当前，新一轮科技革命和产业变革不断演进，数字经济和实体经济深度融合发展，工业互联网作为第四次工业革命的重要基石，已成为推动我国数字经济发展的关键支撑。

面对制造业数字化转型的机遇与挑战，中国工程院院士李培根在近日公开演讲中分享了如何践行“孪生、协同、自主、超越”。

智能化设备发展关键在于数字孪生

李培根介绍：“新一代制造的最大特点是数字孪生。”

“数据好比物理生命体的‘血液’，数据及智能赋予物理实体以‘生命’，而数字孪生则是智能化设备的‘灵魂’。”例如，在风力发电机上面搭载传感器采集数据时，除了机器本身的数据之外还有风场的数据，如风力、风向等，基于这些数据，借助数字孪生模型进行仿真来调整风力发电机叶片的角度，可提高风力发电机的发电效率。

人机协同是未来发展趋势

“协同”指的是人机协同。“协同表现在很多方面，比如在开发产品时，开发人员和软件系统之间是协同关系。”李培根表示，利用人和智能系统的协同、迭代，可以产生更好的效果。

“人和机器人的共融是机器人未来发展的重要趋势。在同一物理空间内，充分利用人和机器人的差异性与互补性，通过人机个体间的融合、人机群体间的融合、人机融合后的共同演进，实现人机共融共生、人机紧密协调。而让机器人自主完成感知与计算，则可以在人机共融后，让机器人与人类在感知方式、思维方式和决策方式等方面紧密耦合。”李培根说。

自主移动技术应用广阔

“自主”指的是自主移动技术。自主移动技术的发展加速了机器人技术的演进。机器人应该适应人口稠密空间、自动化操作条件等不同环境。自主移动技术基于地图定位技术，运用该项技术的自主移动机器人（AMR），可通过扫描作业环境自主更新地图，无须辅助固定信标，可以达到“即到即用”的效果。

李培根说：“自主移动机器人融合了激光雷达、深度摄像头、超声波雷达等多项感知技术，可全面感知环境信息。自主移动机器人还拥有智能的决策能力，可以在生产环境中灵活、自主地躲避障碍，很好地实现人机协同，非常适合部署在复杂、动态的生产场景中。当机器人‘走出’受控仓储和制造环境后，各行各业将迎来发展机遇。自主移动技术未来在制造环境中应用将会越来越多。”

人工智能技术超越传统生产模式

“超越”指的是超越传统生产模式。人工智能技术也许已经超越了传统的科学认知和传统文化，但还要打破传统生产模式空间限制。

李培根举例：“一个人类操作员只能操作一台机床，而虚拟操作系统，则可以同时操作多台机床，甚至可以实现远程操作，这就是超越传统生产模式空间限制的典型案例。起初，人类发展自动化制造的目的是希望它能替代人的体力，而随着技术演进，人类已经不满足于自动化制造仅替代人的体力，更希望它能替代人的脑力。传统自动化制造主要是解决确定性、有固定模式的问题。而现在则不同，通过数字技术、人工智能技术可以解决非固定模式、非结构化、不确定性的问题。”

（本文摘编自《中国工业报》）