi通tong過guo各ge種zhong技ji術shu手shou段duan而er賦fu予yu人ren造zao係xi統tong的de智zhi能neng能neng力li[1]。

　　從高維人類智慧係統向低維人造智能係統輸送、傳遞、構建智能機理、智能體係和知識內容
，是第三次工業革命之前就已經在做的事情。自從有了電腦

，伴隨著計算能力（芯片算力）的增強，人類一直在試圖把自己用人腦思考問題、解決問題的模式和過程，複製到電腦（如CAX、MES）或機載電腦（如PLC、DCS、SCADA）中的軟件和算法中去。筆者在參撰的《機·智：從數字化車間走向智能製造》《鑄魂：軟件定義製造》這兩本書中都做了預測和闡述。

　　在《機·智》中預測：“出現大規模的'勞動力轉型'，即人體、人腦離開係統回路，基於'人智'的數字化勞動力（智能機器）大規模登場
，真正實現機器換人，以泛在聯接
、自主自治的智能機器來拉動經濟的徹底轉型。”[2]

　　在《鑄魂》中寫到：“通俗地說，所謂智能製造就是一個'人智變機智'的過程——即把人的智能（簡稱'人智'）以顯性知識的形式提煉出來，進行模型化、算法化處理，再把各種模型化（機理模型、數據分析模型等）的知識嵌入軟件
，軟件嵌入芯片，芯片嵌入某個數字裝置/模塊，再把該數字裝置/模塊嵌入到物理設備中，由此而賦予機器一定的自主能力，讓機器具有一定程度的'智能'（簡稱'機智'），我們將這個過程稱為'賦能'。”[3]

　　人造係統的智能由人賦予和掌控，源頭是人智，形式是知識
，載體是軟件和芯片，作用是讓人造係統按照人的意願實現更高水平的智能（控製）行為。

　　2.2 無價“人智”超越時空永存

　　數字孿生是一個含義廣泛的概念。不僅把物理實體的形
、態
、演變規律和內涵映射到數字空間，同樣的操作也可以用於意識人體，即將人腦中的“碳基知識”，映射/轉變為數字空間的“矽基知識”
，把人的思考過程映射/轉變為數字過程，把世間萬物之間的概念互聯關係映射為數字互聯關係
，把“人智”映射/轉變為“機智”。

　　在上述至關重要的數字映射過程中，產生了兩個意義深遠的產品——包含“人智”的工業軟件
，因為嵌入了包含“人智”的工業軟件而具備了“機智”的智能機器。人類的智慧
、智力思考方式
、智能原理、訣竅和最佳數據等
，以模型
、算法和推理機製等知識形式
，映射/轉換到工業軟件和包含工業軟件的機器中
，完成了人類曆史上最偉大的事業——在數字空間永久保存人類各種智力成果，讓人類智慧超越生命周期、超越時代而獲得永生。

　　對於這一點，工信部原副部長楊學山教授在為《機·智》所作序中寫到：“生sheng物wu智zhi能neng基ji於yu遺yi傳chuan基ji因yin而er延yan續xu，人ren類lei智zhi能neng的de各ge種zhong產chan物wu和he成cheng果guo基ji於yu各ge種zhong工gong具ju和he記ji錄lu的de信xin息xi而er傳chuan承cheng。智zhi能neng時shi代dai的de傳chuan承cheng和he延yan續xu
，與yu生sheng物wu智zhi能neng和he人ren類lei智zhi能neng的de結jie晶jing相xiang比bi有you何he特te征zheng？如ru果guo超chao越yue產chan品pin的de生sheng命ming周zhou期qi，這zhe個ge特te征zheng就jiu是shi數shu字zi孿luan生sheng，數shu字zi孿luan生sheng是shi智zhi能neng時shi代dai智zhi能neng的de遺yi傳chuan基ji因yin。顯xian然ran，數shu字zi孿luan生sheng是shi可ke以yi跨kua越yue產chan品pin的de生sheng命ming周zhou期qi的de。”

　　筆者認為，在數字孿生技術的高級階段：更高水平的數字技術徹底穿透數、物兩界


，生成豐富的、無處不在的虛擬數字製造資源（產品、人、機、料
、法、環、測），並隨時把它們疊加到現實的工業場景中
，數字虛體機器與物理實體機器相互配合運轉，數字虛體人配合人類同時觀察和監控虛
、實兩種機器，數字虛體物料與實體物料同時與虛、shiliangzhongjiqijiaohuzuoyongdeng
，keyifazhanhexiangxiangdekongjianwubijuda。shujuwuchubuzai，zhishiwuchubuzai，renzhiwuchubuzai

，jizhiwuchubuzai，xushijiaohuronghewuchubuzai。qishizhexieneihanyijingwanquanbaohanledangqianshehuireyide“元宇宙”概念。

　　3

、第二範式：“機智”群自治

　　3.1 智能機器群體越來越龐大

　　智能機器是工業互聯網中的一個極其重要的組成部分。在英文中，諸如Smart Machine
、Intelligent Machine、Brilliant Machine這幾個詞組都有“智能機器”的意思；智能機器包括但是並不限於傳統的物理實體機器的智能化，也包括諸如軟件機器人這樣的軟件係統；數字勞力“Digital Labor”經過轉譯之後，也帶有一定的“智能機器”的含義；在GE公司給出的工業互聯網定義中，將軟件定義的機器視為智能機器。

　　在《三體智能革命》書中給出了智能係統的五個基本特征：“狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行、學習提升”，這是對智能係統進行普適性判斷的“20字箴言”。符合前四個特征是恒定智能係統，符合第五個特征則是具有學習能力的開放式智能係統。

　　伴隨著數字化ICT技術與工業實體的不斷融合，符合上述五個基本特征的機器設備越來越多。智能機器的另外一個顯著特征是彼此聯網，在“工業4.0”定義中，機器要像社交網絡終端一樣，彼此之間會相互傳輸數據、溝通信息、分享知識、報告現狀。

　　海量智能節點的聯接，如同大腦神經元的聯接一樣


，讓工業互聯網展現出更多的智能屬性，如人離開係統回路、機器自主運行
、機器引導機器（M2M或MxM）及超大範圍與尺度的“陸
、海、空
、天、賽”五域終端智能協同等。

　　3.2 多種“M2M”技術共存

　　以“機器引導機器”為例，闡述如下。“人在回路”的“有人機器引導無人機”。例如，美國一家創業公司Peloton做了一個L4級的“自動列隊跟馳”係統，可以有效地讓一個人同時駕駛兩輛卡車
，前車是有人駕駛卡車
，後麵跟隨無人駕駛卡車，形成了“有人車引導無人車”的智能模式，顯著降低油耗[4]。“人離開回路”的“智能機器引導智能機器”。當無人機技術發展到高度智能狀態時，由“數字智能駕駛員”來替代人駕駛飛機

，目前已有的“有人機+無人機”編組方案

，將進化成為“智能無人機+半智能無人機”編(bian)組(zu)方(fang)案(an)，智(zhi)能(neng)無(wu)人(ren)機(ji)替(ti)代(dai)原(yuan)來(lai)的(de)有(you)人(ren)駕(jia)駛(shi)飛(fei)機(ji)成(cheng)為(wei)空(kong)戰(zhan)主(zhu)導(dao)。當(dang)所(suo)有(you)無(wu)人(ren)機(ji)都(dou)在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)進(jin)化(hua)到(dao)智(zhi)能(neng)無(wu)人(ren)機(ji)時(shi)，智(zhi)能(neng)無(wu)人(ren)機(ji)群(qun)的(de)整(zheng)體(ti)作(zuo)戰(zhan)能(neng)力(li)將(jiang)會(hui)有(you)飛(fei)躍(yue)式(shi)提(ti)升(sheng)，因(yin)為(wei)這(zhe)種(zhong)智(zhi)能(neng)無(wu)人(ren)機(ji)群(qun)不(bu)存(cun)在(zai)中(zhong)心(xin)控(kong)製(zhi)，完(wan)全(quan)是(shi)對(dui)等(deng)的(de)分(fen)布(bu)式(shi)控(kong)製(zhi)，可(ke)以(yi)利(li)用(yong)“湧現”的場景，隨時自主指定任何一架智能無人機來擔任整個無人機群指揮者，形成強大的群體智能。

　　4、第三範式：“機智”哺“人智”

　　4.1 智能軟件輔助人思考決策

　　工(gong)業(ye)軟(ruan)件(jian)是(shi)一(yi)種(zhong)工(gong)業(ye)化(hua)的(de)頂(ding)級(ji)產(chan)物(wu)


，如(ru)容(rong)器(qi)一(yi)般(ban)盛(sheng)裝(zhuang)了(le)包(bao)括(kuo)但(dan)是(shi)並(bing)不(bu)限(xian)於(yu)工(gong)業(ye)知(zhi)識(shi)的(de)一(yi)個(ge)集(ji)大(da)成(cheng)的(de)知(zhi)識(shi)體(ti)係(xi)。這(zhe)些(xie)裝(zhuang)進(jin)容(rong)器(qi)的(de)各(ge)種(zhong)知(zhi)識(shi)，不(bu)僅(jin)盡(jin)量(liang)趨(qu)於(yu)體(ti)係(xi)化(hua)和(he)完(wan)整(zheng)化(hua)，而(er)且(qie)還(hai)會(hui)在(zai)工(gong)業(ye)軟(ruan)件(jian)這(zhe)個(ge)知(zhi)識(shi)大(da)熔(rong)爐(lu)、工具魔法器裏
，在人機交互使用軟件的過程中，不斷發生知識的交叉與融合
、解構與重構，既發生物理反應
，也發生化學反應
，在原有存量知識的基礎上，生成增量知識
，持續豐富
、補充著容器的知識體係。

　　筆者把人機交互使用軟件的過程，稱作“集智應用”。集ji智zhi的de意yi思si是shi

，在zai工gong業ye軟ruan件jian這zhe個ge超chao級ji容rong器qi中zhong，集ji中zhong了le海hai量liang的de前qian人ren智zhi慧hui。當dang用yong戶hu進jin入ru軟ruan件jian使shi用yong界jie麵mian時shi，用yong戶hu始shi終zhong不bu是shi獨du自zi一yi人ren在zai使shi用yong軟ruan件jian，而er是shi如ru同tong有you千qian千qian萬wan萬wan個ge數shu理li化hua先xian賢xian
、領域專家
、行業翹楚和專業能人站在他的身後，在每一次點擊菜單、每一次模型計算
、每一次控製指令傳輸中
，都在出手扶助、指點迷津、啟智開慧。

　　人類智能最好的容身場所是軟件，而軟件的最佳作用是像“軟件機器人”一樣

，以“機智”反哺“人智”。

　　4.2 智能裝置助人成專業高手

　　toulanbaifabaizhongshisuoyoudalanqiurendexinyuan。danshishuiyebunengzhenzhengzuodaobaifabaizhong。jishishijingguokekuxunliandemeiguozhiyelanqiuyundongyuan
，zaibisaizhongzuihaochengjiyezhinengdadao67%投中率。

　　美國3D打印技術開發商和製造商福姆實驗室首席工程師謝恩·威頓的想法是，研製一個智能籃板
，隻要投籃者能把球砸到籃板上
，就能做到“百發百中”。智能籃板的機電結構如圖1所示。

圖1　智能籃板的機電結構

　　他設計的智能籃板是多軸動態運動的，即籃板固定在萬向節上，可以前後伸縮、上下和左右擺動。而且
，這個籃板必須具有自主觀察能力和思考能力
，它知道籃球的出手角度、飛fei行xing軌gui跡ji以yi及ji即ji將jiang碰peng到dao籃lan板ban的de時shi間jian，然ran後hou快kuai速su分fen析xi計ji算suan出chu籃lan板ban該gai以yi什shen麼me樣yang的de策ce略lve來lai反fan彈dan這zhe個ge球qiu，並bing給gei籃lan板ban發fa出chu最zui佳jia動dong作zuo指zhi令ling，確que保bao籃lan球qiu入ru筐kuang[5]。

　　由於從籃球出手到碰籃板隻有約600ms，因此對於這款智能籃板來說，設計要點在於：計算時間盡量短，結果盡量準確，籃板盡可能輕，動作盡快完成。前麵提到的描述智能係統的“20字箴言”適用於該場景。

　　1）狀態感知：使用微軟為XBOX360製造的3D體感相機Kinect作zuo為wei高gao靈ling敏min度du傳chuan感gan器qi
，它ta可ke以yi精jing準zhun地di跟gen蹤zong目mu標biao，並bing提ti供gong帶dai有you視shi頻pin輸shu入ru的de軟ruan件jian，其qi中zhong包bao含han深shen度du信xin息xi，並bing且qie可ke以yi指zhi示shi目mu標biao和he相xiang機ji之zhi間jian的de三san維wei坐zuo標biao。

　　2）實時分析：寫了控製籃板動作的專用軟件程序，並利用Kinect傳感器提供的三維坐標數據作為計算籃球時空位置和狀態的依據。

　　3）自主決策：通過分析計算，在實時數據的支持下
，做出籃板動作決策。

　　4）精準執行：給籃板的控製器發出最佳動作指令，指示致動器精準動作，讓籃板瞬間旋轉到位，反彈籃球入筐。

　　5）學習提升：ruguodasuanchixugaijinzhinenglanban，jiaohaofangshishizailanbanbuduanfandanlanqiurukuangdeguochengzhong
，jileidashuju
，tongguoshujufenxi，zhaodaogenghaodegaijinfangxiang，buduanyouhuazhinenglanbanzhege“機智”係統，讓每一個出手投籃的人，都成為百發百中的投籃高手。基於此範式
，未來智能設備可以助力普通人成為專業高手。

　　5、第四範式：雙智共融惠人

　　人智和機智之間

，盡管早期存在著“人智”轉“機智”的(de)初(chu)始(shi)規(gui)律(lv)，但(dan)二(er)者(zhe)相(xiang)對(dui)來(lai)說(shuo)還(hai)是(shi)在(zai)各(ge)自(zi)獨(du)立(li)發(fa)展(zhan)
，交(jiao)集(ji)極(ji)少(shao)。但(dan)是(shi)自(zi)從(cong)新(xin)一(yi)代(dai)信(xin)息(xi)通(tong)信(xin)技(ji)術(shu)與(yu)工(gong)業(ye)實(shi)體(ti)交(jiao)彙(hui)融(rong)合(he)之(zhi)後(hou)，人(ren)智(zhi)和(he)機(ji)智(zhi)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)逐(zhu)漸(jian)交(jiao)彙(hui)和(he)融(rong)合(he)
，原(yuan)本(ben)清(qing)晰(xi)的(de)邊(bian)界(jie)開(kai)始(shi)變(bian)得(de)模(mo)糊(hu)。

　　《三體智能革命》書中前瞻性展望：“自zi然ran物wu理li實shi體ti，孕yun育yu意yi識shi人ren體ti
，打da造zao數shu字zi虛xu體ti。三san體ti交jiao彙hui，認ren知zhi互hu動dong
，協xie同tong發fa展zhan
，共gong軛e進jin化hua。三san體ti交jiao彙hui的de中zhong心xin就jiu是shi智zhi能neng。三san個ge界jie麵mian不bu斷duan模mo糊hu邊bian界jie並bing且qie擴kuo大da範fan圍wei，最zui終zhong界jie麵mian消xiao失shi，歸gui為wei一yi統tong。”

　　在歐盟要發布“工業5.0”文件中寫到，“工業5.0的以下特點得到了特別強調：將人類和技術技能的優勢結合起來，使工業和工業人互惠互利，不全、更令人滿意、更符合人體工程學

，在這種環境中，人類可以利用自己的創造力解決問題

，扮演新角色
，提高技能。”[6]

　　日本也提出了應對老齡社會的“社會5. 0”戰略，核心思想是讓人與界麵友好、shanjierenyidefuwujiqirengongshenggongrong，xifenxuqiu

，dingzhifuwu，gaishanshenghuopinzhi
，yuceqianzaixuqiu
，xiaochuyouyudiquhenianlingdengzaochengdefuwuchayi。jishuluxianshilianwangbingxietiaobutonglingyudedulixitong
，yiqunzhidefangshitigaozilvhuahezidonghuachengdu，zuodaorenzhiyujizhigongronggongcun。

　　無論是人智還是機智，無論是分立還是協同，其目的都是人智與機智共融，以人為本，利人賦能
，為人服務，造福社會。

　　6
、結束語

　　本文所闡述的四個智能範式
，既在現有的智能製造
、工業互聯網實踐中共存

，又按照範式順序逐漸進階：“人智”轉“機智”是最初的樣本，已經持續了幾十年；進入新世紀後，智能機器的群體越來越龐大和互聯
，越來越自主和自治
；機器智能達到一定程度後開始反哺人類
，利人賦能

；未來，人智和機智融為一體，形成高度智能、高度發達的數字工業，推動中國乃至全球知識經濟的發展
，繁榮人類的數字文明。