推荐序二 工业自动化、信息化与工业人工智能

柴天佑，中国工程院院士、《自动化学报》主编

在过去的几十年中，自动化技术在人类生产、生活与管理进程中起到了不可替代的作用。自动化技术广泛应用于制造业，使以机械装备制造等为代表的离散工业制造过程和以石油、冶金、材料等重要原材料工业和电力等能源工业为代表的流程工业过程实现了自动化，显著提高了产品质量和生产效率。工业自动化与信息化技术应用于制造企业的经营管理与生产管理中，使企业的资源计划与制造过程管理的效率显著提高。工业自动化与信息化技术实现了制造活动中的操作工作自动化与知识工作信息化。

以5G为代表的移动互联网、边缘计算与云计算的发展，催生了工业互联网。大数据驱动的人工智能技术和工业互联网使工业实现了互联、互通、互操作，为工业自动化与信息化转型升级和工业智能化创造了条件。

迄今为止，对于“人工智能”还没有统一、明确的界定。有研究指出，人工智能不是单一技术，而是应用于特定任务的技术集合。虽然对人工智能的界定并不明确，而且随时间的推移也在不断变化，但人工智能的研究和应用多年来始终秉持一个核心目标——使人的智能行为实现自动化或可复制。

自动化与人工智能之间的共同点在于：它们都是通过机器延伸和增加人类的感知、认知、决策和执行能力，增强人类认识世界和改造世界的能力，完成人类无法完成的特定任务或比人类更有效地完成特定任务，这些都是通过算法和系统实现的。它们的不同点在于：研究对象和研究方法不同。自动化是针对基于机理分析建立数学模型的研究对象，基于输入输出表示的因果关系小数据而建立的建模、控制与优化决策的理论和技术。人工智能是针对机理不清、难以建立数学模型，但其输入输出是处于完备信息空间的大数据的研究对象，基于统计方法的机器学习而建立的建模、控制与优化决策的理论和技术。

目前，产品全生命周期的设计、生产和服务涉及的知识工作仍然是由企业管理者与工程师凭经验和知识完成的。工业人工智能研究与应用的核心目标是：针对产品与工艺设计、经营管理与决策、制造流程运行管理与控制等工业生产活动中目前只能依靠人的感知、认知、分析与决策能力和经验与知识来完成的、影响经济效益的知识工作，使之实现自动化与智能化，使工业系统具备自感知、自认知、自决策、自执行、自适应的能力，使产品设计、生产与服务全过程集成优化，从而提高企业竞争力。工业人工智能在短期内的核心经济成效是使以前无法实现自动化的任务实现自动化。

目前，制造与生产过程决策、管理与运行控制工作仍然属于由人凭经验和知识来完成的知识工作，这涉及当前工业自动化与信息化和人工智能技术难以应用的复杂工业系统。该系统具有机理不清，难以建立数学模型，输入与输出相关信息处于开放环境、不确定的变化中，信息难以获取及感知，决策目标多尺度、多冲突等综合复杂性。为应对这一问题，我们需要研究动态系统的人工智能技术并将其与工业自动化与信息化技术深度融合与协同，结合工业场景和工业互联网研发工业人工智能技术。

工业智能化是全球工业发展的大趋势。在推进工业人工智能的进程中，具有国际视野、学习和了解国外的先进理论和实践经验是非常必要的。乌尔里希·森德勒先生的这本新书，从德国乃至欧洲工业技术发展的视角，为我国制造业研究和推广工业人工智能技术开阔了思路，书中所列的领先企业的实践方法，也为国内企业提供了非常有价值的借鉴。

我相信，随着国家“两个强国”战略和工业需求的推动，我国的工业人工智能技术一定会得到良好的发展，并在以制造业数字化、网络化、智能化为特征的新工业革命中发挥重要作用。