1.1 智能制造概念

纵观智能制造的发展历史，学术界和业界对智能制造的认识是一个不断发展和逐步深化的过程，大致经历了三个阶段：

一是20世纪80年代末，智能制造概念由美国等发达国家提出。1988年，美国麻省理工学院的赖特和博恩联合出版了《制造智能》一书，书中明确提出，智能制造是指“通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器人控制系统来对制造技工们的技能与专家知识进行建模，以使智能机器能够在没有人工干预的情况下进行小批量生产”。可以将此阶段理解为智能制造发展的初级阶段，该阶段的智能制造是建立在人工智能技术的创新应用基础上的。

二是20世纪90年代，智能制造的内涵进一步扩展。日本联合美国、欧盟委员会开展了智能制造研究，提出“智能制造系统是一种在整个制造过程中贯穿智能活动，并将这种智能活动与智能机器有机融合，将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统”。在这一理念指引下，相继开发了种类繁多的面向特定领域的专家系统和智能辅助系统，形成了一系列“智能孤岛”。然而，在研究和应用过程中，人们逐渐认识到，实现智能制造的关键是制造系统要具备自组织能力，而这取决于制造过程各环节的集成智能水平，但在当时的技术条件下，高度智能化的集成系统仍难以实现。

三是21世纪以来，智能制造的内涵进一步被深化。如美国国家标准与技术研究院提出：“智能制造指的是全集成的协同制造系统，该系统可以作出实时响应，以满足工厂、供应链网络和客户不断变化的需求和条件。”德国在“工业4.0”战略中提出，智能制造是将物联网技术与服务联网技术广泛应用于制造业形成的以赛博物理系统（CPS）为核心的新型智能系统。此后，又修正为“‘工业4.0’指的是第四次工业革命，描绘的是贯穿产品全生命周期的全价值链在组织管理方式上的一次巨大飞跃现象，是建立在实时获取全价值链网络的相关信息以及随时进行价值链优化的基础上，通过将人、物和系统网络连接，使得企业内部及企业之间形成动态的、自组织的和可实时优化的价值网络”。

从智能制造概念的内涵我们可以看出，智能制造本质是生产方式的变革，之所以经过了三个阶段的发展，是因为智能制造是在不同技术发展水平上发展起来的。可以将智能制造定义为，是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理和服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行和自适应等功能的新型生产方式。智能制造具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础，以网络互联为支撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低企业运营成本、提高生产效率、提升产品质量和降低资源能源消耗。