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人工智能是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，運(yùn)用機(jī)械設(shè)備取代傳統(tǒng)的人工操作，根據(jù)設(shè)定好的程序和算法完成制造任務(wù)，智能制造是我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略決策，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造企業(yè)生產(chǎn)流程的動(dòng)態(tài)化管理，打造智能生產(chǎn)線，更好的迎接新時(shí)代產(chǎn)業(yè)變革。將企業(yè)智能化水平作為評(píng)估企業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ闹匾笜?biāo)，人工智能背景下大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，加強(qiáng)員工之間的有效溝通，在企業(yè)內(nèi)部建立生態(tài)化制造系統(tǒng)。本文總結(jié)智能生產(chǎn)線和智能制造的主要特征，從智能制造技術(shù)和智能工廠兩方面探究人工智能背景下智能制造技術(shù)的發(fā)展，基于第一代、第二代、第三代智能制造技術(shù)，分析智能制造的未來(lái)。

智能生產(chǎn)線的組建包括硬件、軟件和大數(shù)據(jù)集成技術(shù)，組建的智能生產(chǎn)線要包含智能裝備模塊和物流服務(wù)模塊，運(yùn)用先進(jìn)的制造技術(shù)、傳感技術(shù)和智能化控制技術(shù)，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)當(dāng)前的生產(chǎn)狀態(tài)，收集詳細(xì)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，優(yōu)化智能制造系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。倉(cāng)儲(chǔ)物流服務(wù)模塊需要管理物料倉(cāng)儲(chǔ)情況，根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行物料的配送與裝卸，倉(cāng)儲(chǔ)物流服務(wù)模塊運(yùn)行階段，系統(tǒng)操作人員需要嚴(yán)格按照生產(chǎn)需求保證資源的充分供應(yīng)，控制材料供應(yīng)數(shù)量，實(shí)時(shí)觀察物流倉(cāng)儲(chǔ)是否存在貨物短缺、貨物過(guò)剩危機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的全面監(jiān)控，需要在智能生產(chǎn)線硬件設(shè)施安裝階段設(shè)置傳感器和射頻識(shí)別裝置，采集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，定期進(jìn)行設(shè)備故障檢測(cè)，得到準(zhǔn)確的物料數(shù)據(jù)信息。按照簽署的安全通信協(xié)議，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行全面管控，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的生產(chǎn)加工狀態(tài)，由上級(jí)管理者制定全新的生產(chǎn)決策，通過(guò)數(shù)據(jù)總線將生產(chǎn)命令傳達(dá)到執(zhí)行端口。智能生產(chǎn)線的軟件構(gòu)造是以雙向數(shù)據(jù)集成化為主要目標(biāo)，建立數(shù)據(jù)傳輸模塊，將網(wǎng)絡(luò)體系分為總控網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行子網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)督與管理，智能生產(chǎn)線建設(shè)的優(yōu)劣將直接影響到信息交互質(zhì)量。在智能生產(chǎn)線整體架構(gòu)設(shè)計(jì)中融入大數(shù)據(jù)技術(shù)，減少技術(shù)人員的數(shù)據(jù)分析壓力，簡(jiǎn)化管理人員的工作流程，精準(zhǔn)的為上級(jí)決策制定提供數(shù)據(jù)參考，不斷總結(jié)多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，將現(xiàn)代化人工智能知識(shí)應(yīng)用到智能生產(chǎn)線的構(gòu)造中，為智能制造技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展創(chuàng)造有利環(huán)境。

智能制造技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是在生產(chǎn)制造過(guò)程中加入人類的智能活動(dòng)，機(jī)械設(shè)備能夠自動(dòng)完成判斷、感知和決策，將人工智能技術(shù)與電子信息技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，應(yīng)用先進(jìn)的制造理念，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造過(guò)程的動(dòng)態(tài)化監(jiān)管。智能制造技術(shù)是多種關(guān)鍵技術(shù)的組合應(yīng)用，不是簡(jiǎn)單的機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的結(jié)合，而是賦予機(jī)器人圖像識(shí)別能力和傳感能力，能夠根據(jù)上級(jí)下達(dá)的生產(chǎn)指令自主進(jìn)行設(shè)備移動(dòng)、設(shè)備更換等操作。數(shù)控機(jī)床需要具備溫度傳感、振動(dòng)分析等功能，智能制造的主要特征為物流倉(cāng)儲(chǔ)的高度自動(dòng)化、生產(chǎn)流程的有機(jī)聯(lián)動(dòng)、實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)交互。在實(shí)際生產(chǎn)階段通過(guò)物流倉(cāng)儲(chǔ)模塊中視頻識(shí)別技術(shù)分析物料的基本屬性，借助傳送帶、無(wú)人車等設(shè)備完成物料的運(yùn)輸與調(diào)整，利用網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工、設(shè)備材料供應(yīng)與動(dòng)態(tài)化管理的有機(jī)聯(lián)通。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的影響下能夠高速完成數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，提高生產(chǎn)一線的安全等級(jí)，保證加工現(xiàn)場(chǎng)控制管理中心以及云端服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通信，對(duì)當(dāng)前工廠的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬分析，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)判斷工廠布局的合理性。調(diào)整設(shè)備與生產(chǎn)流程的搭配關(guān)系，建立集機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、檢測(cè)包裝設(shè)備于一體的虛擬生產(chǎn)線模擬運(yùn)行環(huán)境，借助終端控制器和人機(jī)操作界面運(yùn)行虛擬化工廠，根據(jù)運(yùn)行結(jié)果分析實(shí)際工廠的加工流程。

為了更好的滿足市場(chǎng)發(fā)展需求，企業(yè)通過(guò)人工智能技術(shù)的融合建立智能制造生產(chǎn)線，拓展制造企業(yè)的發(fā)展規(guī)模，制造生產(chǎn)從單一化產(chǎn)品生產(chǎn)向多樣化、多品類同時(shí)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。信息技術(shù)、人工智能技術(shù)為智能制造的實(shí)現(xiàn)提供有利條件，我國(guó)制造行業(yè)呈現(xiàn)出信息化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)品類、生產(chǎn)量、生產(chǎn)結(jié)果進(jìn)行全面記錄。運(yùn)用移動(dòng)通信技術(shù)加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中各部門員工之間的溝通與聯(lián)系，根據(jù)客戶需求適當(dāng)?shù)恼{(diào)整生產(chǎn)內(nèi)容，人工智能技術(shù)取代傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)操作，降低人為操作失誤對(duì)企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)影響，加快生產(chǎn)速度，保證生產(chǎn)質(zhì)量。將人工智能與信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，優(yōu)化智能制造生產(chǎn)線，促進(jìn)制造工藝和產(chǎn)品研發(fā)的高等級(jí)發(fā)展，建立信息管理系統(tǒng)調(diào)整產(chǎn)品服務(wù)模塊，將人工智能技術(shù)融入到制造業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品服務(wù)的多個(gè)階段。

智能工廠這一概念的提出，是以工業(yè)4.0發(fā)展為基礎(chǔ)，要求在整個(gè)制造生產(chǎn)的過(guò)程中通過(guò)機(jī)械設(shè)備與信息技術(shù)的有效融合，打造智能化生產(chǎn)線。企業(yè)需要加大資金投入力度，引進(jìn)最先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，在生產(chǎn)過(guò)程中形成科學(xué)的物質(zhì)生成系統(tǒng)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程的全面管控?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的有效應(yīng)用，讓機(jī)械設(shè)備與信息系統(tǒng)之間的融合變得更加順暢，智能制造技術(shù)的發(fā)展方向呈現(xiàn)出虛擬智能化的特點(diǎn)，智能工廠逐漸取代傳統(tǒng)生產(chǎn)線的實(shí)體車間。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面管控，機(jī)械運(yùn)行與工作階段不需要設(shè)置確定位置，只需要保證機(jī)械不存在運(yùn)行故障，就能完成上級(jí)下達(dá)的生產(chǎn)指令，用機(jī)械設(shè)備代替人工操作，降低機(jī)械運(yùn)輸成本，保證生產(chǎn)效率，加快生產(chǎn)速度。智能工廠是全球化智能制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，要求機(jī)械設(shè)備具有更高的智能分析能力，在此基礎(chǔ)上提出機(jī)械設(shè)備未來(lái)的人工智能發(fā)展方向。在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)通信等眾多互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的加持下，對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，加強(qiáng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間的信息共享，加工設(shè)備能夠自動(dòng)完成數(shù)據(jù)分析與計(jì)算，降低制造生產(chǎn)成本的投入。

從AI智能化發(fā)展視角來(lái)看，第一代智能制造的實(shí)現(xiàn)是將AI智能技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，主要的智能行為是自動(dòng)化完成符號(hào)推理，通過(guò)集成知識(shí)工程設(shè)計(jì)出多樣化的軟件系統(tǒng)，憑借機(jī)器人的視覺(jué)控制能力，復(fù)制與模仿技工們的操作技能，建立專家知識(shí)分析模型，智能機(jī)器能夠自動(dòng)化的完成小批量生產(chǎn)任務(wù)。隨著制造技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，智能制造面臨著新的問(wèn)題，需要在原有的智能基礎(chǔ)上進(jìn)一步研發(fā)，將分子生物學(xué)、信息技術(shù)融入到智能制造中，搭建全新的智能制造系統(tǒng)，能夠自動(dòng)完成圖像識(shí)別。結(jié)合生產(chǎn)需求進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的在線監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)程完成指令下達(dá)，自動(dòng)化進(jìn)行故障檢測(cè)，全面提高系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化和柔性化，在專家系統(tǒng)的支持下更好地服務(wù)于生產(chǎn)制造。專家系統(tǒng)在解決生產(chǎn)問(wèn)題時(shí)，需要提前進(jìn)行知識(shí)獲取，占有一定的應(yīng)用空間，人工智能的研究重點(diǎn)開(kāi)始呈現(xiàn)出機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展方向，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上搭建的深度學(xué)習(xí)模塊，提出了新的智能制造技術(shù)研發(fā)方向。

將AI與制造技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，重新調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)，建立集中化控制體系，分布式控制結(jié)構(gòu)是第二代智能制造的主要特征。根據(jù)智能制造發(fā)展規(guī)劃中的有關(guān)內(nèi)容了解到，第二代智能制造是在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，與制造工藝進(jìn)行深度融合，將智能化服務(wù)融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、自動(dòng)管理等多個(gè)方向，具有自動(dòng)感知、自動(dòng)學(xué)習(xí)、自動(dòng)執(zhí)行等多種功能。同樣以物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，融入3D打印技術(shù)，形成動(dòng)態(tài)化模擬體系，增強(qiáng)物理系統(tǒng)的感知能力與集成能力，實(shí)現(xiàn)與信息系統(tǒng)的有機(jī)融合，信息通信技術(shù)是系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)與發(fā)展的關(guān)鍵。傳感技術(shù)的支持下，生產(chǎn)制造中的物理資源能夠與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算進(jìn)行結(jié)合，形成無(wú)處不在的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)制造的全過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)管。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)能力和計(jì)算能力得到顯著提升，云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用加快了信息處理速度，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造資源的全面共享和合理分配，為智能制造技術(shù)的綜合管理提供了更多可能。打造以云計(jì)算和信息通信為核心的智能制造模式，自動(dòng)分析情感信息和社會(huì)信息，打造以人為中心的預(yù)測(cè)式制造工藝和主動(dòng)式制造工藝。隨著物聯(lián)網(wǎng)概念在生產(chǎn)制造過(guò)程中的應(yīng)用，提出了智能工廠發(fā)展理念，運(yùn)用情景感知技術(shù)打造制造工廠，隨時(shí)進(jìn)行各類制造信息的訪問(wèn)與了解，在設(shè)備內(nèi)部安裝傳感器，監(jiān)控工廠的制造生產(chǎn)狀態(tài)，制定出詳細(xì)的制造計(jì)劃。通過(guò)GPS技術(shù)定位工具或物料的位置，盡量的降低在生產(chǎn)制造過(guò)程中的人為干預(yù)，提高了信息管理和信息服務(wù)的能力，打造可持續(xù)性發(fā)展的綠色生產(chǎn)線。建立信息捕捉與集成式發(fā)展框架，將機(jī)器運(yùn)行信息、物料供應(yīng)信息嵌入到傳感設(shè)備中，加強(qiáng)管理層、車間層和設(shè)備層之間的互聯(lián)互通，利用資源感知系統(tǒng)和信息集成系統(tǒng)驗(yàn)證生產(chǎn)規(guī)劃的可行性，確保在制造執(zhí)行階段獲得真實(shí)有效的信息反饋。

AI系統(tǒng)在關(guān)鍵功能上已經(jīng)遠(yuǎn)超人類人工智能的發(fā)展方向，逐漸向完全模擬人類認(rèn)知活動(dòng)進(jìn)行，通用AI是人工智能未來(lái)發(fā)展的必然，根據(jù)日本提出的超智能社會(huì)理念，人工智能將無(wú)限趨近于人性，將會(huì)擁有人類的感知、心理和思維，能夠自主針對(duì)某一問(wèn)題進(jìn)行思考。通用AI在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的應(yīng)用，可以根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件制定出最優(yōu)的制造規(guī)劃，第三代超級(jí)人工智能不僅能夠精通各種生產(chǎn)制造的知識(shí)和理論，還能夠自主研發(fā)新知識(shí)。通用AI的優(yōu)勢(shì)在于能夠預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)生的情景，在無(wú)人類監(jiān)督和干預(yù)的情況下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，借助強(qiáng)大的智能算法將各類數(shù)據(jù)整合到一起，解決生產(chǎn)制造中面臨的各類問(wèn)題。第三代智能制造技術(shù)將會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自動(dòng)切換協(xié)議，獲取豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，基于智能算法對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行合理應(yīng)用，預(yù)測(cè)與分析生產(chǎn)中的各環(huán)節(jié)，按照人類思維進(jìn)行設(shè)備更換、停工檢修等工作，建立完美的生產(chǎn)制造分析模型。

信息技術(shù)在我國(guó)制造企業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展，改變了傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)模式，當(dāng)代人工智能的發(fā)展以大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，能夠更好的完成符號(hào)邏輯推理。人工智能背景下智能制造技術(shù)的發(fā)展，需要明確人工智能與智能制造之間的內(nèi)在聯(lián)系，探究智能制造技術(shù)演變規(guī)律，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造、智能設(shè)備研發(fā)、終端平臺(tái)建設(shè)的融合發(fā)展。互聯(lián)網(wǎng)與AI之間的有效交互，促進(jìn)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，將人工智能作為產(chǎn)業(yè)升級(jí)與轉(zhuǎn)型的內(nèi)在動(dòng)力，根據(jù)智能制造的基礎(chǔ)理論，打破關(guān)鍵共性技術(shù)的局限性，營(yíng)造一個(gè)良性發(fā)展的智能制造產(chǎn)業(yè)環(huán)境。

（作者：程興國(guó)，貴州民族大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院副教授；翁璞，貴州民族大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教務(wù)科科長(zhǎng)）