面向智能制造的机器智能理论与方法
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1.3.2 智能制造的发展

智能制造是随着信息技术的不断普及而逐步发展起来的。自从智能制造这一概念于1988年被提出以来,随着计算机技术和制造技术的不断发展,以及生产线和生产设备内部的信息流量随着产品性能的完善化、结构的复杂化和精细化、功能的多样化等大幅增长,提高制造系统处理爆炸性增长的制造信息的能力、效率及规模成为制造技术发展的热点,智能制造也受到越来越多的重视。智能制造源于人工智能的研究,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,人工智能是利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,产品所包含的设计信息和工艺信息猛增,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(Flexible Manufacturing System, 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,而且要表现出智能,否则难以处理如此大量而复杂的信息工作。另外,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性、敏捷性和智能。因此,智能制造越来越受到重视。

纵览全球,虽然总体而言智能制造尚处于概念和实验阶段,但各国政府均将其列入国家发展计划,大力推动实施。

1992年,美国执行新技术政策,大力支持关键重大技术(Critical Technology),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,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。

日本于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R&D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)均突出了智能制造的位置。

20世纪80年代末,我国将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题,并在专家系统、模式识别、机器人、汉语机器理解方面取得了一批成果。近年来,国家科技部正式提出了“工业智能工程”,将其作为技术创新计划中创新能力建设的重要组成部分,智能制造是该项工程中的重要内容。

工业和信息化部于2015年启动实施“智能制造试点示范专项行动”,主要目的是直接切入制造活动的关键环节,充分调动企业的积极性,注重试点示范项目的成长性,通过点上突破,形成有效的经验与模式,在制造业各个领域加以推广与应用。工业和信息化部公布了2015年智能制造试点示范项目名单,在全国范围内遴选出的46个智能制造试点示范项目进入该名单,涉及38个行业、21个地区。

由此可见,智能制造正在世界范围内兴起,它是制造技术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。