智能制造領(lǐng)域的研究進展

智能制造是先進信息技術(shù)與先進制造技術(shù)的深度融合，貫穿于產(chǎn)品設(shè)計、制造、服務(wù)和回收的全生命周期。其中，智能產(chǎn)品是主體，智能生產(chǎn)是主線，以智能服務(wù)為中心的產(chǎn)業(yè)模式變革是主題。智能制造將驅(qū)動制造系統(tǒng)向敏捷響應(yīng)、高質(zhì)高效、個性定制、綠色健康、舒適人性的方向發(fā)展。智能制造技術(shù)已成為世界制造業(yè)發(fā)展的一大趨勢。本期智能制造專題收錄了智能制造領(lǐng)域的部分最新研究成果，將有力促進該領(lǐng)域的快速發(fā)展。本專題包含10篇論文，包括兩篇觀點論文和8篇研究論文，由來自中國、美國、英國、瑞典、日本、新加坡和澳大利亞等國的有影響力的專家撰寫。這些文章闡述了智能制造在以下領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀。1.智能制造的關(guān)鍵技術(shù)本期智能制造專題介紹的第一類關(guān)鍵技術(shù)是大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，包括機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、強化學(xué)習(xí)、群體智能和跨媒體智能等。近年來，這些技術(shù)得到了長足進步，將促進智能制造的加速發(fā)展。第二類關(guān)鍵技術(shù)是智能制造設(shè)計技術(shù)。第三類關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)字孿生和信息物理系統(tǒng)等技術(shù)，它們能實現(xiàn)制造中信息空間與物理空間的交互和集成，是實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)。人-信息-物理系統(tǒng)是信息物理系統(tǒng)的擴展，也是智能制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。它揭示了智能制造的技術(shù)機理，也構(gòu)成了智能制造的技術(shù)體系。2.智能制造技術(shù)的典型應(yīng)用智能制造技術(shù)廣泛存在于制造業(yè)的各個環(huán)節(jié)。本期智能制造專題介紹了部分智能制造技術(shù)的典型應(yīng)用，將為新技術(shù)的應(yīng)用和推廣起到示范作用。第一個典型應(yīng)用是將生物啟發(fā)式設(shè)計用于情境感知智能產(chǎn)品的設(shè)計過程。提出的生物啟發(fā)式設(shè)計框架闡明了利用生物靈感進行智能產(chǎn)品設(shè)計的前景，也可用于產(chǎn)品智能化的其他方面，如適應(yīng)性、位置感知和網(wǎng)絡(luò)感知等。第二個典型應(yīng)用是智能機床，機床的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)控機床、互聯(lián)網(wǎng)機床和智能機床等三個階段，它在智能制造中發(fā)揮著越來越重要的作用。第三個典型應(yīng)用是將深度信念網(wǎng)絡(luò)用于激光焊接狀態(tài)的在線監(jiān)測，為基于機器視覺的在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于其他生產(chǎn)過程提供了一定的借鑒。第四個典型應(yīng)用是將數(shù)據(jù)驅(qū)動的異常診斷系統(tǒng)用于數(shù)控機床的加工過程，該技術(shù)能提高數(shù)控機床的加工質(zhì)量和效率，也可以用于產(chǎn)品檢測、裝配等生產(chǎn)過程。工業(yè)大數(shù)據(jù)的私密性與安全性一直是產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點，本專題的一個研究提出了一種基于霧計算的大數(shù)據(jù)集成與共享方法，基于霧計算技術(shù)將多源數(shù)據(jù)分析任務(wù)分解至本地邊緣端執(zhí)行，通過中間數(shù)據(jù)的傳輸與串聯(lián)實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的分析，以保障多來源工業(yè)數(shù)據(jù)的協(xié)作分析中源數(shù)據(jù)的私密性與安全性，為解決工業(yè)大數(shù)據(jù)分析中源數(shù)據(jù)的安全問題提供了一種可行方案。本期專題的最后一個研究提出了基于三個基本范式的智能制造技術(shù)升級路線分析模型，總結(jié)出中國企業(yè)推進智能制造