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人工智能是以計算機為基礎，運用機械設備取代傳統(tǒng)的人工操作，根據設定好的程序和算法完成制造任務，智能制造是我國制造業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略決策，實現對制造企業(yè)生產流程的動態(tài)化管理，打造智能生產線，更好的迎接新時代產業(yè)變革。將企業(yè)智能化水平作為評估企業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ闹匾笜耍斯ぶ悄鼙尘跋麓髷祿夹g、云計算技術的應用，加強員工之間的有效溝通，在企業(yè)內部建立生態(tài)化制造系統(tǒng)。本文總結智能生產線和智能制造的主要特征，從智能制造技術和智能工廠兩方面探究人工智能背景下智能制造技術的發(fā)展，基于第一代、第二代、第三代智能制造技術，分析智能制造的未來。

智能生產線的組建包括硬件、軟件和大數據集成技術，組建的智能生產線要包含智能裝備模塊和物流服務模塊，運用先進的制造技術、傳感技術和智能化控制技術，實時呈現當前的生產狀態(tài)，收集詳細的生產數據，優(yōu)化智能制造系統(tǒng)的內部結構。倉儲物流服務模塊需要管理物料倉儲情況，根據生產需求進行物料的配送與裝卸，倉儲物流服務模塊運行階段，系統(tǒng)操作人員需要嚴格按照生產需求保證資源的充分供應，控制材料供應數量，實時觀察物流倉儲是否存在貨物短缺、貨物過剩危機。為了實現對生產過程的全面監(jiān)控，需要在智能生產線硬件設施安裝階段設置傳感器和射頻識別裝置，采集設備的運行數據，定期進行設備故障檢測，得到準確的物料數據信息。按照簽署的安全通信協(xié)議，運用虛擬仿真技術對生產流程進行全面管控，實時顯示當前的生產加工狀態(tài)，由上級管理者制定全新的生產決策，通過數據總線將生產命令傳達到執(zhí)行端口。智能生產線的軟件構造是以雙向數據集成化為主要目標，建立數據傳輸模塊，將網絡體系分為總控網絡和執(zhí)行子網絡，負責對生產過程的監(jiān)督與管理，智能生產線建設的優(yōu)劣將直接影響到信息交互質量。在智能生產線整體架構設計中融入大數據技術，減少技術人員的數據分析壓力，簡化管理人員的工作流程，精準的為上級決策制定提供數據參考，不斷總結多年的從業(yè)經驗，將現代化人工智能知識應用到智能生產線的構造中，為智能制造技術的創(chuàng)新與發(fā)展創(chuàng)造有利環(huán)境。

智能制造技術的實現是在生產制造過程中加入人類的智能活動，機械設備能夠自動完成判斷、感知和決策，將人工智能技術與電子信息技術進行結合，應用先進的制造理念，實現對制造過程的動態(tài)化監(jiān)管。智能制造技術是多種關鍵技術的組合應用，不是簡單的機器人與數控機床的結合，而是賦予機器人圖像識別能力和傳感能力，能夠根據上級下達的生產指令自主進行設備移動、設備更換等操作。數控機床需要具備溫度傳感、振動分析等功能，智能制造的主要特征為物流倉儲的高度自動化、生產流程的有機聯動、實現虛擬現實交互。在實際生產階段通過物流倉儲模塊中視頻識別技術分析物料的基本屬性，借助傳送帶、無人車等設備完成物料的運輸與調整，利用網絡通信協(xié)議實現生產加工、設備材料供應與動態(tài)化管理的有機聯通。移動網絡的影響下能夠高速完成數據的互聯互通，提高生產一線的安全等級，保證加工現場控制管理中心以及云端服務器之間的數據通信，對當前工廠的機械設備進行動態(tài)模擬分析，利用虛擬現實技術判斷工廠布局的合理性。調整設備與生產流程的搭配關系，建立集機器人、數控機床、檢測包裝設備于一體的虛擬生產線模擬運行環(huán)境，借助終端控制器和人機操作界面運行虛擬化工廠，根據運行結果分析實際工廠的加工流程。

為了更好的滿足市場發(fā)展需求，企業(yè)通過人工智能技術的融合建立智能制造生產線，拓展制造企業(yè)的發(fā)展規(guī)模，制造生產從單一化產品生產向多樣化、多品類同時生產轉變。信息技術、人工智能技術為智能制造的實現提供有利條件，我國制造行業(yè)呈現出信息化、智能化的發(fā)展趨勢，運用大數據技術對生產過程、生產品類、生產量、生產結果進行全面記錄。運用移動通信技術加強生產過程中各部門員工之間的溝通與聯系，根據客戶需求適當的調整生產內容，人工智能技術取代傳統(tǒng)的人工生產操作，降低人為操作失誤對企業(yè)帶來的經濟影響，加快生產速度，保證生產質量。將人工智能與信息技術進行有機結合，優(yōu)化智能制造生產線，促進制造工藝和產品研發(fā)的高等級發(fā)展，建立信息管理系統(tǒng)調整產品服務模塊，將人工智能技術融入到制造業(yè)產品設計、產品研發(fā)、產品生產、產品服務的多個階段。

智能工廠這一概念的提出，是以工業(yè)4.0發(fā)展為基礎，要求在整個制造生產的過程中通過機械設備與信息技術的有效融合，打造智能化生產線。企業(yè)需要加大資金投入力度，引進最先進的機械設備，在生產過程中形成科學的物質生成系統(tǒng)，利用虛擬現實技術實現對生產流程的全面管控。互聯網技術的有效應用，讓機械設備與信息系統(tǒng)之間的融合變得更加順暢，智能制造技術的發(fā)展方向呈現出虛擬智能化的特點，智能工廠逐漸取代傳統(tǒng)生產線的實體車間。通過網絡技術對機械設備進行全面管控，機械運行與工作階段不需要設置確定位置，只需要保證機械不存在運行故障，就能完成上級下達的生產指令，用機械設備代替人工操作，降低機械運輸成本，保證生產效率，加快生產速度。智能工廠是全球化智能制造技術的發(fā)展趨勢，要求機械設備具有更高的智能分析能力，在此基礎上提出機械設備未來的人工智能發(fā)展方向。在大數據、云計算、移動通信等眾多互聯網技術的加持下，對人工智能技術進行有效應用，加強系統(tǒng)結構之間的信息共享，加工設備能夠自動完成數據分析與計算，降低制造生產成本的投入。

從AI智能化發(fā)展視角來看，第一代智能制造的實現是將AI智能技術與傳統(tǒng)制造技術進行有機結合，主要的智能行為是自動化完成符號推理，通過集成知識工程設計出多樣化的軟件系統(tǒng)，憑借機器人的視覺控制能力，復制與模仿技工們的操作技能，建立專家知識分析模型，智能機器能夠自動化的完成小批量生產任務。隨著制造技術和互聯網技術的高速發(fā)展，智能制造面臨著新的問題，需要在原有的智能基礎上進一步研發(fā)，將分子生物學、信息技術融入到智能制造中，搭建全新的智能制造系統(tǒng)，能夠自動完成圖像識別。結合生產需求進行生產調度，實現對生產環(huán)節(jié)的在線監(jiān)測，遠程完成指令下達，自動化進行故障檢測，全面提高系統(tǒng)運行的自動化和柔性化，在專家系統(tǒng)的支持下更好地服務于生產制造。專家系統(tǒng)在解決生產問題時，需要提前進行知識獲取，占有一定的應用空間，人工智能的研究重點開始呈現出機器學習的發(fā)展方向，人工神經網絡基礎上搭建的深度學習模塊，提出了新的智能制造技術研發(fā)方向。

將AI與制造技術進行有機結合，重新調整內部結構，建立集中化控制體系，分布式控制結構是第二代智能制造的主要特征。根據智能制造發(fā)展規(guī)劃中的有關內容了解到，第二代智能制造是在信息技術的基礎上，與制造工藝進行深度融合，將智能化服務融入到產品設計、生產制造、自動管理等多個方向，具有自動感知、自動學習、自動執(zhí)行等多種功能。同樣以物聯網、計算機、大數據為基礎，融入3D打印技術，形成動態(tài)化模擬體系，增強物理系統(tǒng)的感知能力與集成能力，實現與信息系統(tǒng)的有機融合，信息通信技術是系統(tǒng)之間關聯與發(fā)展的關鍵。傳感技術的支持下，生產制造中的物理資源能夠與網絡計算進行結合，形成無處不在的物聯網結構，對生產制造的全過程進行自動化監(jiān)管。計算機的存儲能力和計算能力得到顯著提升，云計算技術的應用加快了信息處理速度，實現生產制造資源的全面共享和合理分配，為智能制造技術的綜合管理提供了更多可能。打造以云計算和信息通信為核心的智能制造模式，自動分析情感信息和社會信息，打造以人為中心的預測式制造工藝和主動式制造工藝。隨著物聯網概念在生產制造過程中的應用，提出了智能工廠發(fā)展理念，運用情景感知技術打造制造工廠，隨時進行各類制造信息的訪問與了解，在設備內部安裝傳感器，監(jiān)控工廠的制造生產狀態(tài)，制定出詳細的制造計劃。通過GPS技術定位工具或物料的位置，盡量的降低在生產制造過程中的人為干預，提高了信息管理和信息服務的能力，打造可持續(xù)性發(fā)展的綠色生產線。建立信息捕捉與集成式發(fā)展框架，將機器運行信息、物料供應信息嵌入到傳感設備中，加強管理層、車間層和設備層之間的互聯互通，利用資源感知系統(tǒng)和信息集成系統(tǒng)驗證生產規(guī)劃的可行性，確保在制造執(zhí)行階段獲得真實有效的信息反饋。

AI系統(tǒng)在關鍵功能上已經遠超人類人工智能的發(fā)展方向，逐漸向完全模擬人類認知活動進行，通用AI是人工智能未來發(fā)展的必然，根據日本提出的超智能社會理念，人工智能將無限趨近于人性，將會擁有人類的感知、心理和思維，能夠自主針對某一問題進行思考。通用AI在生產制造領域的應用，可以根據現有的生產條件制定出最優(yōu)的制造規(guī)劃，第三代超級人工智能不僅能夠精通各種生產制造的知識和理論，還能夠自主研發(fā)新知識。通用AI的優(yōu)勢在于能夠預測未來發(fā)生的情景，在無人類監(jiān)督和干預的情況下進行自主學習，借助強大的智能算法將各類數據整合到一起，解決生產制造中面臨的各類問題。第三代智能制造技術將會根據網絡環(huán)境自動切換協(xié)議，獲取豐富的網絡資源，基于智能算法對大數據進行合理應用，預測與分析生產中的各環(huán)節(jié)，按照人類思維進行設備更換、停工檢修等工作，建立完美的生產制造分析模型。

信息技術在我國制造企業(yè)的應用與發(fā)展，改變了傳統(tǒng)的工業(yè)生產模式，當代人工智能的發(fā)展以大數據和深度學習系統(tǒng)為基礎，能夠更好的完成符號邏輯推理。人工智能背景下智能制造技術的發(fā)展，需要明確人工智能與智能制造之間的內在聯系，探究智能制造技術演變規(guī)律，實現產品制造、智能設備研發(fā)、終端平臺建設的融合發(fā)展?；ヂ摼W與AI之間的有效交互，促進我國產業(yè)結構升級，將人工智能作為產業(yè)升級與轉型的內在動力，根據智能制造的基礎理論，打破關鍵共性技術的局限性，營造一個良性發(fā)展的智能制造產業(yè)環(huán)境。

（作者：程興國，貴州民族大學物理與機電工程學院副教授；翁璞，貴州民族大學材料科學與工程學院教務科科長）