当今世界，人类科技水平已经发展到了前所未有的高度，随着进入智能时代，以信息技术与制造业深度融合为重要特征的新一轮科技和产业革命蓬勃兴起，多领域技术群体突破和交叉融合，推动制造业生产方式深刻变革。世界各国都采取一系列重大措施，希望依靠以智能制造为核心的制造革命，夯实制造业创新发展基础，构建新动能新优势。我国作为世界制造大国，已将智能制造列为《中国制造2025》确定的主攻方向，这不仅是推动中国制造业转型升级的关键所在，更是走向世界制造强国的重要战略。
南方科技大学计算机科学与工程系的宋轩教授，他的主要研究方向就是人工智能及其相关领域，包括大数据分析、数据挖掘和城市计算等，更将研究成果运用于灾难应急和重大传染病防疫，取得了良好的效果。目前在智能制造领域开展系列研究中，为推动我国智能制造业的发展，加快建设我国制造强国的步伐贡献科研力量。
数据模型智能分析致力攻关“智能大脑”关键核心技术
2013年以来，我国的发展战略特别指出，“国家强大要靠实体经济，不能泡沫化”，“深入实施创新驱动发展战略，增强工业核心竞争力”。《中国制造2025》中明确强调要加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，把智能制造作为两化深度融合的主攻方向；着力发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化，培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。智能制造可以有效提高制造业的生产效率、缩短产品研制周期及降低产品不良率，是我国建设数字中国、实现“中国制造2025”以及打破芯片封锁的关键。
国家的科技战略指出，“要造就规模宏大的青年科技人才队伍，把培育国家战略人才力量的政策重心放在青年科技人才上，支持青年人才挑大梁、当主角。”作为一名80后青年科技工作者，宋轩教授目前正在主持国家重点研发计划项目“制造业产品生命周期价值链多维数据空间及服务理论”。该项目围绕“制造大脑”关键技术进行攻关，正是攻关“制造大脑”的关键理论模型和技术方法，为实现我国高端制造业（如汽车制造等）的智能化升级提供技术支撑。
宋轩教授表示，当前制造业在数据存储和分析过程中存在数据接口混乱、存储低效、智能化水平低和信息不透明等问题，影响了制造业产品协同合作及数据增值的质量，不利于制造智能化的可持续发展。针对这种情况，该项目提出了一套集数据共享融合、数据分析服务于一体的制造业产品生命周期价值链多维数据空间及服务理论。该项目所提出的基于区块链的产品生命周期价值链多维协同数据空间原型模型理论，可以指导安全高效的数据共享，协助产品研发协同；项目提出的基于深度学习和知识生成技术的数据分析方法，可以实现因果推断，加快问题溯源，缩短产品研制周期。该项目以智能制造为契机、制造业实际升级需求为导向，聚焦“制造大脑”的两大核心：数据流动和智能化分析，对我国制造业构筑产业链竞争优势及进一步提高制造业智能化水平具有重要意义。该项目还提出了一套集数据共享融合、数据分析服务于一体的制造业产品生命周期价值链多维数据空间及服务理论。
宋轩教授认为，智能制造需要一个“制造大脑”，制造业数据是“制造大脑”的“血液”；深度神经网络等算法模型是“制造大脑”的主体部分，发挥思考决策的作用；数据流动汇集至“制造大脑”，可以自动完成数据分析、智能决策和产品生命周期的预测推演，实现高效的智能制造。宋轩主持的项目所提出的基于区块链的产品生命周期价值链多维协同数据空间原型模型理论，可以指导安全高效的数据共享，协助产品研发协同；项目提出的基于深度学习和知识生成技术的数据分析方法，可以实现因果推断，加快问题溯源，缩短产品研制周期，预测和模拟推演产品的生命周期。
打造城市大脑平台聚焦建设智慧城市
2019年12月至2022年12月，随着国家对疫情的放开，历时三年的新冠病毒肺炎疫情终于宣告结束，疫情势态也逐渐得到了控制。在此此疫情防控之中，宋轩教授领导项目组研发的“人流大数据和AI驱动的新型冠状病毒（COVID－19）传播建模预测和模拟推演平台”，起到了重要作用，以人工智能（AI）技术为基础，在城市尺度上挖掘潜在感染源和风险区域的模型，搭建针对新冠病毒传播建模预测和模拟推演平台，针对新型冠状病毒传播的大数据分析和AI建模平台，预测和模拟推演模型完全由数据驱动，使用人流大数据进行训练和优化。为防控疫情做出了突出贡献。
此外，宋轩教授还作为项目负责人，研发了移动设备端的“防疫链”APP，手机端的APP可通过感知用户与他人的接触情况并分析各类城市环境大数据（如人流密度、空气质量、环境湿度温度等），实时评估流行性或重大传染病（如新冠肺炎、季节性流感等）患病风险。
其实，早在2011年，宋轩团队开展的人流大数据分析和建模，就为抗击病毒和自然灾害做出过贡献。2011年3月，日本大地震和福岛核事故爆发后，宋轩带领团队开发了多个应急人流移动预测模型、并研发了一套系统帮助日本政府分析灾后灾民避难迁徙情况，制定更为高效的灾后重建政策。2016年，针对西非爆发的埃博拉疫情，宋轩团队的研究帮助国际电信联盟分析了西非的人流移动和埃博拉病毒的传播感染情况，对埃博拉病毒的防控起到了重要作用。
宋轩教授在人工智能领域已深耕15年，他深刻认识到，现代人生活工作的主要地方就在城市，城市管理的核心就是让人在城市的生活更加安全，舒适和便捷。随着智慧城市建设的提出，宋轩现在开始关注城市数据，着力缓解或解决交通拥堵、环境污染、自然灾害等各类“城市病”。他的团队通过构建城市海量人流移动建模模型，实现对城市人流大规模移动的模拟和预测，从而实现高效的城市智能化管理。宋轩目前正在攻关和打造城市大脑平台，通过高新技术汇集城市信息化领域全方面以及城市管理全过程进行管控支撑，以保障出行安全、发挥城市基础设施效能、提升交通系统运行效率和城市治理水平，最大程度上缓解各类“城市病”，助力城市治理更加科学化、精细化、智能化。
“科研总要为大众服务”，正是怀着这样的使命感和责任心，在未来科研中，宋轩将永远心系使命，志存高远、不负韶华，以数据为核心，以科技为武器，致力打造智能大脑，助力建设智慧城市，建设智能制造强国。
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