1.研究所简介
⑴研究所沿革、组成与历年主要技术开发成果
四川省自动化仪表研究所于1994年由四川省人民政府申办，四川省科委批准成立。研究所注重于工业智能自动化仪表、控制装备的原创型高新技术和装置、装备的开发，开发有以多CPU智能制造PLC为典型代表的30多种装置、装备，兼顾传统产业技术改造服务。研究所主要成员由四川大学、西南科大、中科院成都分院等高校与科研院所、军工企业等专家、学者等成员组成，专兼职兼顾，其中有教授、研究员、高工以及硕博研究生，有国际国内知名专家。
⑵研究所经过几十年锤炼具备了开发新质生产力智能制造技术和装备的所有自主知识产权原创型6项技术
①智能制造装备的多CPU平行分布、并行处理、多层递阶的硬件智能体系结构和关联、协调的软件智能体系结构，这是彻底改造中国制造业各细分行业实现智能制造的原创型关键技术、核心技术,已被国家完全认可。
②进行技术创新必须掌握的5项基本技能（我所正在编撰该5项技能教材）：
具备自主知识产权的、创新型的底层硬件软件开发技能（对应于底层的基础研究）；将技术成果转化成过硬产品或装备的技能（对应于科技成果的产业化转化）；
在所开发技术中融合入智能技术的技能（含我所开发的工程智能技术和仿人智慧智能技术）；在所开发技术中融合入数字化和数据融合技术的技能；
在所开发技术中完整实施可靠性的技能（含我所开发的冗余技术、互监督技术、状态诊断技术、智能故障诊断与容错技术）。
上述技术、技能是进行制造业新质生产力智能技术改造必须采用的、完全贴切的又非常全面的核心技术、关键技术，采用这些技术完全可以实现制造业智能制造技术的彻底改造。而且当前国内还没有其它任何高校、科研院所、企业或军工单位开发出如此齐全的技术、技能。
⑶研究所核心技术基本上被国家相应主管部门认可
研究所上述6项核心技术，除数字化与数据融合技术一项我所当年未申报国家相应认可外,其余5项核心技术均被国家认可，即进行技术创新的必须掌握的4项基本技能在应征工信部智能制造技术人才培训方案时被选中入库,而智能制造装备的多 CPU 平行分布智能体系结构和智能制造技术的关联、协调的软件智能体系结构 被国家征集面向2050年前沿科技课题和工程技术难题过程中被选中入库。以上关键技术我所还编撰成两个团体标准。
2.本项目发展的背景
⑴部分国家早在上世纪80年代即已步入智能制造时代
智能制造两大内涵技术，即工艺中多参数关联、协调的复杂调节问题和不确定性调节问题。一些国家早在上世纪80年代即已充分解决这两大内涵技术并步入智能制造时代。
⑵中国制造业发展情况简析
改革开放后，中国成为世界第二大经济体以及制造业、货物贸易、外汇储备第一大国，中国用几十年时间走完了发达国家几百年走过的发展历程。辉煌的成就使许多人只看到成就一面而忽视了另一面，即没有注意我国制造业技术含量进步程度与国际平均速度比却越来越低的情况，以至于国内制造业占 GDP 的比重呈现不断下滑的趋势。
因此要推动“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转变”。
这正是我们国内制造业发展的“质 ”的问题。
真实的情况是，国内无论高校、科研院所、企业，都习惯于技术“拿来 ”主义。近 40 年来高 校、科研院所、企业培养出来的人才几乎都缺乏自己从底层进行全面硬件、软件技术开发的能力。
中国制造业发展从“质”的方面说主要问题体现在两方面：
①中国技术发展中一直缺少了最关键的“基础研究”和“成果产业化转化”两个关键步骤
国际上任何企业，技术发展都必须经历三步骤，即“基础研究 ”“技术拓展 ”和“成果产业化转化 ”。而在中国则只有“技术拓展 ”（即开发现成技术应用于某应用领域的应用技术）而缺乏两头。这样哪来自己的原创技术、核心技术和关键技术？中国制造业如何与国外先进企业竞争？
②国际先进科技国家同时以单 CPU 低层次简单技术诱导中国成为他们的技术乃至商业的附庸,并迫使中国制造业完全处于一种“低层次简单重复闭环 ”发展模式中。
⑶中国制造业界新质生产力智能制造技术改造应当解决的真正问题
①新质生产力智能制造技术的技术内涵
智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一种新兴的制造技术模式。这种技术模式是在 制造工艺过程中，将机械、 电子电气、制造操作、工艺、管理、检测、控制等学科技术与智能技术 即工程智能（Engineering Intelligece,EI）和或人工智能（Artificial Intelligece,AI）和仿人智慧智能技术（四川省自动化仪表研究所提出）高度融合，支持产品全生命周期中的设计、生产、 质量控制、管理、销售、售后技术服务直到报废处理的全过程，使得制造产业可持续发展、包容性发展、智能化发展。有人将智能制造直观定义为“ 自感知、 自决策、 自执行、 自学习、 自适应、 自组织、自协调 ”。“自适应 ”与“ 自协调 ”是智能化的关键。“自适应 ”就是要对内外部干扰有“ 自适应 ”的功能。“ 自协调 ”就是要有对制造工艺中多参数本来存在关联、协调的关系有关联、“ 自协调 ”的功能。
智能制造的第一内涵是还原制造工艺本来的复杂性面貌，即其本来是多输入、多输出、多参数、 多因素、多任务的，而且各参数之间需要完全关联、协调进行调节才能够实现产品高质量。但因传统制造业控制系统基本上采用单 CPU 的 PLC 一类控制系统,其任何时刻只能执行一条指令
（完成一个简单微操作），无法解决各参数之间完全关联、协调地进行控制、调节的问题。
智能制造的第二内涵是需要自适应地克服众多内外部的干扰。象数控机床发展到高精度的层面， 就至少要应对以下一系列内外部干扰问题：如加工过程对环境温、湿度、气压等方面的自适应调节；对冷却液、润滑液压力、流量等扰动的自适应调节；对交、直流伺服驱动扰动的智能优化；对机构 震动、间歇、动作迟滞等类各种扰动的优化调节；智能故障自诊断自修复等等。
传统的以单 CPU、每周期仅执行一条指令的 PLC 等传统控制系统无论如何在每周期中都无法处 理上述多参数既要关联又要协调的控制任务，更不要说在同一时刻解决众多的内部外部干扰问题。
因此四川省自动化仪表研究所经过多年努力开发了新质生产力智能制造技术体系结构是如下图 1 所示多 CPU 平行分布、并行处理、多层递阶的硬件体系结构和关联、协调的软件智能体系结构。
3.技术的可行性和创新性，示范性和引领性
⑴技术的可行性
①前言 实施智能制造必须解决的技术问题
ⅰ.多个工艺参数在至少两个维度下的“ 同时 ”关联与协调调节：第一维度，对多参数“ 同时 ” 进行采集、决策及输出执行；第二维度，对每参数在 μ s 或 ns 级别的短时段内实施上述全部过程；
ⅱ.还要在这样短暂而忙碌的时序中插入智能技术处理； ⅲ.还要在这样短暂而忙碌的时序中插入数据融合处理；
ⅳ.还要在这样短暂而忙碌的时序中插入抗干扰扰动措施，以提高可靠性；
ⅴ.而且每一瞬间处理都不会千篇一律而是各不相同，必须一点一点仔细、细微地认真处理每一 个随时随地发生的偶然事件或干扰或事故。
这就是以单CPU 为典型特征的PLC及其呆板、粗放的梯形图语言程序所不能够胜任的。
因此建议采用四川省自动化仪表研究所几十年来创建并不断创新而被证明体现极高效能的以下 全新6项技术与技能：
ⅰ. 底层硬件软件自主知识产权原创型技术开发技能； ⅱ. 将技术开发成果转化为产品或装备的技能；
ⅲ. 智能自动化技能（包括工程智能技术、仿人智慧智能技术和一定量的AI 技术）； ⅳ. 数字化技术和数据融合技术的技能；
ⅴ. 可靠性技能；
ⅵ. 智能制造装备的多 CPU 平行分布、并行处理、多层递阶的硬件智能体系结构与关联、协调 的软件智能体系结构相结合的技术。
技术可行性要回答的问题至少必须是两个，第一是上述这些全新的技术能够解决智能制造所需要解决的那些技术问题吗？第二是一般中级、高级技术人员能够顺畅地掌握这些技术吗？缺少其中任何一个则将是不可行的。
②运用 6 项自主知识产权原创型技术技能开发制造业智能制造技术的可行性
第一，用上述 6 项技术技能能解决制造业智能制造技术改造中所须要解决的那些技术问题吗？
经上述一系列说明，这里应非常清楚，由于采用智能制造装备的多 CPU 平行分布、并行处理、 多层递阶的硬件智能体系结构与关联、协调的软件智能体系结构相结合的技术，将制造过程中无论多么复杂的技术问题和内外干扰问题“化整为零 ”，分配给每一个 CPU，再通过这样硬件智能体系 结构与关联、协调的软件智能体系结构相结合的技术，让全体架构通过全体软件关联起来、协调起来，同时通过调整架构的级数、层数和架构组成，一切再复杂技术问题都可以轻松解决。
第二可行性问题是一般中级、高级技术人员能够顺畅地掌握这些技术吗？
在学习掌握上述一系列看起来非常复杂的技术开发问题时，的确比原来传统技术开发复杂不知多多少倍。但是在四川省自动化仪表研究所近几年培养自己技术人才的过程中得知，事实上中级、高级技术人员只要努力在一两个具体实施项目中苦练一段时间，少则 5、6 个月，多则一年半载，只要肯苦练，多数还是能够顺利进入技术开发角色的，再在技术开发岗位上苦练一年半载，定能出师。
由于智能化技术、数字化与数字融合技术以及可靠性技术的某些特殊性，下面本应再分别分析一下这几项技术的可行性，以及采用反证式方法分析传统 PLC一类技术开发智能技术的不可行性，但由于篇幅原因，这里只好从略。
⑵技术的创新性
四川省自动化仪表研究所所创建并不断创新的与智能制造技术直接相关的6项技术技能目前在国内技术界可能至少都算得上国内顶尖技术、国际一流技术。6项技术、技能的创新性除数字化技术外其余所有技术、技能得到工业与信息化部、国家面向 2050 年前沿科技课题与工程技术难题库的认可以及申报团体标准、国家发明专利的情况均足以证明其技术的创新性。
⑶技术的示范性引领性
四川省自动化仪表研究所所创建、创新的上述6方面的技术技能正是解决中国制造产业创新的技术创新推动力，如果能够及时推广应用，其一定能够及时解决当前中国制造业所面临的发展困局。 在国内制造业企业推广上述 6 方面的技术技能，一定将在至少一多半制造业企业中取得“立杆见影 ”的效果。
4.社会效益或者可借鉴的地方
四川省自动化仪表研究所若能够在各级政府部门的坚强领导下，以 6 项技术技能设立技术服务平台，一定能够及时帮助许多制造业企业走出困局。为了加强推广、示范、引领的效果，我们建议：
①以研究所为技术推广服务平台，在政府规范指导下进行以下 4方面（不限于）技术服务工作：
ⅰ.培训高校、科研院所、企业技术开发人员，同时带领被培训技术人员参与平台进行技术服务 的企业的智能制造技术开发工作，在技术开发中学习并实践，一、两个项目下来，被培训学员完全可以出师。
ⅱ.为企业进行智能制造技术改造技术服务，以技术服务平台为主开展技术改造，或协助、带领 企业技术人员进行智能制造技术改造。同时以此项目练兵，培训学员技术实践。
ⅲ. 在技术培训中和技术服务实践中发现骨干份子，在地方政府引领下，在细分行业中组织一 支支骨干智能制造技术改造队伍，或扩展组建一个个细分行业技术服务平台。
ⅳ. 以技术服务中有代表性的项目为基础，组织一部分骨干企业或骨干队伍在制造业 31 大类、 191 中类、525 小类中寻求典型智能制造装备组成典型智能制造生产线。
②将研究所 6 项技术进行针对全社会的科普工作
为说明科普的作用，这里给一个仿人智慧智能技术科普的例子。在传统污水处理装置中，监视 MBR 过滤膜是否堵塞是以装置在 MBR 过滤膜两端测量其差压的差压计检测而得知的。而在仿人智慧 智能技术中，省掉了这个又贵维护又麻烦的仪表。我们在智能程序中观察自吸泵通过 MBR 膜泵出一 定刻度清水时所花费的时间，所花时间越长说明膜越堵，查表即可得堵的程度。这种仿人智慧智能 技术，一定是所有同行技术人员最易懂、最能快速见效的智能技术。研究所已经着手编撰《仿人智慧智能技术》专著，其中已有一小批研究所自己自主知识产权的仿人智慧智能技术的典型案例。
③建议在政府部门领导下大力开展对于 IT 专业类大专院校毕业 生进行 6 项技术的培训，一是解决这些毕业生的就业出路问题，一是为制造业企业培养一批生力军。
④建议在项目发展成果显现的合适阶段，设立以6项技术为核心的现代技术专业学校，或将开 发成熟的6 项技术推荐给高校、科研院所，以为国家培养将相关技术的科技发展推向更高端的有用 人才。
⑤与所有合作方一起将开发成果编撰为教材，或编撰标准，或申报专利，以利于将技术推广工作深化下去。
其实所有6项技术，只要经过一定程度科普和一定程度培训，都与仿人智慧智能技术一样，很容易也完全可以来自群众回归群众，起到它们应起的作用。
