什么是智能制造系统（IMS）？

智能制造系统 (IMS) 是一种现代制造系统，它集成了人、机器和流程的能力，以实现最佳的制造结果。制造系统是指收集输入、安排输入并将其转换为所需输出的整个过程。IMS 寻求实现制造资源的最佳利用，最大限度地减少浪费，并为业务增加价值。
与工业革命初期相比，现在的制造业范围已大不相同。现代生产不仅关注数量或质量，还关注资源的保护和流程的可持续性。通过 IMS，生产商试图跟上不断发展的行业和消费者不断增长的需求。

在传统制造系统中使用智能意味着为生产流程带来灵活性，分析现有流程及其不足，收集相关信息，并利用这些信息制定更好的流程。
传统制造依靠操作员的现有知识和经验，而 IMS 要求参与该过程的人员从过去的生产数据中学习、了解所有复杂性、预测生产结果并找到更好的替代方案。
 

概括
智能制造系统 (IMS) 是一种现代制造系统，它集成了人、机器和流程的能力，以实现最佳的制造结果。
传统制造依靠操作员的现有知识和经验，而 IMS 要求参与该过程的人员从过去的生产数据中学习、了解所有复杂性、预测生产结果并找到更好的替代方案。
根据信息技术水平及其与制造系统集成的特点，IMS可以概括为三种范式：数字制造、数字网络化制造和新一代智能制造。
 

对智能制造系统的需求
随着制造业成就的上限随着工业革命的后续阶段不断增加，现有的人类知识和能力因无法跟上工业发展而面临一定的局限性。由于操作员无法跟上最新的技术变化，传统的制造系统无法处理过程中的不确定性和复杂性。
随着越来越多的消费者要求高质量的产品，需要在更短的时间内提高生产水平和产品质量，同时又不增加生产成本。对资源优化和可持续生产方法的重视给制造商带来了进一步的压力。现有的传统系统无法有效满足要求，因为人工操作员无法适应复杂性或记忆预测生产结果所需的大量数据。
例如，传统的制造系统要求操作员在实际生产开始之前，根据试错法或操作员的经验，在机器和设备中设置某些输入参数。尽管有多年的经验，机器操作员可能并不了解生产过程中可能出现的每种可能的不确定性或复杂性。
因此，每次出现复杂性时，都需要停止并重新配置整个流程以处理问题。这不仅耗时，而且成本很高。如果机器本身可以记录过去经历的每个不确定性并相应地建议适当的输入参数，则可以避免这种延迟。
因此，需要结合机器和新技术的使用来进行快速预测，并采用基于自学的灵活制造方法。信息技术是智能制造系统理念的发展过程。
 

IMS的三个范式
智能制造的概念经过多年的发展，将最新的技术变革融入生产系统。根据信息技术水平及其与制造系统集成的特点，IMS可以概括为以下三种模型或范式：

 
1. 数字化制造
数字制造范式也称为第一代智能制造，是IMS的基础，是后续范式的基础。在 1980 年代，生产计划和输出设计开始在计算机上而不是纸质图表和图形上进行。
对工厂布局、产品设计、机器使用和劳动力进行数字模拟，以制定降低成本、提高产品质量和实现资源优化利用的最佳价值链。由于所有事情都是数字化完成的，因此它减少了制造特定于消费者要求的产品所需的时间。
 

2. 数字网络化制造
第二代智能制造在计算机化制造系统中集成了互联网的使用。互联网网络将不同生产单元的想法、流程和数据连接起来，并允许协作制造。
网络化技术实现了不同企业之间的协同研发，连接了同行业的企业（横向集成），连接了同行业内在生产过程不同层次上运行的企业（纵向集成），连接了用户和企业。用户交互是将生产过程转变为以用户为中心的过程的第一步。
 

3. 新一代智能制造
人工智能 (AI)与数字和网络技术的融合导致了 IMS 的战略突破。人工智能在制造过程中的本质可以彻底改变生产技术并取代对人类智能的需求。
人工智能赋予新一代智能制造能力，无需人工干预即可参与研发并制定新的流程、设计、产品和商业模式。由于机器比人类快，人工智能不仅会减少生产所需的时间，还会减少创新和构思所需的时间。
上述每种模式并不相互排斥；相反，它们建立在前一个特征的基础上。