1.3.2　智能制造的显著特征

和传统的制造相比，智能制造集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身，具有实时感知、优化决策、动态执行三个方面的优点。具体来说，智能制造具有以下鲜明特征。

智能工厂建设模式.pdf

1．自组织和超柔性

智能制造中的各组成单元能够根据工作任务需要，快速、可靠地组建新系统，集结成一种超柔性最佳结构，并按照最优方式运行。同时，对于快速变化的市场、变化的制造要求有很强的适应性，其柔性不仅表现在运行方式上，也表现在结构组成上，所以称这种柔性为超柔性，如同一群人类专家组成的群体，具有生物特征。例如，在当前任务完成后，该结构将自行解散，以便在下一任务中能够组成新的结构。

2．自律能力

智能制造具有搜集与理解环境信息和自身信息，并进行分析判断和规划自身行为的能力。智能制造系统能监测周围环境和自身作业状况并进行信息处理，根据处理结果自行调整控制策略，以采用最佳运行方案，从而使整个制造系统具备抗干扰、自适应和容错纠错等能力。强有力的知识库和基于知识的模型是自律能力的基础。具有自律能力的设备称为“智能机器”，其在一定程度上表现出独立性、自主性和个性，甚至相互间还能协调运作与竞争。

3．自我学习与自我维护

智能制造系统以原有的专家知识库为基础，能够在实践中不断地充实、完善知识库，并剔除其中不适用的知识，对知识库进行升级和优化，具有自学习功能。同时，在运行过程中能自行诊断故障，并具备对故障自行排除、自行维护的能力。这种特征使智能制造系统能够自我优化并适应各种复杂的环境。

4．人机一体化

智能制造不单纯是“人工智能”系统，而是一种人机一体化的智能系统，是一种“混合”智能。从人工智能发展现状来看，基于人工智能的智能机器只能进行机械式的推理、预测、判断，它只能具有逻辑思维（专家系统），最多做到形象思维（神经网络），完全做不到灵感（顿悟）思维，只有人类专家才真正同时具备以上三种思维能力。因此，现阶段想以人工智能全面取代制造过程中人类专家的智能，独立承担起分析、判断、决策等任务是不现实的。但人机一体化一方面突出人在制造系统中的核心地位，同时在智能机器的配合下，更好地发挥出人的潜能，使人机之间表现出一种平等共事、相互“理解”、相互协作的关系，使二者在不同的层次上各显其能，相辅相成。因此，在智能制造系统中，高素质、高智能的人将发挥更好的作用，机器智能和人的智能将真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。

5．网络集成

智能制造系统在强调各个子系统智能化的同时更注重整个制造系统的网络化集成，这是智能制造系统与传统的面向制造过程中特定应用的“智能化孤岛”的根本区别。这种网络集成包括两个层面。一是企业智能生产系统的纵向整合以及网络化。网络化的生产系统利用信息物理系统（CPS）实现工厂对订单需求、库存水平变化以及突发故障的迅速反应，生产资源和产品由网络连接，原料和部件可以在任何时候被送往任何需要它的地点，生产流程中的每个环节都被记录，每个差错也会被系统自动记录，这有利于帮助工厂更快速有效地处理订单的变化、质量的波动、设备停机等事故，工厂的浪费将大大减少。二是价值链横向整合。与生产系统网络化相似，全球或本地的价值链网络通过CPS相连接，囊括物流、仓储、生产、市场营销及销售，甚至下游服务。任何产品的历史数据和轨迹都有据可查，仿佛产品拥有了“记忆”功能。这便形成一个透明的价值链——从采购到生产再到销售，或从供应商到企业再到客户。客户定制不仅可以在生产阶段实现，还可以在开发、订单、计划、组装和配送环节实现。

6．虚拟现实

虚拟现实技术（virtual reality）是以计算机为基础，融合信号处理、动画技术、智能推理、预测、仿真和多媒体技术为一体，借助各种音像和传感装置，虚拟展示现实生活中的各种过程、物件等，是实现高水平人机一体化的关键技术之一。基于虚拟现实技术的人机结合新一代智能界面，可以用虚拟手段智能地表现现实，能拟实制造过程和未来的产品，它是智能制造的一个显著特征。