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智能制造

目录

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1智能制造的发展轨迹

2智能制造释义初探

3智能制造系统的特征

o3.1自律能力

o3.2人机一体化

o3.3虚拟现实（VirtualReality）技术

o3.4自组织与超柔性

o3.5学习能力与自我维护能力

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智能制造的发展轨迹

智能制造渊于人工智能的研究。一般认为智能是知识和智力的总和，前者是智能的基础，后

者是指获取和运用知识求解的能力。人工智能就是用人工方法在计算机上实现的智能。近半个世

纪特别是近20年来，随着产品性能的完善化及其结构的复杂化、精细化，以及功能的多样化，

促使产品所包含的设计信息和工艺信息量猛增，随之生产线和生产设备内部的信息流量增加，制

造过程和管理工作的信息量也必然剧增，因而促使制造技术发展的热点与前沿，转向了提高制造

系统对于爆炸性增长的制造信息处理的能力、效率及规模上。目前，先进的制造设备离开了信息

的输入就无法运转，柔性制造系统（FMS）一旦被切断信息来源就会立刻停止工作。专家认为，

制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型，这就要求制造系统不但要具备柔性，而且

还要表现出智能，否则是难以处理如此大量而复杂的信息工作量的。其次，瞬息万变的市场需求

和激烈竞争的复杂环境，也要求制造系统表现出更高的灵活、敏捷和智能。因此，智能制造越来

越受到高度的重视。

纵览全球，虽然总体而言智能制造尚处于概念和实验阶段，但各国政府均将此列入国家发展计

划，大力推动实施。

1992年美国执行新技术政策，大力支持被总统称之的关键重大技术（CriticalTechniloty），包

括信息技术和新的制造工艺，智能制造技术自在其中，美国政府希望借助此举改造传统工业并启

动新产业。

加拿大制定的1994~1998年发展战略计划，认为未来知识密集型产业是驱动全球经济和加拿大

经济发展的基础，认为发展和应用智能系统至关重要，并将具体研究项目选择为智能计算机、人

机界面、机械传感器、机器人控制、新装置、动态环境下系统集成。

日本1989年提出智能制造系统，且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目，包括了公司

集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。

欧洲联盟的信息技术相关研究有ESPRIT项目，该项目大力资助有市场潜力的信息技术。1994

年又启动了新的RD项目，选择了39项核心技术，其中三项（信息技术、分子生物学和先进

制造技术）中均突出了智能制造的位置。

我国80年代末也将智能“模拟”列入国家科技发展规划的主要课题，已在专家系统、模式识别、

机器人、汉语机器理解方面取得了一批成果。最近，国家科技部正式提出了工“业智能工程”，作

为技术创新计划中创新能力建设的重要组成部分，智能制造将是该项工程中的重要内容。

由此可见，智能制造正在世界范围内兴起，它是制造技术发展，特别是制造信息技术发展的必然，

是自动化和集成技术向纵深发展的结果

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智能制造释义初探

智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统，因本章不涉及智能制造技术本身，侧重于论述

制造模式，故仅讨论智能制造系统。

智能制造系统（IntelligentManufacturingSystemIMS）是一种由智能机器和人类专家共同组

成的人机一体化系统，它突出了在制造诸环节中，以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模

拟的人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部

分脑力劳动，同时，收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。由于这种制造

模式，突出了知识在制造活动中的价值地位，而知识经济又是继工业经济后的主体经济形式，所

以智能制造就成为影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。

智能制造系统是智能技术集成应用的环境，也是智能制造模式展现的载体。

一般而言，制造系统在概念上认为是一个复杂的相互关联的子系统的整体集成，从制造系统的功

能角度，可将智能制造系统细分为设计、计划、生产和系统活动四个子系统。在设计子系统中，

智能制定突出了产品的概念设计过程中消费需求