智能制造的若干技术

蔡自兴 蔡昱峰

（1.中南大学智能系统与智能控制研究所，长沙，410083；2.湖南省自兴人工智能集团，长沙，410116）

0 引言

在2015年5月，国务院发布《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略，并指出实现制造强国的战略目标通过“三步走”实现[1]。本文以此为基，讨论智能制造的基本概念、主要特征和关键技术；论述智能制造与人工智能互相依存的关系，说明人工智能促进制造业转型升级；探讨智能制造发展的新方向──普适制造，阐述普适制造的分类、核心思想和发展方向。

1 智能制造及其关键技术

要实现制造强国，其核心是实现智能制造。什么是智能制造？它的关键技术是哪那些？

1.1 智能制造的由来与构架

1.1.1发展过程

早在35年前，美国国家自然科学基金（NSF）设立了“未来工厂”重大应用基础研究项目，经过激烈竞争，于1985年4月由美国普渡大学傅京孙（King-sun Fu）领衔的课题组获得该项目。这是国际上最早的国家级“智能制造”基础研究项目，研究经费高达1700万美元。这些研究后来发展为计算机辅助制造（CAM）和计算机柔性制造系统（CIMS），成为现在智能制造的先驱。

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是在CAD、CAM、CAE、EDA、CAPP、EMS、CIMS等基础上逐步发展起来的，也是制造业从机械化、自动化逐步向数字化、信息化、网络化、柔性化、机器人化、智能化和高度集成化发展的过程。

1.1.2基本概念

智能制造从智能制造系统的本质特征出发，在分布式制造网络环境中，应用分布式人工智能中多Agent系统的理论与方法，实现制造单元的柔性智能化与基于网络的制造系统柔性智能化集成，是一种由智能机器和人类专家组成的人机一体化智能系统，能在制造过程中进行分析、推理、判断、构思和决策等智能活动，实现制造过程智能化[2]。……