【CAC专题】2天12位院士8个特邀报告把脉智能制造

2017 年 10 月 25 日 德先生

2017年10月20-22日，由中国自动化学会（以下简称学会）主办，山东大学、山东省自动化学会承办，青岛智能产业技术研究院等单位协办的2017 年中国自动化大会暨国际智能制造创新大会（CAC）在泉城济南召开。来自海内外自动化、电气信息技术、先进制造、人工智能及相关领域的12位院士，200余位长江学者、国家杰青、千人计划学者等2000余名自动化领域专家学者们欢聚一堂，把脉智能制造，共同探讨自动化产业的未来发展。

本届大会主席、中国自动化学会理事长郑南宁院士，山东大学校长樊丽明教授出席开幕式并致辞。

郑南宁理事长首先代表中国自动化学会向全体投稿作者和与会嘉宾表示衷心感谢和热烈欢迎。他表示，中国自动化大会是国内自动化及信息与智能科学领域最高层次的大型综合性学术会议，旨在增进国内自动化领域内工作者之间的学术交流，为年轻学者提供一个全国性学术交流平台，加强不同学科专业之间的相互借鉴和交叉融合，为助力国民经济的发展提供良好契机。本届大会在山东大学等单位的积极筹备组织和全体同仁的共同努力下，无论在规模上还是投稿量上都取得了新的突破，成为中国自动化大会史上规模最大、参会人员和投稿量最多、影响最为深远的学术盛会。

山东大学校长樊丽明在致辞中表示，本届大会紧扣时代脉搏，必将为全球自动化领域的专家学者们提供一个展示创新成果、展望未来发展的高端学术对话平台，有效汇聚各方智慧和力量，为提高中国自动化领域的科技创新水平，为实现可持续发展的战略目标作出积极贡献。樊校长强调，山东大学历来重视和支持控制科学与工程学科的发展，此次大会的召开将为山东大学控制、信息、电气、机械等相关学科发展提供重要机遇，对促进山东大学学科深度交叉融合、助力地方经济发展起到积极的推动作用；希望各位专家学者围绕主题、深入研讨、凝聚共识，合力开启和拥抱智能自动化引领的科学技术新时代。

出席大会开幕式的还有：本届大会荣誉主席、中国自动化学会第九届理事长、浙江大学孙优贤院士；国家基金委信息学部主任、中国自动化学会副理事长、东北大学柴天佑院士；中科院数学与系统科学研究院、中国自动化学会第六届和第七届理事长陈翰馥院士；哈尔滨工业大学王子才院士；国网电力科学院研究院薛禹胜院士；国家基金委信息科学部常务副主任秦玉文研究员；中国自动化学会副理事长、中南大学桂卫华院士；中国自动化学会第九届副理事长、中国空间技术研究院北京控制工程研究所吴宏鑫院士；中国航天科技集团包为民院士、中国人民解放军海军航空大学何友院士；华东理工大学钱锋院士；北京航空航天大学房建成院士以及约200位长江学者、国家杰出青年基金获得者、千人计划学者等杰出学者和知名专家，以及近3000名来自世界各地的科技工作者。

中国自动化学会副理事长兼秘书长王飞跃研究员主持开幕式。国家自然科学基金委信息科学部常务副主任秦玉文研究员致辞祝贺本次大会的成功举办，强调了国家自然科学基金委信息学部对自动化学科发展的高度重视，从国家战略需求出发，科学合理地制定了助力自动化学科发展的战略规划。同时表示，在今后的发展中，还将一如既往地支持自动化学科的发展，使我国自动化学科发展进入更高水平。山东省自动化学会理事长贾磊教授表示，本次盛会必将对山东自动化学科发展及新旧动能转化升级起到极大推动作用，为提升山东省自动化教育科研水平和学术影响力提供重大机遇。本届大会组委会主席、山东大学控制科学与工程学院院长张承慧教授向与会嘉宾介绍了大会筹备情况。

中国自动化学会第三批会士名单如下（按照姓氏笔画排名）

为表彰在自动化、信息及智能科学领域做出卓越成就和为学会作出重大贡献的专家学者，开幕式上还举行了中国自动化学会会士荣誉称号授予仪式，包括18位院士在内的28位专家学者荣获中国自动化学会会士称号。郑南宁院士、孙优贤院士为获得会士荣誉称号的专家学者颁奖。

颁奖仪式结束后，中国工程院院士孙优贤、中国工程院院士郑南宁、德国弗劳恩霍夫生产设备与设计技术研究所总监霍格·科尔、中国科学院院士包为民做大会主旨报告。

孙优贤院士的报告题目为《四论工业信息物理融合系统》。报告中分析了我国和全球工业生产形势，并在此基础上指出了信息化与工业化两化深度融合是解决工业生产困境的主要途径，而它的理论和技术支撑就是信息物理融合系统(Cyber Physical Systems, CPS)，CPS的涌现使人工智能发生了重大变化。报告接着介绍了CPS在工业领域的创新应用，即工业信息物理融合系统iCPS，同时详细研究了iCPS的核心支撑人工智能的五个方面变化及其战略目标和关键技术。报告还分析了iCPS的优越性和总体架构，指出了其目前在工业应用中的主要挑战和存在困难，从而揭示出相关的核心科学问题，提出了主要研究内容和国家新一代人工智能发展规划中的相关支撑。报告最后展示了近期iCPS的研究成果。孙优贤院士作为中国人工智能2.0规划建议的发起人和编写人之一，整个报告融合了中国人工智能2.0的主要思想和内容。

中国工程院院士孙优贤

郑南宁院士的报告题目为《受脑认知和神经科学启发的人工智能》。报告中指出，人工智能追求的长期目标之一是使机器能像人一样感知世界和解决问题。对当前人工智能而言，解决某些对人类来说属于智力挑战的问题可能是相对简单的，但解决对人类来说习以为常的问题却非常困难。郑南宁院士指出，人的大脑神经网络结构的可塑性，以及人脑在非认知因素和认知功能之间的相互作用，它们是形式化方法难以、甚至不能描述的。人脑对于非认知因素的理解更多的来自于直觉，并受到经验和长期知识积累的影响，它所具有的自然生物智能形式，为建立新的人工智能的理论和方法提供了重要启示。围绕受脑认知和神经科学启发的人工智能的基本科学问题，郑院士的报告阐述了其基本原理、研究前沿和实现的基本途径，并结合自身领导的研究团队工作，讨论如何从情境认知的角度重新定义自主驾驶，构建一种受脑启发的、进化的、发展的自主驾驶学习系统，使自主驾驶汽车具有记忆、推理和经验更新的认知机制，能够应对高动态和强随机性的交通场景变化。

中国工程院院士郑南宁

来自德国弗劳恩霍夫生产设备与技术设计研究所总监霍格.科尔做了题为《Industry 4.0—Introduction, Staus and Outlook》的报告。他表示，工业4.0可以给全世界的工业企业带来全新的机遇，实现产品之间的沟通，提高他们的利用率，最终提升制造企业的竞争力。报告从数字化转型谈到生产中的分布式智能，围绕流程链中的自动化计划与控制、工厂云、IPK迈向工业4.0的开发以及中德合作等方面阐述工业4.0的现状与前景。

德国弗劳恩霍夫生产设备与技术设计研究所总监霍格.科尔

包为民院士围绕《未来航天器发展及控制面临的挑战》进行了分享。包为民院士谈道，信息化时代背景下，智能自主系统及应用成为国家未来发展的重要方向，是我国社会发展中的重大科学技术问题，国家正在启动人工智能重大计划，将迎来智能技术发展的春天。先进控制仪表是未来各类飞行器自主飞行的基础，智能仪表是未来惯性仪表的重要发展方向，推行航天控制与智能仪表技术的融合发展，可能会实现业态创新和颠覆性演进，智能自主控制技术将为未来航天活动、武器装备、重大仪器、智能交通、智慧城市等提供技术支撑，是控制学科发展的一个重要方向。

中国科学院院士包为民

此外，上午会议期间，活动组委会还进行了高教成果奖、ABB杯全国系统工程师论文大赛、CAA优秀博士学位论文奖、CAA科学技术奖的颁奖活动。

第二天的特邀报告人有：中国工程院院士柴天佑、中国科学院院士吴宏鑫、中国工程院院士桂卫华、中国工程院院士钱锋，各位院士就各自所在领域及研究，与大会嘉宾做了主题分享。

柴天佑院士的报告题目为《CPS驱动的控制系统》。柴院士以CPS驱动的控制系统研究为例，介绍了如何采用CPS思想，从实际的重大需求出发，提炼对控制科学具有挑战的科学问题；如何将控制（建模、控制与优化）、计算（嵌入式软件、云计算）、移动互联网等计算资源与重大耗能设备的物理资源紧密结合与协同，以提升控制系统的功能为目标，提出复杂工业过程设定值控制、设定值跟踪控制和自优化矫正一体化控制算法；如何采用嵌入式控制系统实现一体化控制算法；以重大耗能设备—电熔镁炉为例，介绍了所提出的一体化控制算法的半实物仿真和工业应用研究。

柴天佑院士为了使控制科学在智能制造中发挥不可替代的作用，将大数据和人工智能与控制、建模和优化相结合，解决已有的电动化科学与技术解决不了的难题，柴院士根据上述研究所采取的研究方法和所取得的学术成果的体会，对如何选择控制科学的前沿方向、如何开展研究提出了相应的建议。

中国工程院院士柴天佑

吴宏鑫院士的报告题目为《特征建模的方法理论及应用》。吴宏鑫院士在报告中介绍了在自动控制的发展历程中，建模与控制的两种途径和方法—“机理构造实验型”和“精确数学解析型”，并分析了两种途径各自的优缺点。由此，结合两种途径和方法提出了“特征建模”。“特征建模”吸收了两者的优点，是人工智能最高水平的表现，是人工智能和智能控制最基本问题。既可以用于无法写出动力学模型的对象，又可以对复杂动力学对象进行工程可用性改造以利于控制器设计。吴宏鑫院士在报告中介绍了“特征建模”的基本概念、基本形式、推导与证明以及“特征建模”在载人航天、电解铝等领域的技术应用。吴宏鑫院士同时提出，“特征建模”是一种新的建模思想和理论，因此在理论以及应用上还有待进一步研究。

中国科学院院士吴宏鑫

桂卫华院士作题为《复杂有色金属过程控制技术》报告，与大会嘉宾进行了探讨。桂院士指出，有色金属是国家战略物资，是国民经济发展的重要基础，其生产的高效化和绿色化已成为国家的重要需求。有色金属生产工艺种类多，过程复杂，由于原料波动大，节能降耗与环保要求高，给控制技术带来一系列挑战。为有效应对，围绕有色金属工业发展的需求，桂卫华院士的团队在近年来主要开展了四方面的工作：1、针对铝电解节能的瓶颈问题，研究了低电压铝电解槽控制技术，提出了低电压铝电解槽生产的优化工艺条件，以及铝电能槽生产临界稳定的协同控制技术；2、针对直接浸出湿炼法炼锌过程，建立了其过程竞争模型，提出了多反应过程的递度优化和基于ORP的单反应过程优化控制技术；3、研究并提出了有色冶金过程的多重金属粒子在线分析与检测技术；4、针对高路料面的形状在线检测的困难，探索并发明了一种高温工业内窥镜技术，直接获取料面形状图像信息，并取得初步效果。

中国工程院院士桂卫华

钱锋院士的报告题目是《流程工业制造过程智能化》。钱院士在报告中指出，流程工业是能源和基础原材料工业、是我国国民经济和社会发展的支柱产业。经过数十年的发展，我国流程工业的生产工艺和装备水平得到了大幅提升，其经济总量据世界第一位。但我国流程工业部分产品结构性过剩严重、高端制造不足、管理和营销等决策严重依赖知识型科技工作者、资源与能源利用率不高、安全环保形势依然严峻、企业运行水平参差不齐等问题依然十分突出。流程工业发展正处于新旧动能迭代更替的过程，如何运用人工智能和信息网络等现代技术，推动流程工业企业生产、管理和营销模式的变革，是实现“全球流程工业制造大国”向“全球流程工业智造强国”转变的核心。钱院士指出，为解决资源、能源与环保的约束问题，提高生产制造水平和效能，我国流程工业亟待践行“中国制造2025”发展战略，利用人工智能和现代信息技术，以制造过程高效化与绿色化为目标，从企业生产、管理以及营销全流程优化出发，推动流程工业智能制造，实现“新工业革命”时代下流程工业制造模式创新与企业变革。钱院士分析了我国流程工业转型升级的国家重大需求，探讨了以“智能制造+绿色制造到高端制造”为目标的智能优化制造的愿景，即实现资金流、物质流、能量流和信息流的“四流合一”，利用人工智能和现代信息网络技术实现工业企业的指挥决策与智能生产。深入剖析了当前流程工业企业经营决策层面、生产运行层面、能效安环层面和信息集成层面存在的主要问题，为重塑流程工业生产产业链、供应链、价值链，实现智能化、绿色化、高端化生产，围绕基于“先进制造+互联网+现代服务”的生产、管理和营销模式的变革凝练了相关科学问题，即（1）生产和经验全过程信息智能感知与系统集成；（2）大数据驱动的供应链—生产链—价值链的智慧决策；（3）人机物自然交互的生产过程全流程协同控制与优化；（4）全生命周期安全环境足迹监控与溯源分析及控制。围绕上述科学问题，钱院士进一步以需求驱动、应用导向为目标提出了未来智能优化制造的主要研究内容和关键技术，并给出了一些工业应用实例。

中国工程院院士钱锋

中国自动化大会暨国际智能制造创新大会是国内自动化领域最高水平的学术会议。伴随着经济全球化的深入发展和《中国制造2025》的推进，自动化技术的内涵已远非自动机器取代人类劳动，而是万物互联、高度智能新格局、新风貌的呈现。本次大会彰显了自动化技术与人工智能相结合的鲜明时代特征，为新一轮科技变革中肩负着重要使命的自动化人提供了舞台，充分展示我国自动化领域取得的辉煌成就。

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