【中國智能制造網 學術論文】構建智能系統，尤其是數量巨大的初級智能系統，并非首先用到人工智能，而是首先用到由長期的工業技術積累所形成的工業智能和其它智能技術。　　
　　一、智能系統的定義與識別
　　
　　實現智能制造，需要構建和識別各式各樣的智能系統。符合以下特征的任何一個級別的人造系統，可以認為是智能系統。
　　
　　類比于人腦的認知能力，《三體智能革命》作者們對人造系統的智能特征做了提取，將智能系統分成三類：
　　
　　·初級智能系統具備三個基本特征：狀態感知、自主決策、即刻執行，即前面提到的有感知，自決策，善動作。其決策依據通常依靠科學效應來實現（例如利用光敏傳感器自動開啟和調光的智能路燈，數控車床防撞刀裝置等），由工業智能實現，無需嵌入計算系統；
　　
　　·恒定智能系統具備四個基本特征：狀態感知、實時分析、自主決策、執行。這類系統效率極高，自主工作，但是智能水平在構建時預先設定，難以改動（例如具有感知衣料特性并自動決定洗衣策略的智能洗衣機）。這樣的系統必須嵌入計算內核，嵌入軟件和知識，以工業智能為主，在自主決策環節引入少量人工智能；
　　
　　·開放智能系統具備五個基本特征：狀態感知、實時分析、自主決策、執行、學習提升。具備這五個特征的人造系統是高度智能、有一定認知能力的系統，具備了自我改善、學習提升的持續發展能力（例如具有深度學習能力、可借助網絡共享知識，并自主更新和優化程序的智能機器人）。這樣的系統具備強大的計算能力，需要使用人工智能技術或認知計算技術，可以實現對大數據的分析與處理，能不斷應用、積累和創造知識。
　　
　　由此可知，構建智能系統，尤其是數量巨大的初級智能系統，并非首先用到人工智能，而是首先用到由長期的工業技術積累所形成的工業智能和其它智能技術。
　　
　　二、工業智能
　　
　　工業智能主要是依靠豐富的科學效應在工程技術領域的應用來實現的。
　　
　　1、科學效應與工程技術
　　
　　科學效應是幾何效應、物理效應、化學效應、生物效應的統稱。效應來源于科學研究與發現，但是在工業領域獲得了極為廣泛的應用。如果仔細分解一個機器設備，其中每一個關鍵子功能都是由科學效應實現的，例如洗衣機靠離心力脫水甩干，空調靠相變制冷。
　　
　　科學效應是工程技術的實現依據和解決技術問題的根本，用好一個效應可以獲得幾十項發明。發明家愛迪生的1023項里只用到了23個效應；飛機設計大師圖波列夫的1001項里只用到了35個效應。
　　
　　科學效應：效應物質在外部物質屬性輸入作用影響下所形成的屬性輸出，輸入和輸出形成了特定的因果現象。例如，離心力、相變、熱膨脹、雙金屬結構、形變、電場、磁場、電磁場、電致伸縮、磁致伸縮、電致變色、磁流體、壓電效應、傳導、對流、輻射、毛細管、衍射、電解、爆炸、磁熱效應、超導、多普勒效應、馬格努斯效應、珀耳貼效應、韋森堡效應等（了解更多的效應，可參閱作者今年1月出版的《TRIZ進階及實戰》一書）。
　　
　　2、以物理效應構建的智能系統
　　
　　在工業革命的早期，人類就利用科學效應來實現各種功能，以增強對機器的自動控制。先來看一個次工業革命時期的蒸汽機轉速調節器，當蒸汽機轉速增加時，離心力導致飛球升高帶動氣閥開口減小，蒸汽機轉速隨之降低；反之，蒸汽機轉速降低時，飛球下降使得氣閥開口變大、蒸汽機的轉速便隨之提升。依靠這樣的機制，蒸汽機轉速就能自動保持基本恒定。離心力這個物理效應在這里起到了關鍵作用。
　　
　　這個結果是符合初級智能系統的基本定義的。實際上這個控制系統的狀態感知是由飛球來承擔的，飛球轉動時離心力所形成的向上的分力，克服了重力。重力與離心力博弈的結果形成了自動決策，實時反映在飛球的高低變化上，通過連桿機構實現了對閥門的實時調節（即刻執行）。這樣的自動化調節機構完全替代了過去由人來做的調節工作，遂人愿，全自動。
　　
　　案例不同，原理相通——自動識別工人的手是否在沖床下方的自動檢測設備，讓機器軋手成為了歷史，而其工作原理，不過是一個紅外成像傳感器；酒店或倉庫的防火自動噴淋裝置，其工作原理是一個盛有酒精的細玻璃管，感知到高溫可以自動炸裂；飛機上的自動除冰裝置，是通過激光掃描翼面來檢測結冰情況，并自動啟動加熱裝置來除冰。從過去到現在，類似的例子數不勝數。