我国智能数字制造(IDM)原创持续发展56周年与智能数字时代IDT展望

应怀樵教授

写在前面 人类社会经过第一次蒸汽机的工业革命，进入了工业化时代；经过第二次工业革命进入了电气化时代；经过第三次工业革命进入信息化时代。第四次工业革命和智能数字制造IDM、人工智能AI革命正在到来，在IDM和AI的推动下，人类社会将渐进式地进入数字经济和云智慧的智能数字时代高级阶段。

本文着重阐述了智能数字制造（IDM）的创新发展与人工智能（AI）：软件制造一切（SME）定义一切、管理一切；工业互联网、工业4.0、CPS等科学名词之间的发展与关系，它们之间相似的内涵。指出了推动第四次工业革命和云智慧数字经济时代的初衷和思路，并昭告云智慧数字时代是未来社会的发展方向，建议尽快创建数字维和部队与数字联合国、设立国家创新节等，颇有新意和创见，给人以专业视野与智慧启迪。

智能数字制造IDM和人工智能AI革命正在推动第四次工业革命(简称四革)的到来，它们是未来科技发展的主要方向，是“四革”的主要引擎。由于种种原因，我国错过了第一次和第二次工业革命，目前正在补课并赶上世界先进水平，变成制造业强国。可喜的是我国正好赶上第三次工业革命的末期和“四革”的萌芽期。特别有幸的是在中、美、德、英等四国的“四革”创新潮流中，我国是发起者和引领者之一。

大事记见证智能数字制造“脉动”

在“四革”萌芽和形成期，国内外科技创新的重要大事记如下：

1956年，美国人在达特茅斯提出了人工智能AI的理念；1965年，本文作者之一、中国人应怀樵在北京提出用数字积分取代硬件仪器的模拟积分，和用DFT计算取代频谱分析仪的方法的概念，这是中国式智能数字制造的萌芽，后经过10多年的努力终于成功；1978年１月，应怀樵在昆明中国力学学会召开的土岩爆破学术会议上发表论文《地下结构爆炸震动加速度的测试和分析》，该文发表在土岩爆破文集中，文内提出和证明用软件制造仪器ＳＭＩ获得成功；1979年11月，应怀樵在杭州国防科委召开的全国防护工程学术会上发表论文《频谱分析在抗爆结构动力学分析中的应用》一文（机密级），提出用用软件计算取代硬件仪器的概念，这是软件制造仪器的（SMI）虚拟仪器。1979年11月，应怀樵编著的《振动测试和分析》一书由中国铁道出版社出版发行，书中参量变换一节中提出用数字积分和DFT频谱分析的用数字制造取代传统硬件仪器的内容。

20世纪80年代~90年代，应怀樵以旺盛的精力投入研究工作，编著的《波形和频谱分析与随机数据处理》一书（中国铁道出版社公开出版发行），刊登出波形积分和瞬态波形DFT频谱分析等智能数字制造内容与实例。其在第八届全国振动技术交流会发表《微机智能自动化动静态测试分析技术的研究》一文，论述了智能数字制造的关键意义与“PC卡泰”的前景。此文发表于《现代振动与噪声技术》一书（航空工业出版社出版）。在北京第十二届全国振动与噪声高级会议上，应怀樵发表论文《科技展望—“大振动”与“微机卡泰时代”》，讨论了智能数字制造问题。

创新不止步，奋斗无穷期。2007年，在北京召开的全国第二届虚拟仪器大会上，COINV东方所被会议纪要命名为中国虚拟仪器之父。会议同时命名美国NI公司为全球虚拟仪器创始人，引起与会人员的热烈反响，而应怀樵展现出的前瞻意识和科研精神，也在业界广受好评。

10年前，当很多人对云智慧还相当朦胧的时候，应怀樵就不断以研究成果向学术界和全社会作出“云智慧科普”。他2009年在桂林第三届全国虚拟仪器大会上提出“云智慧仪器和云智慧测试时代”的概念；2012年在北京第十五届国际科搏会上提出了云智慧时代正在走来，从软件制造仪器SMI到软件制造一切SME的创新概念。

不难看到，近10年来，一场关于云智慧、席卷全球的变革浪潮，正向人们涌来。其中，2012年，美国和英国的人工智能AI算法研究在卷积神经网络CNN和深度学习DL算法获得突破；2012年，美国通用公司GE提出工业互联网的概念；2013年，德国提出工业4.0的概念；2014年，美国工业互联网国际联盟IIC成立……

面对新的时代机遇，我国做出了一系列“大动作”。其中，2015年，国务院印发中国制造2025(国家行动纲领)，2017年7月8日，国务院印发《新一代人工智能发展规划》。在北京召开了2015年中国人工智能大会，发表了中国人工智能白皮书。此外，随着2016年中国工业互联网产业联盟在北京成立，2016年4月由中国人工智能学会发起，联合20多家一级学会，在北京召开2016全球人工智能大会，让人工智能进一步深入人心。

经过56年的持续创新，在2021年10月20日，应怀樵再献呕心沥血之作，完成了并发表了《我国智能数字制造(IDM)原创持续发展56周年与智能数字时代IDT展望》文章，为推动智能数字时代再添新动能。

云智慧数字社会彰显中国式创新概念

人类社会正在进入以数字化生产力为主要标志的新发展阶段，国内外出现了数字化、云计算、云智慧、人工智能AI、新基建、云智慧数字时代（CIDT）等新概念。笔者认为智能数字制造IDM概念发展，经历了软件制造仪器SMI、虚拟仪器VI、云智慧仪器CII、软件制造一切SME、智能数字制造IDM及云智慧数字时代（CIDT）的发展历程，是“中国式的科学概念”，其精简全面地包括了人工智能AI、软件制造一切SME、智能制造、数字制造、虚拟仪器VI、工业互联网等新名词和概念的内在含义

智能数字制造IDM是第四次工业革命的“核心发动机”，是与人工智能AI最为相似的中国式科学名词，而云智慧数字时代是人类社会未来发展的高级阶段，是未来人类社会发展的重要方向。可以看到，云智慧的智能数字制造正在改变我们的生产能力和生活方式，推动数字经济、数字社会、智能（智慧）数字时代的到来。未来智能机器人将取代人类的多种体力和脑力劳动，渐进式应用在工业、医疗、农业、教育、交通和商业、金融、军事科学、法律、政府管理等领域和岗位，把人类从大量繁冗重复的劳动中解放出来。

不难看到，数字式生产力将颠覆性地改变人类社会的传统生产力，从土地、人力、机器、能源、资金等向云智慧的创造力、数字算法、新概念、新方法、智能的软件过渡。当实体经济与数字经济深度融合时，智能数字制造的软件制造一切，定义一切，管理一切的时代正在到来。

由此可见，智能数字制造IDM是实现攀登高水平的科技，实现自立自强的重要引擎，推动跨入全球（云智慧）智能数字时代CIDT。在云智慧数字时代阶段，谁创造了、掌握了新的概念和方法、算法和软件，谁就能引领人类的进步，引领世界发展。

强化数字治理工作刻不容缓

当前，数字治理和监管工作紧迫，结合东方所自主创新成果和经验，我们建议建立“数字联合国”。众所周知，计算机病毒对人类的影响巨大，恶劣的“弹窗广告”应尽快禁止，它是破坏人类正常工作的信息的严重污染，是破坏人类生产力的毒瘤之一。大量的垃圾广告，游戏广告使广大青少年学子深受其害，笔者听到不少学生家长的呼吁：救救孩子们吧！急需研究开发拉黑弹窗广告和垃圾广告源头的技术，采取拉黑垃圾电话一样的有效措施，一定会深受互联网用户的欢迎。

随着计算机病毒的不断发展，黑客事件的不断发生，脸书和推特等网站封禁“特某某账号”事件的发生，说明了“数字王国”和网络需要法律和行为准则，需要建立不以盈利为目的国家级的杀毒软件开发机构与团队。亟待建立国家级和世界级别的数字监控和治理机构。

古往今来，创新都是一个民族进步的灵魂，一个国家兴旺发达的不竭动力，而这正是中华民族最深沉的民族禀赋。我们建议设立国家创新节，是让我国青少年从内心深处建立起创新心和好奇心，把创新作为心灵内在禀赋的捷径。设立创新节，提倡创新，形成社会声势和惯性，就是抓住了社会发展发动机的方向盘。因此，我们建议把中国传统二十四节气之一的惊蛰节（3月5日和6日）设立为国家创新节（国际上还没有创新节），推动我国在自主创新的道路上行稳致远，朝着建设科技强国阔步迈进。

在未来世界百年未有之大变局中，有两大法宝，一个是数字化的“智能数字制造IDM”，另一个是创新，抓住这两个发动机，中国人民必然能够早日实现民族伟大复兴的中国梦，我国必将在世界发展前沿赢得更多的主导地位和话语权。

（本文由北京东方振动和噪声技术研究所名誉所长应怀樵教授科研团队成员应怀樵、沈松、李旭杰、应明、刘进明、葛宝珊、杜峰、刘锋、张占一、欧森火共同完成）