信也？数也？智也？——信息化、数字化和智能化的辨析
作者：田锋
底层逻辑
人类始终致力于对自然、社会及装备等系统的运行规律进行研究，以期获得明确的机理。具有清晰初始条件和完备边界条件时，用明确机理来运算就能获得确定性的结论，人们靠这个运算结果可以预测时空运转，从当下和眼前预测未来和远方。基于这些机理，计算机一出世，人们就迫不及待地开发了相应软件，这些软件解决的都是流程已经固化、原理逻辑清晰和具有解析解的问题。这些软件的出现，大幅度提升了人类工作和生活的效率和质量。我们把这个过程称为“信息化”。
人类现已掌握的信息终有一天会被信息化用尽。能明确的机理、初态和环境都已经进入信息化系统了，但仍然还有很多问题没有解决，还有很多时空亟待预测。但新科技可以在海量数据中总结出具有一定明确程度的机理、初态和环境（姑且称为“准信息”），而且随着数据量的增加和进一步分析学习，“准信息”可以越来越明确。在一定范围和条件下，准信息确实接近真实世界的规律。也就是说，新科技让人们可以回归到信息的本源——数据层面，发现靠人脑不曾发现的机理，总结机理需要的初态和环境。我们这个过程称为“数字化”。
人的大脑分两部分：左脑和右脑。左脑是理性之脑，主管逻辑和推理；右脑是感性之脑，主管直觉和创新。信息化和数字化就像人的左右脑，信息化司左脑之职，数字化行右脑之事。当我们掌握了明确的机理、清晰的初始条件（初态）和完备的边界条件（环境）时，用信息化帮我们提高效率和质量。当我们的研究对象超越了我们理解，机理、初态和环境不完备时，则需要用数字化来突破我们局限，实现创新。如果说信息化以明确信息为前提，那数字化则以海量数据为基石。数字化看似绕开了明确信息，但却走通了信息化曾绕开的路。
信息化在左，数字化在右，而智能（慧）化是用AI技术把信息化和数字化再做一遍。智能和智慧均来自于知识，正所谓“转识成智”。知识分两种：确定性知识和模糊性知识。确定性知识来源于人们对经验和规律的提炼和总结。这些知识本是人类大脑中的存在，是信息化的基础，同时信息化可以让人脑中更多的知识流淌出来。模糊性知识隐藏在数据中，连人脑都无法察觉。这些数据是数字化的基础，同时数字化可以将其中的知识挖掘出来，成为AI的基础。与之相对应地，我们把“智化”分为两个层次——智能和智慧。信息化被AI重做一遍，就成了智能化；数字化被AI重做一遍，就成了智慧化。也许“智化”分为“智能化”和“智慧化”两个词的原因就在于此。智能是基于确定的知识（机理）、清晰的初始条件和完备的边界条件预知未来的能力，所以我们把智能称为“先知”。智慧是基于不确定的知识（机理）、不清晰的初始条件和不完备的边界条件预感未来的能力，所以我们把智慧称为“先觉”。
在信息化中，我们输入了系统何种知识和规则，系统就按照我们的要求不折不扣地执行，但也只能到此为止，而智能化则可以基于这些确定的知识推导未曾设定的但确实是我们所赞赏的规则，这些规则可能是人脑所不及（所以未能提前想到）但可以理解和解释的延伸。所以，面对智能，人们往往会表现出来居高临下的赞赏。
在数字化中，系统基于我们给定范围的数据和知识，自动建立某种未必完美和精确的模型，系统根据未来收到的数据精化、优化甚至创新模型，但也只能到此为止。而智慧化在我们给定规则和设定目标后，并不限定于特定数据和知识，而是吸收广泛的知识，生成更为泛化的方案和行动，并且在行动过程中大幅度变通（而不仅仅是修订）方案和行动，直到达到目的。这些泛化和变通的方案和行动有些可能是我们无法理解和解释的，但对于达到目的确实是有效和优越的，所以我们乐见其成，不去干涉。迟早有一天，我们会对这些无法理解和解释的智慧产生一种敬仰之情。
可见，“智化”不是对信息化和数字化简单地重做一遍，而是信息化和数字化的主体发生了巨变。传统的信息化和数字化是以人为主体的，“智化”后，这智能化和智慧化的主体就变成了数字人（AI智能体）。不过智能化更注重智商，是工程师的超级助理或替代者（在智慧研发4.0体系中我们称为精益APP），智慧化更注重情商，是管理者的超级助理或替代者。“慧”字意味着可看见别人看不见的东西，“能”字代表着可做到别人心有余力不足的事，这是慧达贤人与能工巧匠的区别。所以，智慧化会理解不确定性，接受模糊性，忍受量子态，而智能化则不必。
基于确定性机理的智能往往与质量相连，而基于不确定性机理的智慧则与创新相关。所以，针对将质量视为生命的制造，我们通常说智能制造而不说智慧制造。研发将创新视为生命，所以我们常说是“智慧研发”，而不说“智能研发”。有时我们确实也会说“智能设计”，其原因是，设计并不代表完整的研发。研发由技术研究和产品设计共同构成，技术创新先行，产品设计跟进，设计只是研发结果的落地执行，更像是研发过程中的“制造”阶段，这个模式称为“异步研发”。产品设计本质上是在既有技术之下根据目标市场的需求形成特定产品的过程，需要严控质量、成本和进度，可能会追求外观和实用的创新，但不追求技术的创新。技术创新是提前在技术研究过程中完成的，这个过程对进度和成本不敏感，质量也不是其议题。也就是说，产品设计放弃创新，技术研发忽视成本。
顶层思维
技术的变革都是针对生产力的变革，IT技术也不例外。生产力有三要素：生产工具、生产对象和生产者。信息化针对生产工具进行优化，数字化针对生产对象进行变革，智能（慧）化则针对生产者提出挑战！
科学计算、工程验算、MES、ERP、PLM、PM、MRO等软件本质上是把人们的工作搬到计算机上用于提高工作效率，把人的手脚解放出来去从事更多的工作。由于计算机软件的这种工具化的便利，让工作模式发一定变化，但并不改变工作实质。信息化做的那些事，其实在没有信息化软件之前也在做。
与信息化对业务本质保持不变的特性相比，数字化则是在创造新对象和新模式，甚至人类可以象上帝创世那样，创造一个不曾存在的新世界——数字世界，试图让人类续存了数亿年的物理世界和人类社会在数字世界中重现，小到装备，中到企业，大到城市，巨到地球，宏到宇宙。数字化的前提是研究对象从实物转换为数字化模型，所以没有模型化，就没有数字化。这里指的是广义数字化模型，不仅仅指形体的数字化，我们把能反映实物特征和属性的所有时空关系的数字化表达都称为“数字化模型”。用简单的模型单元组合形成无限复杂的模型，利用已知信息获得海量未知数据，是数字化的基本手段。当物理世界能通过模型化手段进行全面数字化表达的时候，人类的所有工业及经济的梦想——工业4.0、工业互联、智能制造、数字孪生、元宇宙、数字经济和智能商业等，都似乎近在眼前，触手可及。
有人问我，CAD和CAE是信息化软件还是数字化软件？我说：1）如果你把CAD当作画图的工具，它就是信息化软件，如果你用它来创建数字世界，那它就是数字化软件；2）如果你把CAE当作计算的工具，它就是信息化软件，如果你用它赋予数字世界以科学规则，那它就是数字化软件。CAD和CAE便是基于模型化原理，首先走上数字化道路，两者均通过建立全息模型的方式，通过分析和计算的方法扩展获得隐含和潜在的数据，以及数字世界的运行规律。
当数字化时代进展到一定阶段，越来越多的数字体被建立，数字世界逐步成形，人们发现，作为肉身的人类开始落后于这个具有无限可能的数字世界，越来越无法驾驭它，相反开始成为数字世界的累赘。于是，人类自身的数字化需求越来越迫切，然后数字人时代开启，智能（慧）化大幕拉开，一个新时代到来，这就是我为什么说智能（慧）化其实是对生产者（人类）的革命。前文讲到，数字化是对生产对象（实物）的改造，目前实物产品依然存在，是因为生产者拖了后腿，因为生产者自身的数字化还没有解决好，所以实物对象不得已而存在。在智化时代，生产对象（人）被完全数字化后，我们现在看到产品和世界未必需要有实物对象。在元宇宙中能满足需求的产品就不需要生产出实物了。
人的数字化本质上是对智力的数字化，而不是肉体的数字化。当然智力的数字化是从人脑的数字化入手的，神经网络就是对人脑这个智力的载体的成功模仿并有超越人脑之势。人工智能（AI）经过数十年的挣扎反抗，终于在2020年前后冲破牢笼，让智能（慧）化终于从理想（科幻）成为现实。当AI开始替代人脑做事的时候，它就不能再被当成工具了，至少不能当成以前的那些牛马、汽车、机器、产线之类的那些只是延伸人类手脚的工具。人之所以是这个星球的统治物种，是因为智力的存在。AI现在开始具有了智力，开始成为人的助理，开始能做以前我们认为只有人类才可能完成的事情。现在我们给他起了个形象的名字——智能体，被称为为人类的超级助理，这些超级助理其实就是被数字化的人类自身。
智能（慧）化时代，乍一看好像被智能化了的是生产工具和生产对象，其实本质是生产者被数字化了。数字化了的人的智慧（智力）渗透到了工具、产品和世界中了，让我们觉得工具、产品和世界都智能和智慧了，其实这是错觉。所以六祖慧能说：不是风动, 不是幡动, 仁者心动。
AI开始有了智力，学会了思考，作为生产者的人类必然受到挑战。未来，AI能不能完全替代我们还不知道，但至少目前可以替代了我们以前的人类助理。其实，真正可怕的还不是这些智能体，而是这些智能体背后有同一个大脑——多模态大模型，智能体只是这个超级大脑生长出来的触角、五官和手脚。看似不同的人有不同的超级助理，但他们其实是同一个智慧体的不同分身，每一个分身的进化都是同一智慧体的进化。今天的人们被一个个看似分离的、能力有限的智能体迷惑了，以为它们真的只是自己的助理，但挑战你我将是迟早和必然的事。如果人类不在思维上做巨大提升，不对今天的工作重点和能力重心做巨大改变，被淘汰也是迟早和必然的事。这个话题我们再其他的文章中再论。
转型实践
本人长期从事研发的信息化、数字化和智慧化转型，我们提出的研发体系的转型方案其实就是对以上理论的实践。
在《智慧研发4.0：基于AI+知识工程的研发体系4.0：基于AI+知识工程的研发体系》一文中，我们提出研发体系三维框架。该框架认为，复杂产品的研发体系由三个维度构成，分别是时间维、逻辑维和知识维。时间维表征产品的研发进程，逻辑维表征开发的方法和实施步骤，知识维表征企业的研究和积累。信息化、数字化和智慧化其实是分别针对这三个维度的变革，信息化是针对“时间维”的优化，注重效率，优化工具；数字化是针对“逻辑维”的变革，注重创新，变革业务；智慧化则是针对“知识维”的革命，活化知识，挑战自身。
在《工业研发蝶变》一书中，我们提出研发转型的“三级跳”方案，分别是精益转型、正向变革和智慧革命，其实就是分别针对这三个维度进行的历次变革。精益转型其实就是信息化，核心方法将研发资源利用信息化手段实现高效协同，经过精益转型的研发体系是第二代研发体系，称为精益研发2.0；正向变革其实就是数字化，核心方法是对研发对象建立全息数字化模型，充分利用这些模型促进产品的进步和革新，经过正向变革后的研发体系是第三代研发体系，称为数字研发3.0；智慧革命其实就是智慧化，未来的研发人员不是仅是深谙知识系统的人，而且是可驾驭AI的人，甚至就是AI自身——智能体，从此研发体系进入第四代，称为智慧研发4.0。
信数能慧
证到此处，我们纠正一下本文的第一句话，不是三个词，是四个，分别是信息化、数字化、智能化和智慧化，我们就简称为“信数能慧”。此时，他们不再是剪不断理还乱的麻团，而是脉络清晰、关系明确的四兄弟。从东方哲学的角度来看，这四兄弟的关系是：见相即相是信息化，见相非相是数字化，见相因果是智能化，见相如来是智慧化。
来源：数字孪生体实验室
