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智能制造淵于人工智能的研究。一般認(rèn)為智能是知識和智力的總和，前者是智能的基礎(chǔ)，后者是指獲取和運用知識求解的能力。智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實踐中不斷地充實知識庫，具有自學(xué)習(xí)功能，還有搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。
概述
智能制造（IntelligentManufacturing，IM）是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進(jìn)行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新，擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。
談起智能制造，首先應(yīng)介紹日本在1990年4月所倡導(dǎo)的“智能制造系統(tǒng)IMS”國際合作研究計劃。許多發(fā)達(dá)國家如美國、歐洲共同體、加拿大、澳大利亞等參加了該項計劃。該計劃共計劃投資10億美元，對100個項目實施前期科研計劃。
毫無疑問，智能化是制造自動化的發(fā)展方向。在制造過程的各個環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應(yīng)用人工智能技術(shù)。專家系統(tǒng)技術(shù)可以用于工程設(shè)計，工藝過程設(shè)計，生產(chǎn)調(diào)度，故障診斷等。也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進(jìn)的計算機(jī)智能方法應(yīng)用于產(chǎn)品配方，生產(chǎn)調(diào)度等，實現(xiàn)制造過程智能化。而人工智能技術(shù)尤其適合于解決特別復(fù)雜和不確定的問題。但同樣顯然的是，要在企業(yè)制造的全過程中全部實現(xiàn)智能化，如果不是完全做不到的事情，至少也是在遙遠(yuǎn)的將來。有人甚至提出這樣的問題，下個世紀(jì)會實現(xiàn)智能自動化嗎？而如果只是在企業(yè)的某個局部環(huán)節(jié)實現(xiàn)智能化，而又無法保證全局的優(yōu)化，則這種智能化的意義是有限的。
模式
從廣義概念上來理解，CIMS（計算機(jī)集成制造系統(tǒng)），敏捷制造等都可以看作是智能自動化的例子。的確，除了制造過程本身可以實現(xiàn)智能化外，還可以逐步實現(xiàn)智能設(shè)計，智能管理等，再加上信息集成，全局優(yōu)化，逐步提高系統(tǒng)的智能化水平，最終建立智能制造系統(tǒng)。這可能是實現(xiàn)智能制造的一種可行途徑。
共有幾種先進(jìn)制造模式：
多智能體（Multi-Agent）系統(tǒng)
Agent原為代理商，是指在商品經(jīng)濟(jì)活動中被授權(quán)代表委托人的一方。后來被借用到人工智能和計算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域，以描述計算機(jī)軟件的智能行為，稱為智能體。1992年曾經(jīng)有人預(yù)言：“基于Agent的計算將可能成為下一代軟件開發(fā)的重大突破。”隨著人工智能和計算機(jī)技術(shù)在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，多智能體系統(tǒng)技術(shù)對解決產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造乃至產(chǎn)品的整個生命周期中的多領(lǐng)域間的協(xié)調(diào)合作提供了一種智能化的方法，也為系統(tǒng)集成、并行設(shè)計，并實現(xiàn)智能制造提供了更有效的手段。
整子系統(tǒng)（HolonicSystem）
整子系統(tǒng)的基本構(gòu)件是整子（Holon）。Holon是從希臘語借過來的，人們用Holon表示系統(tǒng)的最小組成個體，整子系統(tǒng)就是由很多不同種類的整子構(gòu)成。整子的最本質(zhì)特征是：
●自治性，每個整子可以對其自身的操作行為作出規(guī)劃，可以對意外事件（如制造資源變化、制造任務(wù)貨物要求變化等）作出反應(yīng)，并且其行為可控；
●合作性，每個整子可以請求其它整子執(zhí)行某種操作行為，也可以對其他整子提出的操作申請?zhí)峁┓?wù)；
●智能性，整子具有推理、判斷等智力，這也是它具有自治性和合作性的內(nèi)在原因。整子的上述特點表明，它與智能體的概念相似。由于整子的全能性，有人把它也譯為全能系統(tǒng)。
整子系統(tǒng)的特點是：
●敏捷性，具有自組織能力，可快速、可靠地組建新系統(tǒng)。
●柔性，對于快速變化的市場、變化的制造要求有很強(qiáng)的適應(yīng)性。
除此之外，還有生物制造、綠色制造、分形制造等模式。
制造模式主要反映了管理科學(xué)的發(fā)展，也是自動化、系統(tǒng)技術(shù)的研究成果，它將對各種單元自動化技術(shù)提出新的課題，從而在整體上影響到制造自動化的發(fā)展方向。
展望未來，21世紀(jì)的制造自動化將沿著歷史的軌道繼續(xù)前進(jìn)。
基本原理
智能制造的基本原理
從智能制造系統(tǒng)的本質(zhì)特征出發(fā)，在分布式制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，根據(jù)分布式集成的基本思想，應(yīng)用分布式人工智能中多Agent系統(tǒng)的理論與方法，實現(xiàn)制造單元的柔性智能化與基于網(wǎng)絡(luò)的制造系統(tǒng)柔性智能化集成。根據(jù)分布系統(tǒng)的同構(gòu)特征，在智能制造系統(tǒng)的一種局域?qū)崿F(xiàn)形式基礎(chǔ)上，實際也反映了基于Internet的全球制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下智能制造系統(tǒng)的實現(xiàn)模式。
分布式網(wǎng)絡(luò)化的基本構(gòu)思
智能制造系統(tǒng)的本質(zhì)特征是個體制造單元的“自主性”與系統(tǒng)整體的“自組織能力”，其基本格局是分布式多自主體智能系統(tǒng)?；谶@一思想，同時考慮基于Internet的全球制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可以提出適用于中小企業(yè)單位的分布式網(wǎng)絡(luò)化IMS的基本構(gòu)架。一方面通過Agent賦予各制造單元以自主權(quán)，使其自治獨立、功能完善；另一方面，通過Agent之間的協(xié)同與合作，賦予系統(tǒng)自組織能力。
基于以上構(gòu)架，結(jié)合數(shù)控加工系統(tǒng)，開發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)化原型系統(tǒng)相應(yīng)的可由系統(tǒng)經(jīng)理、任務(wù)規(guī)劃、設(shè)計和生產(chǎn)者等四個結(jié)點組成。
系統(tǒng)經(jīng)理結(jié)點包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和系統(tǒng)Agent兩個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，負(fù)責(zé)管理整個全局?jǐn)?shù)據(jù)庫，可供原型系統(tǒng)中獲得權(quán)限的結(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、讀取，存儲和檢索等操作，并為各結(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與共享提供一個公共場所，系統(tǒng)Agent則負(fù)責(zé)該系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)與外部的交互，通過Web服務(wù)器在Internet上發(fā)布該系統(tǒng)的主頁，網(wǎng)上用戶可以通過訪問主頁獲得系統(tǒng)的有關(guān)信息，并根據(jù)自己的需求，以決定是否由該系統(tǒng)來滿足這些需求，系統(tǒng)Agent還負(fù)責(zé)監(jiān)視該原型系統(tǒng)上各個結(jié)點間的交互活動，如記錄和實時顯示結(jié)點間發(fā)送和接受消息的情況、任務(wù)的執(zhí)行情況等。
任務(wù)規(guī)劃結(jié)點由任務(wù)經(jīng)理和它的代理（任務(wù)經(jīng)理Agent）組成，其主要功能是對從網(wǎng)上獲取的任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃，分解成若干子任務(wù)，然后通過招標(biāo)——投標(biāo)的方式將這些任務(wù)分配個各個結(jié)點。
設(shè)計結(jié)點由CAD工具和它的代理（設(shè)計Agent）組成，它提供一個良好的人機(jī)界面以使設(shè)計人員能有效地和計算機(jī)進(jìn)行交互，共同完成設(shè)計任務(wù)。CAD工具用于幫助設(shè)計人員根據(jù)用戶要求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計；而設(shè)計Agent則負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)注冊、取消注冊、數(shù)據(jù)庫管理、與其他結(jié)點的交互、決定是否接受設(shè)計任務(wù)和向任務(wù)發(fā)送者提交任務(wù)等事務(wù)。
生產(chǎn)者結(jié)點實際是該項目研究開發(fā)的一個智能制造系統(tǒng)（智能制造單元），包括加工中心和它的網(wǎng)絡(luò)代理（機(jī)床Agent）。該加工中心配置了智能自適應(yīng)。該數(shù)控系統(tǒng)通過智能控制器控制加工過程，以充分發(fā)揮自動化加工設(shè)備的加工潛力，提高加工效率；具有一定的自診斷和自修復(fù)能力，以提高加工設(shè)備運行的可靠性和安全性；具有和外部環(huán)境交互的能力；具有開放式的體系結(jié)構(gòu)以支持系統(tǒng)集成和擴(kuò)展。
綜合特征
智能制造和傳統(tǒng)的制造相比，智能制造系統(tǒng)具有以下特征：
自律能力
即搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。具有自律能力的設(shè)備稱為“智能機(jī)器”，“智能機(jī)器”在一定程度上表現(xiàn)出獨立性、自主性和個性，甚至相互間還能協(xié)調(diào)運作與競爭。強(qiáng)有力的知識庫和基于知識的模型是自律能力的基礎(chǔ)。
人機(jī)一體化
IMS不單純是“人工智能”系統(tǒng)，而是人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，是一種混合智能?；谌斯ぶ悄艿闹悄軝C(jī)器只能進(jìn)行機(jī)械式的推理、預(yù)測、判斷，它只能具有邏輯思維（專家系統(tǒng)），最多做到形象思維（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），完全做不到靈感（頓悟）思維，只有人類專家才真正同時具備以上三種思維能力。因此，想以人工智能全面取代制造過程中人類專家的智能，獨立承擔(dān)起分析、判斷、決策等任務(wù)是不現(xiàn)實的。人機(jī)一體化一方面突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能機(jī)器的配合下，更好地發(fā)揮出人的潛能，使人機(jī)之間表現(xiàn)出一種平等共事、相互“理解”、相互協(xié)作的關(guān)系，使二者在不同的層次上各顯其能，相輔相成。
因此，在智能制造系統(tǒng)中，高素質(zhì)、高智能的人將發(fā)揮更好的作用，機(jī)器智能和人的智能將真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。
虛擬現(xiàn)實（VirtualReality）技術(shù)
這是實現(xiàn)虛擬制造的支持技術(shù)，也是實現(xiàn)高水平人機(jī)一體化的關(guān)鍵技術(shù)之一。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是以計算機(jī)為基礎(chǔ)，融信號處理、動畫技術(shù)、智能推理、預(yù)測、仿真和多媒體技術(shù)為一體；借助各種音像和傳感裝置，虛擬展示現(xiàn)實生活中的各種過程、物件等，因而也能擬實制造過程和未來的產(chǎn)品，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。但其特點是可以按照人們的意愿任意變化，這種人機(jī)結(jié)合的新一代智能界面，是智能制造的一個顯著特征。
自組織與超柔性
智能制造系統(tǒng)中的各組成單元能夠依據(jù)工作任務(wù)的需要，自行組成一種最佳結(jié)構(gòu)，其柔性不僅表現(xiàn)在運行方式上，而且表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形式上，所以稱這種柔性為超柔性，如同一群人類專家組成的群體，具有生物特征。
學(xué)習(xí)能力與自我維護(hù)能力
智能制造系統(tǒng)能夠在實踐中不斷地充實知識庫，具有自學(xué)習(xí)功能。同時，在運行過程中自行故障診斷，并具備對故障自行排除、自行維護(hù)的能力。這種特征使智能制造系統(tǒng)能夠自我優(yōu)化并適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境。
發(fā)展前景
1、人工智能技術(shù)。因為IMS的目標(biāo)是計算機(jī)模擬制造業(yè)人類專家的智能活動，從而取代或延伸人的部分腦力勞動，因此人工智能技術(shù)成為IMS關(guān)鍵技術(shù)之一。IMS與人工智能技術(shù)（專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯）息息相關(guān)。
2、并行工程。針對制造業(yè)而言，并行工程是一種重要的技術(shù)方法學(xué)，應(yīng)用于IMS中，將最大限度的減少產(chǎn)品設(shè)計的盲目性和設(shè)計的重復(fù)性。
3、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是制造過程的系統(tǒng)和各個環(huán)節(jié)“智能集成”化的支撐。信息網(wǎng)絡(luò)同時也是制造信息及知識流動的通道。
4、虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)可以在產(chǎn)品設(shè)計階段就模擬出該產(chǎn)品的整個生命周期，從而更有效，更經(jīng)濟(jì)、更靈活的組織生產(chǎn)，實現(xiàn)了產(chǎn)品開發(fā)周期最短，產(chǎn)品成本最低，產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)，生產(chǎn)效率最高的保證。同時虛擬制造技術(shù)也是并行工程實現(xiàn)的必要前提。
5、自律能力構(gòu)筑。即收集和理解環(huán)境信息和自身的信息并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。強(qiáng)大的知識庫和基于知識的模型是自律能力的基礎(chǔ)。
6、人機(jī)一體化。智能制造系統(tǒng)不單單是“人工智能系統(tǒng)，而且是人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，是一種混合智能。想以人工智能全面取代制造過程中人類專家的智能，獨立承擔(dān)分析、判斷、決策等任務(wù)，目前來說是不現(xiàn)實的。人機(jī)一體化突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能機(jī)器的配合下，更好的發(fā)揮人的潛能，使達(dá)到一種相互協(xié)作平等共事的關(guān)系，使二者在不同層次上各顯其能，相輔相成。
7、自組織和超柔性。智能制造系統(tǒng)中的各組成單元能夠依據(jù)工作任務(wù)的需要，自行組成一種最佳結(jié)構(gòu)，使其柔性不僅表現(xiàn)運行方式上，而且表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形式上，所以稱這種柔性為超柔性，類似于生物所具有的特征，如同一群人類專家組成的整體。
智能機(jī)器
所謂的智能機(jī)器也就是智能機(jī)器人，它給人的最深刻的印象是一個獨特的進(jìn)行自我控制的“活物”。其實，這個自控“活物”的主要器官并沒有像真正的人那樣微妙而復(fù)雜。智能機(jī)器人具備形形色色的內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺。除具有感受器外，它還有效應(yīng)器，作為作用于周圍環(huán)境的手段。這就是筋肉，或稱自整步電動機(jī)，它們使手、腳、長鼻子、觸角等動起來。由此也可知，智能機(jī)器人至少要具備三個要素：感覺要素，運動要素和思考要素。 智能機(jī)器人是一個多種新技術(shù)的集成體，它融合了機(jī)械、電子、傳感器、計算機(jī)硬件、軟件、人工智能等許多學(xué)科的知識，涉及到當(dāng)今許多前沿領(lǐng)域的技術(shù)。機(jī)器人已進(jìn)入智能時代，不少發(fā)達(dá)國家都將智能機(jī)器人作為未來技術(shù)發(fā)展的制高點。美國、日本和德國在智能機(jī)器人研究領(lǐng)域占有明顯優(yōu)勢。近年來，中國大力研發(fā)智能機(jī)器人，并取得了可喜的成就。
科學(xué)技術(shù)向來是把“雙刃劍”，智能機(jī)器人技術(shù)在發(fā)揮其積極作用的同時也會給人們帶來社會和倫理問題。因此有人擔(dān)憂：智能機(jī)器人將來是否會在智能上超越人類，以至對就業(yè)造成影響，甚或威脅人類的生命財產(chǎn)？其實，這方面的擔(dān)心完全沒有必要。智能機(jī)器人并非無所不能，它的智商只相當(dāng)于4歲的兒童，它的“常識”比正常成年人就差得更遠(yuǎn)了。 中國知名學(xué)者周海中教授早在1990年發(fā)表的《論機(jī)器人》一文中就指出：機(jī)器人在工作強(qiáng)度、運算速度和記憶功能方面可以超越人類，但在意識、推理等方面不可能超越人類。日本機(jī)器人專家廣瀨茂男教授最近也指出：即使智能機(jī)器人將來具有常識，并能進(jìn)行自我復(fù)制，也不可能帶來大范圍的失業(yè)，更不可能對人類造成威脅。只有正確看待和使用智能機(jī)器人，才能使其更好地服務(wù)人類、造福人類。
制造裝備
1、石油石化智能成套設(shè)備——集成開發(fā)具有在線檢測、優(yōu)化控制、功能安全等功能的百萬噸級大型乙烯和千萬噸級大型煉油裝置、多聯(lián)產(chǎn)煤化工裝備、合成橡膠及塑料生產(chǎn)裝置。
2、冶金智能成套設(shè)備——集成開發(fā)具有特種參數(shù)在線檢測、自適應(yīng)控制、高精度運動控制等功能的金屬冶煉、短流程連鑄連軋、精整等成套裝備。
3、智能化成形和加工成套設(shè)備——集成開發(fā)基于機(jī)器人的自動化成形、加工、裝配生產(chǎn)線及具有加工工藝參數(shù)自動檢測、控制、優(yōu)化功能的大型復(fù)合材料構(gòu)件成形加工生產(chǎn)線。
4、自動化物流成套設(shè)備——集成開發(fā)基于計算智能與生產(chǎn)物流分層遞階設(shè)計、具有網(wǎng)絡(luò)智能監(jiān)控、動態(tài)優(yōu)化、高效敏捷的智能制造物流設(shè)備。
5、建材制造成套設(shè)備——集成開發(fā)具有物料自動配送、設(shè)備狀態(tài)遠(yuǎn)程跟蹤和能耗優(yōu)化控制功能的水泥成套設(shè)備、高端特種玻璃成套設(shè)備。
6、智能化食品制造生產(chǎn)線——集成開發(fā)具有在線成分檢測、質(zhì)量溯源、機(jī)電光液一體化控制等功能的食品加工成套裝備。
7、智能化紡織成套裝備——集成開發(fā)具有卷繞張力控制、半制品的單位重量、染化料的濃度、色差等物理、化學(xué)參數(shù)的檢測儀器與控制設(shè)備，可實現(xiàn)物料自動配送和過程控制的化纖、紡紗、織造、染整、制成品等加工成套裝備。
8、智能化印刷裝備——集成開發(fā)具有墨色預(yù)置遙控、自動套準(zhǔn)、在線檢測、閉環(huán)自動跟蹤調(diào)節(jié)等功能的數(shù)字化高速多色單張和卷筒料平版、凹版、柔版印刷裝備、數(shù)字噴墨印刷設(shè)備、計算機(jī)直接制版設(shè)備（CTP）及高速多功能智能化印后加工裝備。
智能技術(shù)
1、新型傳感技術(shù)——高傳感靈敏度、精度、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性的傳感技術(shù)，采用新原理、新材料、新工藝的傳感技術(shù)（如量子測量、納米聚合物傳感、光纖傳感等），微弱傳感信號提取與處理技術(shù)。
2、模塊化、嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)——不同結(jié)構(gòu)的模塊化硬件設(shè)計技術(shù)，微內(nèi)核操作系統(tǒng)和開放式系統(tǒng)軟件技術(shù)、組態(tài)語言和人機(jī)界面技術(shù)，以及實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一編程環(huán)境的工程軟件平臺技術(shù)。
3、先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)——工業(yè)過程多層次性能評估技術(shù)、基于大量數(shù)據(jù)的建模技術(shù)、大規(guī)模高性能多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)，大型復(fù)雜裝備系統(tǒng)仿真技術(shù)，高階導(dǎo)數(shù)連續(xù)運動規(guī)劃、電子傳動等精密運動控制技術(shù)。
4、系統(tǒng)協(xié)同技術(shù)——大型制造工程項目復(fù)雜自動化系統(tǒng)整體方案設(shè)計技術(shù)以及安裝調(diào)試技術(shù)，統(tǒng)一操作界面和工程工具的設(shè)計技術(shù)，統(tǒng)一事件序列和報警處理技術(shù)，一體化資產(chǎn)管理技術(shù)。
5、故障診斷與健康維護(hù)技術(shù)——在線或遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、自愈合調(diào)控與損傷智能識別以及健康維護(hù)技術(shù)，重大裝備的壽命測試和剩余壽命預(yù)測技術(shù)，可靠性與壽命評估技術(shù)。
6、高可靠實時 通信 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，高可靠無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)，工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)和異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)間信息無縫交換技術(shù)。
7、功能安全技術(shù)——智能裝備硬件、軟件的功能安全分析、設(shè)計、驗證技術(shù)及方法，建立功能安全驗證的測試平臺，研究自動化控制系統(tǒng)整體功能安全評估技術(shù)。
8、特種工藝與精密制造技術(shù)——多維精密加工工藝，精密成型工藝，焊接、粘接、燒結(jié)等特殊連接工藝，微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)，精確可控?zé)崽幚砑夹g(shù)，精密鍛造技術(shù)等。
9、識別技術(shù)——低成本、低功耗RFID芯片設(shè)計制造技術(shù)，超高頻和微波天線設(shè)計技術(shù)，低溫?zé)釅悍庋b技術(shù)，超高頻RFID核心模塊設(shè)計制造技術(shù)，基于深度三位圖像識別技術(shù)，物體缺陷識別技術(shù)。
測控裝置
1、新型傳感器及其系統(tǒng)——新原理、新效應(yīng)傳感器，新材料傳感器，微型化、智能化、低功耗傳感器，集成化傳感器（如單傳感器陣列集成和多傳感器集成）和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
2、智能控制系統(tǒng)——現(xiàn)場總線分散型控制系統(tǒng)（FCS）、大規(guī)模聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、高端可編程控制系統(tǒng)（PLC）、面向裝備的嵌入式控制系統(tǒng)、功能安全監(jiān)控系統(tǒng)。
3、智能儀表——智能化溫度、壓力、流量、物位、熱量、工業(yè)在線分析儀表、智能變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能閥門定位器和高可靠執(zhí)行器。
4、精密儀器——在線質(zhì)譜/激光氣體/紫外光譜/紫外熒光/近紅外光譜分析系統(tǒng)、板材加工智能板形儀、高速自動化超聲無損探傷檢測儀、特種環(huán)境下蠕變疲勞性能檢測設(shè)備等產(chǎn)品。
5、工業(yè)機(jī)器人與專用機(jī)器人——焊接、涂裝、搬運、裝配等工業(yè)機(jī)器人及安防、危險作業(yè)、救援等專用機(jī)器人。
6、精密傳動裝置——高速精密重載軸承，高速精密齒輪傳動裝置，高速精密鏈傳動裝置，高精度高可靠性制動裝置，諧波減速器，大型電液動力換檔變速器，高速、高剛度、大功率電主軸，直線電機(jī)、絲杠、導(dǎo)軌。
7、伺服控制機(jī)構(gòu)——高性能變頻調(diào)速裝置、數(shù)位伺服控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分布式伺服系統(tǒng)等產(chǎn)品，提升重點領(lǐng)域電氣傳動和執(zhí)行的自動化水平，提高運行穩(wěn)定性。
8、液氣密元件及系統(tǒng)——高壓大流量液壓元件和液壓系統(tǒng)、高轉(zhuǎn)速大功率液力偶合器調(diào)速裝置、智能潤滑系統(tǒng)、智能化閥島、智能定位氣動執(zhí)行系統(tǒng)、高性能密封裝置。
成熟度評估
智能制造成熟度評估是一種系統(tǒng)化的評估方法，用于評估企業(yè)在智能制造方面的成熟度和能力水平。這種評估方法有助于企業(yè)了解自身在智能制造領(lǐng)域的現(xiàn)狀，識別短板與不足，從而制定改進(jìn)計劃，提升企業(yè)智能制造水平。以下是對智能制造成熟度評估的詳細(xì)介紹：
一、評估模型
智能制造成熟度評估模型有多種，其中較為知名的包括CMMI模型、IMA模型、GIM模型和ISO/IEC 15504模型等。此外，中國還推出了智能制造能力成熟度模型（CMMM），這是由中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院推出的，用于實施智能制造過程改進(jìn)提升的成熟度評估模型。
1. CMMI模型
CMMI模型是一種通用的軟件和系統(tǒng)工程成熟度評估模型，也可用于評估企業(yè)在智能制造領(lǐng)域的成熟度。該模型分為5個成熟度級別，從初始級別到優(yōu)化級別，每個級別都包括若干個過程領(lǐng)域。企業(yè)可以通過評估自身在每個過程領(lǐng)域的成熟度來確定整體的智能制造成熟度。
2. CMMM模型
CMMM模型是在對國內(nèi)外相關(guān)成熟度模型研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國智能制造的特點和企業(yè)的實踐經(jīng)驗總結(jié)出的一套方法論。該模型覆蓋了人員、資源、技術(shù)三個基礎(chǔ)要素和制造要素（包括產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)的全生命周期），并給出了組織實施智能制造要達(dá)到的階梯目標(biāo)和演進(jìn)路徑。CMMM模型共分為5個等級，等級從低到高依次為規(guī)劃級、規(guī)范級、集成級、優(yōu)化級和引領(lǐng)級。每個等級都代表了企業(yè)在智能制造方面的不同成熟度和能力水平。
二、評估方法
智能制造成熟度評估方法依據(jù)《智能制造能力成熟度模型》(GB/T 39116-2020)和《智能制造能力成熟度評估方法》(GB/T 39117-2020)兩項國家標(biāo)準(zhǔn)開展。評估過程通常包括提交申請、預(yù)評估、正式評估和發(fā)布評估結(jié)果等階段。
1. 提交申請
申請評估的企業(yè)應(yīng)在規(guī)定的制造業(yè)范圍內(nèi)，且處于正常生產(chǎn)經(jīng)營狀態(tài)。企業(yè)通過“智能制造評估評價公共服務(wù)平臺”進(jìn)行注冊，免費開展自診斷，形成自診斷報告，并提交評估申請表。
2. 預(yù)評估
評估組確認(rèn)企業(yè)申請評估范圍，結(jié)合行業(yè)和企業(yè)特點，確定評估范圍權(quán)重值；識別企業(yè)就緒情況，是否具備開展正式評估的條件。
3. 正式評估
評估組根據(jù)企業(yè)申請范圍，通過訪談、舉證、操作演示、現(xiàn)場勘查等方式驗證企業(yè)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的證據(jù)。對每項證據(jù)的符合程度進(jìn)行打分，計算評估分?jǐn)?shù)，判定成熟度等級。
4. 發(fā)布評估結(jié)果及專家復(fù)核
評估組計算評估分?jǐn)?shù)，判定成熟度等級；由主任評估師發(fā)布評估結(jié)果。同時，由智能制造能力成熟度工作組秘書處組織專家對評估組提交的過程文件和評估報告等資料進(jìn)行復(fù)核，通過復(fù)核后授予標(biāo)準(zhǔn)符合性證書。
三、評估意義
智能制造成熟度評估對于企業(yè)和行業(yè)具有重要意義：
1、明確智能制造定位與發(fā)展路徑：幫助企業(yè)識別自身在智能制造方面的短板和不足之處，為制定改進(jìn)計劃提供依據(jù)。
2、提升智能制造能力：通過評估結(jié)果的反饋和指導(dǎo)，企業(yè)可以針對性地改進(jìn)和提升智能制造能力，增強(qiáng)市場競爭力。
3、政策支持與資金獎勵：各地政府相繼出臺相關(guān)政策，鼓勵企業(yè)開展智能制造成熟度評估，并根據(jù)評估結(jié)果給予不同程度的資金獎勵和政策支持。
4、標(biāo)桿示范效應(yīng)：智能制造能力成熟度等級較高的企業(yè)優(yōu)先推薦為標(biāo)桿/示范企業(yè)，有助于提升企業(yè)的行業(yè)地位和影響力。
總之，智能制造成熟度評估是企業(yè)提升智能制造水平、增強(qiáng)市場競爭力的重要手段之一。通過科學(xué)的評估方法和流程，企業(yè)可以全面了解自身在智能制造領(lǐng)域的現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)摿Γ瑸槲磥淼闹悄苤圃彀l(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。
專業(yè)
智能制造專業(yè)是一個結(jié)合了機(jī)械工程、人工智能、計算機(jī)科學(xué)與工程等多個學(xué)科的交叉學(xué)科，旨在培養(yǎng)能夠勝任智能制造系統(tǒng)分析、設(shè)計、集成、運營的工程技術(shù)人才。以下是對智能制造專業(yè)的詳細(xì)介紹：
一、專業(yè)背景與定義
智能制造是制造業(yè)與信息技術(shù)、人工智能等高新技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。它旨在通過集成先進(jìn)的制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)，提高制造過程的智能化水平，實現(xiàn)制造過程的優(yōu)化和升級。智能制造涉及的核心技術(shù)領(lǐng)域包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等。
二、培養(yǎng)目標(biāo)
智能制造工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握機(jī)械工程、電氣控制、人工智能、計算機(jī)與信息技術(shù)等智能制造相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識和技能，具備智能化產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)、加工制造及生產(chǎn)組織管理等方面的基本能力。同時，該專業(yè)還注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和自主學(xué)習(xí)、實踐應(yīng)用等能力，旨在培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型技術(shù)人才。
三、核心課程
智能制造工程專業(yè)的核心課程包括但不限于：
基礎(chǔ)學(xué)科：工程圖學(xué)、工程力學(xué)、機(jī)械原理及設(shè)計、電工電子學(xué)、公差與檢測技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)、智能設(shè)計與仿真技術(shù)、智能制造工程與技術(shù)、智能裝備與控制技術(shù)、機(jī)器人工程、智能傳感技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、智能運維與健康管理、智能制造系統(tǒng)規(guī)劃與管理等。
專業(yè)課程：三維設(shè)計與工程制圖、機(jī)械設(shè)計、數(shù)字化設(shè)計與仿真、數(shù)字制造及應(yīng)用、智能機(jī)床與制造系統(tǒng)、機(jī)器人學(xué)、機(jī)器人控制、人工智能、智能生產(chǎn)線仿真技術(shù)等。
四、就業(yè)前景
在當(dāng)前制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的大背景下，智能制造專業(yè)的就業(yè)前景是非常廣闊的。具體就業(yè)方向包括：
智能裝備設(shè)計與制造：從事智能裝備、工業(yè)機(jī)器人、自動化設(shè)備等的設(shè)計、制造、調(diào)試、維護(hù)等工作。
智能化工廠規(guī)劃與管理：參與智能化工廠的整體規(guī)劃、系統(tǒng)集成、信息管理等工作。
工業(yè)大數(shù)據(jù)與人工智能應(yīng)用：利用工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化控制、智能調(diào)度、故障診斷等工作。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與云計算：從事工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的開發(fā)、部署、維護(hù)等工作。
智能檢測與質(zhì)量控制：從事智能檢測設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)質(zhì)量控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢測等工作。
智能服務(wù)與營銷：利用智能技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品推廣、客戶服務(wù)、市場分析等工作。
此外，隨著制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和智能化發(fā)展，智能制造領(lǐng)域的人才需求持續(xù)增長，薪資待遇也相對優(yōu)厚。
五、發(fā)展趨勢
智能制造行業(yè)的發(fā)展趨勢包括：
智能化技術(shù)與制造業(yè)深度融合：隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化技術(shù)將在制造業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。
自動化、信息化、智能化水平不斷提高：制造業(yè)將向更高水平的自動化、信息化、智能化邁進(jìn)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
研發(fā)型人才需求量增加：隨著智能制造技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，對具備研發(fā)能力的人才需求將不斷增加。
綜上所述，智能制造專業(yè)是一個具有廣闊發(fā)展前景和豐富就業(yè)機(jī)會的專業(yè)方向。它要求學(xué)生具備扎實的學(xué)科基礎(chǔ)知識和創(chuàng)新實踐能力，以適應(yīng)未來制造業(yè)的發(fā)展需求。
行業(yè)細(xì)分
智能制造行業(yè)作為高端裝備制造業(yè)的重點方向之一，涵蓋了多個細(xì)分領(lǐng)域。以下是智能制造行業(yè)的主要細(xì)分領(lǐng)域：
一、智能制造裝備產(chǎn)業(yè)主要分類
根據(jù)《工業(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類目錄（2023）》，智能制造裝備產(chǎn)業(yè)主要分類包括：
機(jī)器人與增材設(shè)備制造
重大成套設(shè)備制造
智能測控裝備制造
智能關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件制造
其他智能設(shè)備制造
智能制造相關(guān)服務(wù)
二、智能制造裝備產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)
上游：以基礎(chǔ)材料和高性能元件為主，包括零部件及系統(tǒng)，如減速器、軸承、傳感器、顯示器、電子元器件、控制器、傳動裝置、伺服系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)等。
中游：涉及環(huán)節(jié)眾多，包括高端數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、3D打印設(shè)備、智能傳感與控制裝備、智能倉儲與物流裝備、智能專用設(shè)備、智能檢測與裝配裝備等。
下游：應(yīng)用于多領(lǐng)域如電子信息、新能源、軌道交通、生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、物流、環(huán)境監(jiān)測等。
三、智能制造的關(guān)鍵技術(shù)和領(lǐng)域
機(jī)器人技術(shù)：機(jī)器人在智能制造中扮演著重要角色，可以完成搬運、裝配、焊接、噴涂等多種任務(wù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
傳感器技術(shù)：傳感器是實現(xiàn)工業(yè)自動化的關(guān)鍵技術(shù)之一，可以實時監(jiān)測生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)，為控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。
控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是工業(yè)自動化的核心，通過接收傳感器的數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時控制和調(diào)整。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實現(xiàn)工業(yè)自動化的執(zhí)行部件，如伺服電機(jī)等，根據(jù)控制系統(tǒng)的指令完成相應(yīng)的動作。
信息技術(shù)：如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)、人工智能技術(shù)等，通過數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和分析，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化管理。
先進(jìn)制造技術(shù)：如3D打印技術(shù)、激光加工技術(shù)、精密加工技術(shù)、復(fù)合材料技術(shù)等，通過采用新材料、新工藝、新技術(shù)等，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。
供應(yīng)鏈管理：通過供應(yīng)鏈協(xié)同、物流管理和庫存管理等手段，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
質(zhì)量管理：包括在線檢測、質(zhì)量追溯、質(zhì)量控制和質(zhì)量改進(jìn)等環(huán)節(jié)，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。
四、智能制造的重點細(xì)分領(lǐng)域
工業(yè)機(jī)器人與特種機(jī)器人：包括焊接、涂裝、搬運、裝配等工業(yè)機(jī)器人，以及安防、危險作業(yè)、救援等特種機(jī)器人。
智能測控設(shè)備：包括新型傳感器、智能控制器、可編程控制器、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）、嵌入式系統(tǒng)、智能儀表、精密儀器、精密傳動裝置、伺服控制機(jī)構(gòu)、液氣密元件及系統(tǒng)等。
重大智能裝備：如石油石化智能成套設(shè)備、冶金智能成套設(shè)備、智能化成形和加工成套設(shè)備、自動化物流成套設(shè)備、建材制造成套設(shè)備、智能化食品制造生產(chǎn)線、智能化紡織成套裝備、智能化印刷裝備等。
軟件系統(tǒng)及平臺：包括制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、信息物理系統(tǒng)（CPS）、計算機(jī)仿真系統(tǒng)（CAE）、虛擬現(xiàn)實、云計算、大數(shù)據(jù)等。
五、智能制造的新興領(lǐng)域
工業(yè)無人機(jī)：作為智能制造裝備產(chǎn)業(yè)中的明星市場，工業(yè)無人機(jī)領(lǐng)域近年來發(fā)展迅速，五年復(fù)合增速超過50%。
3D打印設(shè)備：3D打印設(shè)備在智能制造裝備產(chǎn)業(yè)中的規(guī)模占比接近50%，是一個具有高增長潛力的領(lǐng)域。
綜上所述，智能制造行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域眾多，涉及技術(shù)廣泛且應(yīng)用前景廣闊。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的不斷拓展，智能制造行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
發(fā)展軌跡
智能制造的發(fā)展軌跡可以追溯到上世紀(jì)六十年代，當(dāng)時科學(xué)家開始研究計算機(jī)輔助設(shè)計和制造（CAD/CAM）技術(shù)。以下是智能制造的發(fā)展軌跡概述：
一、早期發(fā)展
20世紀(jì)50年代：數(shù)控（Numerical Control，NC）機(jī)床在美國首次出現(xiàn)，實現(xiàn)了從人工控制向自動化的過渡。
20世紀(jì)60年代：計算機(jī)輔助設(shè)計/制造（CAD/CAM）軟件出現(xiàn)，柔性制造系統(tǒng)（FMS）誕生，這些技術(shù)改變了傳統(tǒng)制造流程，提升了硬件設(shè)備的生產(chǎn)能力。
20世紀(jì)70年代：CAD和CAM技術(shù)的融合，使得信息交互更加規(guī)范，機(jī)床可以根據(jù)制造程序進(jìn)行生產(chǎn)。
20世紀(jì)80年代：計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）通過計算機(jī)軟硬件，使各種技術(shù)之間、各類數(shù)據(jù)之間有了更高級的數(shù)字化融合，為制造技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。此時，智能制造的概念逐步興起，追求產(chǎn)品質(zhì)量、機(jī)械化、勞動密集型生產(chǎn)。
二、技術(shù)融合與應(yīng)用推廣
20世紀(jì)90年代：互聯(lián)網(wǎng)得以普及應(yīng)用，智能制造的研究獲得歐、美、日等工業(yè)化發(fā)達(dá)國家的普遍重視，圍繞智能制造技術(shù)（IMT）與智能制造系統(tǒng)（IMS）開展國際合作研究。智能制造的概念在國際上得到更廣泛的認(rèn)可，并開始在實際生產(chǎn)中應(yīng)用。
21世紀(jì)初：隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng)用，智能制造被賦予了新的內(nèi)涵，即新一代信息技術(shù)條件下的智能制造。
三、智能制造的演進(jìn)階段
智能制造的發(fā)展可以歸納為三個基本范式，也是其發(fā)展的三個階段：
數(shù)字化制造：這是智能制造的第一個階段，也稱為第一代智能制造。它通過對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行數(shù)字化描述、分析、決策和控制，實現(xiàn)快速生產(chǎn)。
數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造：這是智能制造的第二個階段，也稱為“互聯(lián)網(wǎng)+制造”或第二代智能制造。它通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)人、流程、數(shù)據(jù)和事物等節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)連接，推動制造業(yè)從數(shù)字化制造發(fā)展到數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造階段。
數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造：這是智能制造的第三個階段，也稱為新一代智能制造。它在新一代人工智能技術(shù)的推動下，實現(xiàn)制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，為制造業(yè)帶來革命性的變化。
四、全球及中國智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀
全球?qū)用妫?/strong>隨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的深入發(fā)展，智能制造已成為各國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵方向。美國、德國、日本等工業(yè)大國紛紛實施“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，以智能制造為主要抓手，重塑國際制造業(yè)競爭新優(yōu)勢。
中國層面：中國作為制造業(yè)大國，高度重視智能制造的發(fā)展。近年來，國家出臺了一系列政策鼓勵智能制造行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新，智能制造裝備產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。目前，中國智能制造行業(yè)正處于快速發(fā)展階段，部分企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了智能化轉(zhuǎn)型，但整體上仍面臨技術(shù)升級、人才培養(yǎng)等方面的挑戰(zhàn)。
五、未來展望
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的不斷需求，智能制造將繼續(xù)向更高水平發(fā)展。未來，智能制造將更加注重綠色、高效、個性化定制等方面的發(fā)展，推動制造業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新、綠色、協(xié)調(diào)、開放、共享式發(fā)展。同時，隨著5G、人工智能等新一代信息技術(shù)的融合應(yīng)用，智能制造將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
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