清华大学副校长尤政：智能制造通过人对机器操纵改变人力不足问题

　　3月28日，“第六届中国制造强国论坛”在保定举办。会议在全球产业链、供应链、价值链加速调整，智能制造已成为现代制造业核心竟争力的背景下，以“稳制造、强实体、开新局”为主题，进行一场思想火花碰撞。

　　此次会议由中国制造强国论坛组委会、保定市人民政府、北京市发改委、北京市经信局、天津市发改委、天津市工信局、河北省发改委、河北省工信厅”联合主办。由保定国家高新区管委会、保定市发改委、保定市工信局、中国信通院保定科技创新研究院、中机生产力促进中心等协办。中国工程院院士、清华大学党委常委、副校长、国家制造强国建设战略咨询委员会委员尤政参会并做题为《制造强国及核心基础智能微系统》的演讲。

中国工程院院士、清华大学党委常委、副校长、国家制造强国建设战略咨询委员会委员尤政

　　尤政表示，智能制造分为三个阶段：

　　第一，数字化的制造。

　　第二，网络化的制造。

　　第三，智能化制造。

　　他认为，智能制造和我们传统的制造相比，传统的制造实际上是通过人对机器直接操纵，来改变人的力量不足问题。数字化制造，是人和物之间增加了一个信息系统，通过信息系统来智慧我们机器的运转。

　　他指出，智能制造，是一个在信息系统里增加了一个认知学习的过程，具有决策的功能。这里面更重要的应该是我们怎么感知世界，怎么通过我们的知识、数据来形成我们的认识，来决策，到最后执行的过程。

　　尤政提到，实际上智能制造在目前的发展还是非常迅速的，主要表现在：

　　第一，产品的智能化，像传统的汽车进入到无人汽车阶段，同时也有一大堆智能化的产品，从消费电子到工业、到健康产业等。

　　第二，所有工业产品都在往智能化产品方向在努力，我们制造的智能化也体现在两个方面：一是更先进的是流程制造业，如化工、制药等。同时，我们离散制造业也发展非常迅猛。二是服务型的制造业和服务的智能化也在不断地体现，根据波音公司的介绍，美国的波音公司所有发动机的叶片都是智能的，就是发动机工作的状况是可以实时传到波音总部进行监控，提供安全服务的。

　　全文实录如下：

　　《制造强国及核心基础智能微系统》

　　尤政（中国工程院院士、清华大学党委常委、副校长、国家制造强国建设战略咨询委员会委员）：尊敬的各位领导、各位专家、企业家，非常感谢组委会的邀请，今天也是给了我一个很好的学习机会，前面我们很多的经济学家，我们著名的管理专家、以及企业家都做了非常精彩的报告。

　　今天，我主要讲两个问题。

　　第一，谈一下我对制造强国的一点认识。

　　第二，从技术角度，讲一下制造强国的核心技术基础。

　　首先，跟大家理解一样，我们的制造业是立国之本，兴国之器、强国之基。总书记在多次场合都讲了工业化很重要，我们这么大一个大国要强大，要靠实体经济，而不是靠泡沫化，要推动中国制造向中国创造转变，中国速度向中国质量转变，中国产品向中国品牌的转变。

　　同时，总书记也为我们制造强国指明了方向，就是要把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机，以信息化、智能化为杠杆，培育新动能，优先培育，大量发展一些战略新兴产业群。

　　同时，总书记也指出了我们制造强国中存在的一些问题，他讲到我国的基础科学研究短板依然突出，企业对基础研究重视不够，重大原创性成果少，底层基础技术，基础工业能力不足，工业模机、高端芯片、基础软件、开发平台、基本算法、以及基础元器件，基础材料等瓶颈仍然突出，关键核心技术受制于人的局面还没有根本转变。

　　这有很多支撑的证据，就不详细说了，包括我们是一个大国，从2010年以来，我们的制造业总值在世界已经排在第一位了。虽说我们是一个大国，也存在很多的问题，包括我们的自主创新能力的不强，产品的质量不高，和缺少世界知名品牌。同时，产业结构也不太合理，信息化水平也不高，生产经营的效力也不高等六大问题。

　　除了我们制造业本身问题以外，还面临着新的问题，比如高端制造业，像美国的回归。同时，低端制造业向更发展中国家的去流失，同时我们正在面临的中美贸易，世界对我们的封锁，还受到环境的限制，以及我们信息技术发展速度非常之快。

　　同时，我们想中国制造业发展也有一些新的机遇。第一个机遇，制造业和信息技术融合的速度在加快，美国肯定没想到，我们的3G还是跟踪的时候，我们5G就已经开始领先了。

　　再者，我们国家有巨大的市场驱动，所以市场牵引是根本动力。并且我们经济体制改革也给我们创造了很好的机遇，刚才吴艳华副局长也讲了，我们国防工业都在改革，其实我们所有的行业都在改革，我们在清华，以前的技术很难转移，在5年前我们还没有一个技术能够转移入股。

　　但到目前为止，我们每年有近10个亿的技术转移收入，我想这也是我们产业技术发展的源泉动力。

　　同时，新兴市场也给我们带来了很多机遇，我想这都是我们新时代面临着的问题，我们遇到的实际困难，以及我们内生的动力。在这个条件下，我们国家在2015年就开始实施了制造强国的战略，这是一个制造强国的战略部署。

　　我感受最深的是工业强基与智能制造，工业强基强调的是基础，大家都知道，基础补牢，地动山摇，我们从以前的基础材料，基础工艺和基础元器件，到我们制造强国的时候，增加了基础技术，所谓的测量与标准，到目前我们变成了5G，增加了一个基础软件，作为我们国家强基工程的基础。

　　智能制造我想是我们技术发展的一个重要方向，也是未来制造业的总趋势。其实智能制造跟刚才张瑞敏老总讲的一样，实际上它是从产品的试剂、制造，到服务过程，全生命周期的智能化水平。

　　智能制造分为三个阶段。

　　第一，数字化的制造。

　　第二，网络化的制造。

　　第三，智能化制造。

　　智能制造和我们传统的制造相比，传统的制造实际上是通过人对机器直接操纵，来改变人的力量不足问题。

　　数字化制造，是人和物之间增加了一个信息系统，通过信息系统来智慧我们机器的运转。

　　智能制造，是一个在信息系统里增加了一个认知学习的过程，具有决策的功能。这里面更重要的应该是我们怎么感知世界，怎么通过我们的知识、数据来形成我们的认识，来决策，到最后执行的过程。

　　实际上智能制造在目前的发展还是非常迅速的，主要表现在：

　　第一，产品的智能化，像传统的汽车进入到无人汽车阶段，同时也有一大堆智能化的产品，从消费电子到工业、到健康产业等。

　　第二，所有工业产品都在往智能化产品方向在努力，我们制造的智能化也体现在两个方面。

　　一，更先进的是流程制造业，如化工、制药等。同时，我们离散制造业也发展非常迅猛。

　　二，服务型的制造业和服务的智能化也在不断地体现，根据波音公司的介绍，美国的波音公司所有发动机的叶片都是智能的，就是发动机工作的状况是可以实时传到波音总部进行监控，提供安全服务的。

　　这些都是我们未来制造业发展的一个重要方向，而今天我着重从技术角度介绍一下核心的技术基础，即智能系统的发展。

　　信息技术，特别是集成电路已经成为了社会主要支撑技术，离开了集成电路就离开了现代化，同时集成电路的发展也非常迅速，从1971年，一块集成电路只有2000多个晶体管，到2017年，一个芯片上已经有43亿个晶体管，发展的非常迅速。

　　而且有一个著名的“摩尔定律”，实际上是一个企业家提出来的，他讲每到18个月，单位面积上晶体管的数会翻一倍，在集成电路发展几十年中，尺寸缩小了1000倍，性能提高了1万倍，性价比提高了千万倍的水平。

　　到目前为止，最先进的工艺，我们的集成电路到了5-7纳米，而且正在研究2-3个纳米的工艺。一个纳米大概可以容纳10个左右的元子，再小下去，以后怎么办，这就是未来集成电路所研究的一个方向。

　　在目前，全世界都有一个超越摩尔定律的想法，即沿着传统的垂直这条路可能花几千亿取得的效果非常低，这已经进入到一个曲线的顶点了。

　　在另外一个水平轴上，就是说我们不是追求的线宽，而是追求的系统功能的最好，即所谓的微系统技术，把传感器、执行器、通讯和人员集成到一起去。

　　打个比方，如果现在的摩尔定律是百米冠军，那我们的微系统可能是全能冠军，从社会的需求来看，并不是什么时候都需要短跑冠军，但社会的解决方案一定需要一个全能冠军来解决，这就是目前在信息领域，特别是集成电路领域里重要的发展方向。

　　按照市场需求，按照产品需求，构造一个满足需求的微系统来解决我们的问题。当然，这里也有典型的技术代表，2018年，美国伯克利大学发明了所谓的杀人蜂，只用了几十克的重量做了一个小的蜂，蜂可以规避人的捕获，同时通过人脸识别把蜂停在你的脑门上，最后通过3克炸药来击毙人。

　　体现的一个是微型化技术水平，一个是智能化水平，这是微系统的一个典型代表。

　　案例二，智能灰尘。在1995年的时候就提出来了，能不能把系统做成像灰尘一样，撒出去以后可以飞、可以侦查，可以动作。

　　在2018年伊拉克战争的时候，美国就动用了智能灰尘，非常小，只有毫克重，1.5立方毫米，就是一颗小米大的体积，但它具有获取能量，通讯、传感、以及目标指示的功能。

　　主要用来做激光自导武器的目标指示，把它撒出去以后，通过无人机激活，它就可以给我们的自导导弹进行目标指示。

　　在我们现实生活中也有案例，比如复杂的几公斤的投影仪，通过我们所谓微系统的工艺，可以做到几克重、几十克重，有很高的精度。

　　同时，我们的时钟也可以做到芯片里，可以达到10的负13次方的度，这些都是为我们技术指明了一个很好的方向。

　　它的应用主要在5个大方面。

　　第一，互联网产业。

　　起了个大早，赶了个晚集，我们更多在应用层面和网络层面做事，但实际上在传感的层面做的工作很少。实际上物联网应该依赖于我们传感技术，做到传感微系统，具有边端智能功能的微系统为主。

　　第二，交通行业。

　　普通汽车和智能汽车对传感器的智能工艺系统需求也非常巨大，同时我们未来的智能交通，交通的智能化，以及汽车的智能化中间是一个平衡，但无论如何我们传感器和微信是绝对第一位的。

　　另外，在飞机上，一个飞机大概有3000多个传感器，飞机制造过程中，有25万个传感器在工作，我想这也是个巨大的需求，航天就不用说了。

　　家庭医疗，虫台式的、便携式的，到植入式的医疗里，实际上我们智能的微系统也会改变人的生活质量，使我们更健康、更富有高质量的生活。

　　同时，也在做芯片的器官，芯片肾、芯片肺，已经在美国的市民中间，在战场急救中间发挥了很好的作用。

　　消费电子，我们的手机之所以智能化，和我们的微系统是密切相关的。我们机器人也需要100多个智能传感器来进行支撑，使它更智能化。

　　2018年，美国有个估计，大概微系统市场是万亿美金的市场，据2020年的估计，已经远远超过数目总值了。国内研究我们也做了很多工作，在全国也成立了系统创新的中心，对微纳的制造、器件和系统，以及未来的应用做了一些策划。

　　同时，我们也成立了以技术、市场和用户（产学研用）为核心的网络，我们也希望更多支撑我们国家微系统技术的发展，在产教融合，合理布局，以及示范应用上能够走出中国芯片发展，中国未来信息技术发展的一条新的道路。

　　谢谢大家！

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责任编辑：张玫