“智能制造”的“智能”可以分別從“智”和“能”兩個(gè)方面理解，“智”的核心內(nèi)涵是知識(shí)，“能”的核心內(nèi)涵是獲取知識(shí)的能力和應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。

德國數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家萊布尼茲認(rèn)為人類的理性思維是一種運(yùn)算，并致力于用形式化的數(shù)學(xué)方法研究人類的思維過程。1674年，他在巴黎科學(xué)院演示了可以完成四則運(yùn)算的算術(shù)計(jì)算機(jī)，而在此之前，計(jì)算是人類所特有的智能。

引發(fā)第一次工業(yè)革命的蒸汽機(jī)，曾經(jīng)是由操作者手動(dòng)控制的，蒸汽機(jī)運(yùn)行速度是否平穩(wěn)、是否按要求加減速，完全依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)科學(xué)家揭示了蒸汽機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)了離心自動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)，蒸汽機(jī)就可以自動(dòng)控制其運(yùn)行速度了，機(jī)器似乎擁有了人類的調(diào)速經(jīng)驗(yàn)。

早期的手動(dòng)機(jī)床依靠操作者高超的技能和經(jīng)驗(yàn)才能完成曲面的加工，而20世紀(jì)50年代發(fā)明的數(shù)控機(jī)床則實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜曲面的自動(dòng)加工。數(shù)控機(jī)床已然超越了高級(jí)技師累積的技能和經(jīng)驗(yàn)，并解決了復(fù)雜零件的加工問題。

1997年5月11日，超級(jí)計(jì)算機(jī)“深藍(lán)”打敗了世界象棋大師卡斯帕羅夫，成為在國際象棋這一領(lǐng)域戰(zhàn)勝人類的第一臺(tái)機(jī)器，而在此之前，推理是人類所特有的智能。2016年3月，一款名為阿爾法圍棋（AlphaGo）的人工智能程序?qū)?zhàn)世界圍棋冠軍、職業(yè)九段選手李世石，并以4∶1的總比分獲勝，成為人工智能發(fā)展史上的又一里程碑。

上述科技事件揭示了智能科學(xué)與技術(shù)研究的某種規(guī)律：智能科學(xué)的發(fā)展是不斷進(jìn)化的。每當(dāng)科學(xué)家在深入研究的基礎(chǔ)上建立了人類某項(xiàng)智能的數(shù)學(xué)模型，并發(fā)明一種算法或裝置去實(shí)現(xiàn)這一智能功能時(shí)，人類的這一智能就“物化”在機(jī)器中，智能科技就此向前邁進(jìn)一步。

我國與發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)80年代幾乎同時(shí)啟動(dòng)了智能制造理論與技術(shù)的研究并取得重要進(jìn)展，國家自然科學(xué)基金委先后啟動(dòng)關(guān)于智能制造的重點(diǎn)項(xiàng)目、重大項(xiàng)目的研究，科技部也啟動(dòng)了關(guān)于智能制造的“973”項(xiàng)目的研究。

智能制造旨在讓制造裝備和系統(tǒng)擁有智能，因而智能制造的核心內(nèi)容是研究制造活動(dòng)中的信息感知與分析、知識(shí)表達(dá)與學(xué)習(xí)、智能決策與執(zhí)行（感知—學(xué)習(xí)—決策—執(zhí)行）。智能制造技術(shù)涉及產(chǎn)品全生命周期中的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)等環(huán)節(jié)的制造活動(dòng)，其技術(shù)體系主要包括制造智能技術(shù)、智能制造裝備技術(shù)、智能制造系統(tǒng)技術(shù)、智能制造服務(wù)技術(shù)。

智能制造技術(shù)體系

智能制造是實(shí)現(xiàn)知識(shí)的屬性和功能的重要手段，智能制造追求的目標(biāo)是不斷擴(kuò)展制造裝備和系統(tǒng)的智能。由于制造中的知識(shí)包羅萬象，而且人類關(guān)于制造的知識(shí)也在不斷深化、擴(kuò)展，這就注定了智能制造的發(fā)展將是一個(gè)不斷進(jìn)化的過程，人們關(guān)于智能制造的概念也將是一個(gè)不斷向前推進(jìn)的過程。進(jìn)入21世紀(jì)以來，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起，全球科技創(chuàng)新呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢(shì)和特征。以智能制造為核心，信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)廣泛滲透，帶動(dòng)幾乎所有領(lǐng)域發(fā)生了以智能、服務(wù)、綠色為特征的群體性技術(shù)革命，這是新一輪的工業(yè)革命。

智能制造—制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，是新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)。第一，使機(jī)械產(chǎn)品向“數(shù)控一代”乃至“智能一代”發(fā)展，從根本上提高產(chǎn)品功能、性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。第二，使制造業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化集成制造發(fā)展，全面提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和管理水平。第三，將催生產(chǎn)業(yè)模式轉(zhuǎn)變或創(chuàng)新：從大規(guī)模流水線生產(chǎn)轉(zhuǎn)向定制化規(guī)模生產(chǎn)；從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變；催生“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)+現(xiàn)代服務(wù)業(yè)”模式。

當(dāng)前，智能制造已成為制造強(qiáng)國的主要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域，美國、德國和日本等國家已先后啟動(dòng)智能制造研究計(jì)劃并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局，智能制造產(chǎn)業(yè)處于全球領(lǐng)先地位。2015年，智能制造被確定為“中國制造2025”的主攻方向，主線是工業(yè)化和信息化兩化融合，著力發(fā)展智能裝備和智能產(chǎn)品，推進(jìn)生產(chǎn)過程智能化，培育新型生產(chǎn)方式，全面提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化水平。

實(shí)施智能制造工程，應(yīng)緊密圍繞重點(diǎn)制造領(lǐng)域關(guān)鍵環(huán)節(jié)，開展新一代信息技術(shù)與制造裝備融合的集成創(chuàng)新和工程應(yīng)用。支持產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，開發(fā)智能產(chǎn)品和自主可控的智能裝置并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。依托優(yōu)勢(shì)企業(yè)，緊扣關(guān)鍵工序智能化、關(guān)鍵崗位機(jī)器人替代、生產(chǎn)過程智能優(yōu)化控制、供應(yīng)鏈優(yōu)化，建設(shè)重點(diǎn)領(lǐng)域智能工廠/數(shù)字化車間。在基礎(chǔ)條件好、需求迫切的重點(diǎn)地區(qū)、行業(yè)和企業(yè)中，分類實(shí)施流程制造、離散制造、智能裝備和產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)新模式、智能化管理、智能化服務(wù)等試點(diǎn)示范及應(yīng)用推廣。建立智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系和信息安全保障系統(tǒng)，搭建智能制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)。

目前，我國正加快構(gòu)建智能制造產(chǎn)業(yè)體系。但由于我國尚未完成工業(yè)化，大量企業(yè)仍處于自動(dòng)化進(jìn)程中，智能制造產(chǎn)業(yè)相對(duì)薄弱。高檔數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人、增材制造設(shè)備（3D打印設(shè)備）、智能傳感與控制、智能檢測(cè)與裝備、智能物流與倉儲(chǔ)是智能制造產(chǎn)業(yè)體系中的關(guān)鍵的智能制造裝備，其性能決定著整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展水平。

工業(yè)機(jī)器人：我國已有若干初具規(guī)模的機(jī)器人公司，一些專用機(jī)器人達(dá)到世界先進(jìn)水平，但通用高端機(jī)器人主要依賴進(jìn)口。關(guān)鍵零部件如控制器、電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)單元、傳感器等，其核心技術(shù)主要掌握在瑞士ABB、德國KUKA、日本安川（YASKAWA）等國際巨頭手中。

數(shù)控機(jī)床：我國已突破一些專用機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)，如用于加工航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤的智能雙面車床等，但通用高端數(shù)控機(jī)床仍然須從美國、日本、德國等工業(yè)強(qiáng)國進(jìn)口，主要是數(shù)控系統(tǒng)、電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)單元、主軸電機(jī)、精密光柵尺、刀具等關(guān)鍵部件與國外先進(jìn)產(chǎn)品還有差距。

增材制造設(shè)備（3D打印設(shè)備）：我國在大型航空零件的3D打印領(lǐng)域已取得技術(shù)突破，但還沒有形成完善的配套產(chǎn)業(yè)。美國在3D打印領(lǐng)域擁有全球領(lǐng)先的金屬材料研發(fā)能力。歐洲的法國、德國、比利時(shí)都擁有技術(shù)較強(qiáng)的3D打印企業(yè)，已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化規(guī)模生產(chǎn)。

智能制造是信息化與工業(yè)化的深度融合。支撐智能制造的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：各種傳感技術(shù)，從傳感器信息獲取知識(shí)的技術(shù)（機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)），推理決策技術(shù)，智能控制技術(shù)，工業(yè)操作系統(tǒng)技術(shù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，新一代人機(jī)交互技術(shù)等。

未來的制造是全方位感知的制造。傳感器分布在產(chǎn)品、生產(chǎn)系統(tǒng)、倉儲(chǔ)物流、管理系統(tǒng)中，能感知產(chǎn)品運(yùn)行性能和客戶狀態(tài)，感知生產(chǎn)狀態(tài)，感知原材料和產(chǎn)品的存儲(chǔ)和運(yùn)輸狀態(tài)。

未來的制造是數(shù)字化制造。產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化、生產(chǎn)過程數(shù)字化、倉儲(chǔ)物流數(shù)字化、客戶服務(wù)數(shù)字化、生產(chǎn)管理數(shù)字化。

未來的制造是網(wǎng)絡(luò)化制造。產(chǎn)品、生產(chǎn)系統(tǒng)、倉儲(chǔ)物流、管理系統(tǒng)中的傳感器、控制器等，通過網(wǎng)絡(luò)全部連接在一起，形成對(duì)產(chǎn)品全生命周期的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化和客戶服務(wù)的優(yōu)化。

未來的制造是充滿智慧的制造。在數(shù)學(xué)模型和智能算法的支持下，產(chǎn)品、生產(chǎn)系統(tǒng)、倉儲(chǔ)物流、管理系統(tǒng)既可以根據(jù)傳感器信息優(yōu)化自身運(yùn)行，也可以進(jìn)行自診斷、自維護(hù)、自學(xué)習(xí)，還可以通過互動(dòng)實(shí)現(xiàn)全局協(xié)調(diào)和優(yōu)化。

智能制造的上述特點(diǎn)，將使設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)，降低能耗和原材料，實(shí)現(xiàn)綠色制造。使分散在世界各地的企業(yè)、研發(fā)人員、創(chuàng)客借助網(wǎng)絡(luò)開放資源，實(shí)現(xiàn)共享制造。使產(chǎn)品供應(yīng)商實(shí)時(shí)、全面理解產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)和客戶體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)型制造。使生產(chǎn)過程具有快速重組和快速響應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)客戶定制制造。使產(chǎn)品、設(shè)備、用戶、生產(chǎn)管理人員互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)全連通制造。

智能制造的發(fā)展前景廣闊，機(jī)遇巨大。智能制造的發(fā)展，將以國家重大戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，著力攻破關(guān)鍵核心技術(shù)，為中國制造業(yè)的發(fā)展添磚加瓦。

文章來源：信息化和軟件服務(wù)網(wǎng)