智能制造技術(shù)的發(fā)展(論文)

1、智能制造技術(shù)的發(fā)展(共 10 頁(yè))姓名：陳加定學(xué)號(hào)： SF1105006南京航空航天大學(xué)2011/12/23.智能制造技術(shù)的發(fā)展摘要：介紹了智能制造提出的背景、主要研究?jī)?nèi)容和目標(biāo), 人工智能與I M T 、 I M S 的關(guān)系 , I M S 和 C I M S, 智能制造的物質(zhì)基礎(chǔ)及理論基礎(chǔ), 智能制造系統(tǒng)的特征及框架結(jié)構(gòu) , 并簡(jiǎn)要介紹了智能加工中心 IMC, 智能制造技木的發(fā)展趨勢(shì)，以及智能制造系統(tǒng)研究成果及存在問(wèn)題。關(guān)鍵詞：智能制造，智能制造技術(shù)， IMS ，IMC ， IMT 。一、 智能制造技術(shù)提出的背景制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè), 是決定國(guó)家發(fā)展水平的最基本因素之一。從機(jī)械制造業(yè)

2、發(fā)展的歷程來(lái)看 , 經(jīng)歷了由手工制作、泰勒化制造、高度自動(dòng)化、柔性自動(dòng)化和集成化制造、 并行規(guī)劃設(shè)計(jì)制造等階段。 就制造自動(dòng)化而言 , 大體上每十年上一個(gè)臺(tái)階 : 5060 年代是單機(jī)數(shù)控 , 70 年代以后則是 CNC 機(jī)床及由它們組成的自動(dòng)化島， 80 年代出現(xiàn)了世界性的柔性自動(dòng)化熱潮。與此同時(shí), 出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造 , 但與實(shí)用化相距甚遠(yuǎn)。 隨著計(jì)算機(jī)的問(wèn)世與發(fā)展 , 機(jī)械制造大體沿兩條路線發(fā)展 : 一是傳統(tǒng)制造技術(shù)的發(fā)展 , 二是借助計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化科學(xué)的制造技術(shù)與系統(tǒng)的發(fā)展。 80 年代以來(lái) , 傳統(tǒng)制造技術(shù)得到了不同程度的發(fā)展， 但存在著很多問(wèn)題。 先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)向產(chǎn)品

3、、 工藝和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員和管理人員提出了新的挑戰(zhàn) , 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理方法不能有效地解決現(xiàn)代制造系統(tǒng)中所出現(xiàn)的問(wèn)題 , 這就促使我們借助現(xiàn)代的工具和方法 , 利用各學(xué)科最新研究成果 , 通過(guò)集成傳統(tǒng)制造技術(shù)、 計(jì)算機(jī)技術(shù)與科學(xué)以及人工智能等技術(shù) , 發(fā)展一種新型的制造技術(shù)與系統(tǒng) , 這便是智能制造技術(shù) ( Intelligent Manufacturing Technology, IMT) 與智能制造系統(tǒng) ( Intelligent Manufacturing System，IMS) 。90 年代以后 , 世界各國(guó)競(jìng)相大力發(fā)展I M T 和 I M S 的深層次原因有：(1)集成化離不開(kāi)智能；

4、 (2)機(jī)器智能化比較靈活； (3)智能化的經(jīng)濟(jì)效益較高；.(4)白領(lǐng)化使得有豐富經(jīng)驗(yàn)的機(jī)械工人和技術(shù)人員日益缺少，產(chǎn)品制造技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜 , 促使使用人工智能和知識(shí)工程技術(shù)來(lái)解決現(xiàn)代化的加工問(wèn)題； (5) 工廠生產(chǎn)率的提高更多地取決于生產(chǎn)管理和生產(chǎn)自動(dòng)化。 總之，以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的高新技術(shù)得到迅猛發(fā)展，為傳統(tǒng)的制造業(yè)提供了新的發(fā)展機(jī)遇。計(jì)算機(jī)技術(shù)、 信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合， 形成了先進(jìn)制造技術(shù)概念。近年來(lái)由發(fā)達(dá)國(guó)家倡導(dǎo)的面向 21 世紀(jì)的“智能制造系統(tǒng)” 、“信息高速公路” 等國(guó)際研究計(jì)劃， 無(wú)疑是該背景下的產(chǎn)物， 也是國(guó)際間進(jìn)行高科技研究開(kāi)發(fā)的具體表現(xiàn)和積極占領(lǐng)21

5、 世紀(jì)高科技制高點(diǎn)的象征。二. 主要研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)智能制造技術(shù)在國(guó)際上尚無(wú)公認(rèn)的定義。 目前比較通行的一種定義是 , 智能制造技術(shù)是指在制造工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié) , 以一種高度柔性與高度集成的方式 ,通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人類(lèi)專(zhuān)家的制造智能活動(dòng)。 因此 , 智能制造的研究開(kāi)發(fā)對(duì)象是整個(gè)機(jī)械制造企業(yè) , 其主要研究開(kāi)發(fā)目標(biāo)有二 : 整個(gè)制造工作的全面智能化 , 它在實(shí)際制造系統(tǒng)中首次提出了以機(jī)器智能取代人的部腦力勞動(dòng)作為主要目標(biāo) , 強(qiáng)調(diào)整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程大范圍的自組織能力 ; 信息和制造智能的集成與共享 , 強(qiáng)調(diào)智能型的集成自動(dòng)化。目前 , I M T 和 I M S 的研究方向已從最初的人工智能在制造

6、領(lǐng)域中的應(yīng)用 (AIM ) 發(fā)展到今天的 I M S, 研究課題涉及的范圍由最初僅一個(gè)企業(yè)內(nèi)的市場(chǎng)分析、 產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃、制造加工、過(guò)程控制、 信息管理、設(shè)備維護(hù)等技術(shù)型環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，發(fā)展到今天的面向世界范圍內(nèi)的整個(gè)制造環(huán)境的集成化與自組織能力， 包括制造智能處理技術(shù)、自組織加工單元、 自組織機(jī)器人、智能生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、多級(jí)競(jìng)爭(zhēng)式控制網(wǎng)絡(luò)、 全球通訊與操作網(wǎng)等。.由日本提出 IMS 國(guó)際合作研究計(jì)劃對(duì) IMS 的解釋可以看出 , IMS 的研究包括智能活動(dòng)、智能機(jī)器以及兩者的有機(jī)融合技術(shù)， 其中智能活動(dòng)是問(wèn)題的核心。在 I M S 研究的眾多基礎(chǔ)技術(shù)中 , 制造智能處理技術(shù)是最為關(guān)鍵和迫

7、切需要研究的問(wèn)題之一 , 因?yàn)樗?fù)責(zé)各環(huán)節(jié)的制造智能的集成和生成智能機(jī)器的智能活動(dòng)。國(guó)際 IMS 計(jì)劃的基本觀點(diǎn)如下 : I M S 是 21 世紀(jì)的制造系統(tǒng) , 必須開(kāi)發(fā)與之相適應(yīng)的制造技術(shù) ; 應(yīng)對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行組織化和系統(tǒng)化 ; 加強(qiáng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化 ; 考慮人的因素 ; 保護(hù)環(huán)境。 該計(jì)劃由已有生產(chǎn)技術(shù)的體系化和標(biāo)準(zhǔn)化、 21 世紀(jì)生產(chǎn)技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)兩大部分構(gòu)成。1992 年 4 月在日本召開(kāi)的第一次國(guó)際技術(shù)委員會(huì) , 確定了 4 個(gè)主題 : 技術(shù)課題 ; 選擇原則 ;評(píng)價(jià)程序 ; 執(zhí)行準(zhǔn)則。由國(guó)際 I M S 中心成員提出的首批 10 項(xiàng)研究課題：企業(yè)集成 ; 全球制造 ; 系統(tǒng)單元技術(shù)

8、 ; 清潔制造技術(shù) ; 人與組織研究 ; 先進(jìn)的材料加工技術(shù) ; 全球并行工程 (評(píng)估和實(shí)施 ) ; 自主模塊的系統(tǒng)設(shè)備與分布控制 ; 快速產(chǎn)品開(kāi)發(fā) ; b k 知識(shí)系統(tǒng)化 (設(shè)計(jì)與制造 )。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì) (N SF) 已連續(xù)數(shù)年重點(diǎn)資助了與智能制造有關(guān)的研究項(xiàng)目 , 這些項(xiàng)目覆蓋了智能制造的絕大部分技術(shù)領(lǐng)域 , 包括制造過(guò)程中的智能決策、基于多施主 (multi-agent)的智能協(xié)作求解、智能并行設(shè)計(jì)、物流傳輸?shù)闹悄茏詣?dòng)化、智能加工系統(tǒng)和智能機(jī)器等。日本提出的智能制造系統(tǒng)國(guó)際合作計(jì)劃 , 以高新計(jì)算機(jī)為后盾、深受其“真空世界” 計(jì)算機(jī)研究計(jì)劃的影響。 其主要研究?jī)?nèi)容如下 : 強(qiáng)調(diào)部分

9、代替人的智能活動(dòng) , 實(shí)現(xiàn)部分人的技能 ; 使用智能計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)集成設(shè)計(jì)制造過(guò)程 , 使之一體化 , 以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬制造 , 以多媒體的人機(jī)接口技.術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) , 實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育 ; 強(qiáng)調(diào)全球制造網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)制造技術(shù) , 通過(guò)衛(wèi)星、 Internet 和數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全球制造 ; 強(qiáng)調(diào)智能化與自律化的智能加工系統(tǒng)以及智能化 CNC、 智能機(jī)器人的研究。 重視分布式人工智能技術(shù)的應(yīng)用 , 強(qiáng)調(diào)自律協(xié)作代替集中遞階控制。IMT 與 IMS 的研究與開(kāi)發(fā)對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和降低成本 , 提高國(guó)家制造業(yè)響應(yīng)市場(chǎng)變化的能力和速度, 以及提高國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和國(guó)民的生活水準(zhǔn) , 均具有重

10、大的意義。其研究目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)將市場(chǎng)適應(yīng)性、 經(jīng)濟(jì)性、人的重要性、適應(yīng)自然和社會(huì)環(huán)境的能力、 開(kāi)放性和兼容能力等融合在一起的生產(chǎn)系統(tǒng) : 使整個(gè)制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)智能化 , 并具有自組織能力 ; IMS 是一個(gè)集成許多工廠和多種機(jī)器設(shè)備的混合系統(tǒng) ; 具備滿(mǎn)足各種社會(huì)需求的柔性 ; 能充分發(fā)揮人的作用 ; 易于操作 ; 總效率高 ; 能避免重復(fù)投資等。人工智能的目的是為了用技術(shù)系統(tǒng)來(lái)突破人的自然智力的局限性，達(dá)到對(duì)人腦的部分代替、 延伸和加強(qiáng)的目的， 使那些單靠人的天然智能無(wú)法進(jìn)行或帶有危險(xiǎn)性的工作得以完成， 從而使人類(lèi)的智慧能集中到那些更富于創(chuàng)造性的工作中去。人是制造智能的重要來(lái)源， 在制造業(yè)走向智

11、能化過(guò)程中起著決定性作用。目前在整體智能水平上，與人工系統(tǒng)相比，人的智力仍然是遙遙領(lǐng)先的。人工智能模擬的藍(lán)本主要是人類(lèi)的智能，但人類(lèi)的智能是隨時(shí)間不斷變化的，而這種變化又是無(wú)止境的， 只有人與機(jī)器有機(jī)高度結(jié)合， 才能實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的真正智能化。 智能制造被稱(chēng)為新世紀(jì)的制造技術(shù)， 目前之所以還不能實(shí)現(xiàn)， 是由于要受到目前科學(xué)技術(shù)、人以及經(jīng)濟(jì)等諸多方面的制約。智能與思維智能，就是在各種環(huán)境和目的的條件下正確制定決策和實(shí)現(xiàn)目的的能力。 在這里，給定的環(huán)境和目的是問(wèn)題的約束條件， 制定正確的決策是智能的中心環(huán)節(jié)， 而有.效地實(shí)現(xiàn)目的， 則是智能的評(píng)判準(zhǔn)則。 從信息處理的角度講， 智能可以看成是獲取、傳遞

12、、處理、再生和利用信息的能力。 而思維能力是整個(gè)智能活動(dòng)中最復(fù)雜、最核心的部分， 主要指處理和再生信息的能力。 這種信息處理的過(guò)程是十分復(fù)雜和多樣化的， 歸納起來(lái)，大體可分為 3 種基本的類(lèi)型，即：經(jīng)驗(yàn)思維、邏輯思維和創(chuàng)造性思維。 在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中， 這三種類(lèi)型的思維都存在， 在不同層次的決策中起著重要作用?？傊?，智能制造技術(shù)是制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程與人工智能等學(xué)科互相滲透、 互相交織而形成的一門(mén)綜合技術(shù)。其具體表現(xiàn)：智能設(shè)計(jì)、智能加工、機(jī)器人操作、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能調(diào)度與管理、智能裝配、智能測(cè)量與診斷等。它強(qiáng)調(diào)通過(guò)“智能設(shè)備”和“自治控制”來(lái)構(gòu)造新一代的智能制造系統(tǒng)模式。

13、智能制造系統(tǒng)具有自律能力、自組織能力、自學(xué)習(xí)與自我優(yōu)化能力、自修復(fù)能力，因而適應(yīng)性極強(qiáng)，而且由于采用VR 技術(shù)，人機(jī)界面更加友好。因此， I M 技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)對(duì)于提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)、降低成本，提高制造業(yè)市場(chǎng)應(yīng)變能力、 國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和國(guó)民生活水準(zhǔn)， 具有重要意義。智能制造是制造系統(tǒng)柔性自動(dòng)化和集成自動(dòng)化的新發(fā)展和重要組成部分，因此未來(lái)智能制造將向智能集成的方向發(fā)展， 未來(lái)智能制造的研究將著重于智能傳感與檢測(cè) (如智能傳感器、智能傳感與檢測(cè)技術(shù)、光纖傳感技術(shù)等 )。三、人工智能與I M T 、I M S人工智能的研究， 一開(kāi)始就未能擺脫制造機(jī)器生物的思想， 即“機(jī)器智能化”。這種以“自主”系

14、統(tǒng)為目標(biāo)的研究路線 , 嚴(yán)重地阻礙了人工智能研究的進(jìn)展。許多學(xué)者已意識(shí)到這一點(diǎn) , Feigenbaum、Newell、錢(qián)學(xué)森從計(jì)算機(jī)角度出發(fā) , 提出了人與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的智能系統(tǒng)概念。 目前國(guó)外對(duì)多媒體及虛擬技.術(shù)研究進(jìn)行大量投資 , 以及日本第五代智能計(jì)算機(jī)研制計(jì)劃的擱淺等事例 , 就是智能系統(tǒng)研究目標(biāo)有所改變的明證。人工智能技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用涉及市場(chǎng)分析、 產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、過(guò)程控制、質(zhì)量管理、材料處理、設(shè)備維護(hù)等諸方面。結(jié)果是開(kāi)發(fā)出了種類(lèi)繁多的面向特定領(lǐng)域的獨(dú)立的專(zhuān)家系統(tǒng)、基于知識(shí)的系統(tǒng)或智能輔助系統(tǒng)，形成一系列的“智能化孤島” 。隨著研究與應(yīng)用的深入，人們逐漸認(rèn)識(shí)到，未來(lái)的

15、制造自動(dòng)化應(yīng)是高度集成化與智能化的人機(jī)系統(tǒng)的有機(jī)融合， 制造自動(dòng)化程度的進(jìn)一步提高要依賴(lài)于整個(gè)制造系統(tǒng)的自組織能力。 如何提高這些 “孤島” 的應(yīng)用范圍和在實(shí)際制造環(huán)境中處理問(wèn)題的能力 , 成為人們的研究焦點(diǎn)。在 80 年代末和 90 年代初 , 一種通過(guò)集成制造自動(dòng)化、 新一代人工智能、 計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的新型制造工程 I M T 和新代制造系統(tǒng) I M S 便脫穎而出。人工智能在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用與 I M T 和 I M S 的一個(gè)重要區(qū)別在于 , IM S 和 I M T首次以部分取代制造中人的腦力勞動(dòng)為研究目標(biāo), 而不再僅起“輔助和支持”作用 , 在一定范圍還需要能獨(dú)立地適應(yīng)

16、周?chē)h(huán)境, 開(kāi)展工作。四、IMS和CIMSC I M S 發(fā)展的道路不是一帆風(fēng)順的。今天， C I M S 的發(fā)展遇到了不可逾越的障礙 , 可能是剛開(kāi)始時(shí)就對(duì) C I M S 提出了過(guò)高的要求 , 也可能是 C IM S 本身就存在某種與生俱來(lái)的缺陷, 今天的 C I M S 在國(guó)際上已不像幾年前那樣受到極大的關(guān)注與廣泛地研究。從 C I M S 的發(fā)展來(lái)看 , 眾多研究者把重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)集成上, 從科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀看 , 要完成這樣一個(gè)集成系統(tǒng)是很困難的。.C I M S 作為一種連接生產(chǎn)線中的單個(gè)自動(dòng)化子系統(tǒng)的策略, 是一種提高制造效率的技術(shù)。它的技術(shù)基礎(chǔ)具有集中式結(jié)構(gòu)的遞階信息網(wǎng)絡(luò)。盡管在

17、這個(gè)遞階體系中有多個(gè)執(zhí)行層次, 但主要控制設(shè)施仍然是中心計(jì)算機(jī)。C I M S存在的一個(gè)主要問(wèn)題是用于異種環(huán)境必須互連時(shí)的復(fù)雜性。在CIMS 概念下, 手工操作要與高度自動(dòng)化或半自動(dòng)化操作集成起來(lái)是非常困難和昂貴的。在 C I M S 深入發(fā)展和推廣應(yīng)用的今天 , 人們已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到 , 要想讓 C I MS 真正發(fā)揮效益和大面積推廣應(yīng)用, 有兩大問(wèn)題需要解決: 人在系統(tǒng)中的作用和地位 ; 在不作很大投資對(duì)現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造的情況下亦能應(yīng)用C I M S。現(xiàn)有的 C I M S 概念是解決不了這兩個(gè)難題的。今天, 人力和自動(dòng)化是一對(duì)技術(shù)矛盾 , 不能集成在一起 , 所能做的選擇 , 或是昂貴

18、的全自動(dòng)化生產(chǎn)線 , 或是手工操作 , 而缺乏的是人力和制造設(shè)備之間的相容性 ,人機(jī)工程只是一個(gè)方面的考慮 , 更重要的相容性考慮要體現(xiàn)在競(jìng)爭(zhēng)、 技能和決策能力上。人在制造中的作用需要被重新定義和加以重視。C I M S 強(qiáng)調(diào)的是企業(yè)內(nèi)部物料流的集成和信息流的集成; 而 I M S 強(qiáng)調(diào)的則是更大范圍內(nèi)的整個(gè)制造過(guò)程的自組織能力。從某種意義上講 , 后者難度更大 , 但比 C I M S 更實(shí)用、 更實(shí)際。 C I M S 中的眾多研究?jī)?nèi)容是I M S的發(fā)展基礎(chǔ) , 而 I M S也將對(duì) C I M S提出更高的要求。集成是智能的基礎(chǔ),而智能也將反過(guò)來(lái)推動(dòng)更高水平的集成。I M T和 I M

19、S 的研究成果將不只是面向 21 世紀(jì)的制造業(yè) , 不只是促進(jìn) C I M S 達(dá)到高度集成 , 而且對(duì)于 FM S、M S、CNC 以至一般的工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化或精密生產(chǎn)環(huán)境而言, 均有潛在的應(yīng)用價(jià)值。有識(shí)之士對(duì)人工智能技術(shù)、 計(jì)算機(jī)科學(xué)和 C I M S 技術(shù)進(jìn)行了全面的反思。他們?cè)谡J(rèn)識(shí)機(jī)器智能化的局限性的基礎(chǔ)上, 特別強(qiáng)調(diào)人在系統(tǒng)中的重要.性。如何發(fā)揮人在系統(tǒng)中的作用, 建立一種新型的人機(jī)的協(xié)同關(guān)系, 從而產(chǎn)生高效、高性能的生產(chǎn)系統(tǒng) , 這是當(dāng)前眾多學(xué)者都會(huì)提出的問(wèn)題, 也正是 C IM S 所忽視的關(guān)鍵因素 , 這一因素導(dǎo)致了C I M S 發(fā)展中不可逾越的障礙。 值得一提的是有的學(xué)者特別

20、強(qiáng)調(diào)“人件 (Humanware)” 在系統(tǒng)中的重要性 , 提出 CIMS 的開(kāi)放結(jié)構(gòu)體系思想。最引人注目的是歐共體的ESPR IT 計(jì)劃中單獨(dú)列出的一個(gè)研究子項(xiàng), 即“以人為中心的 C I M S”。甚至有人索性稱(chēng)以人為中心的C I M S 為 H I M S (HumanIn tegrated M anufactu r ing System )，指出集成制造系統(tǒng)首先是“人的集成” 。耐人尋味的是 , 目前研究的“精良生產(chǎn)”與 敏捷制造” 等新型制造系統(tǒng)的主要出發(fā)點(diǎn)也是強(qiáng)調(diào)“人” 的作用 , 即 “以人為中心”。五、智能制造的物質(zhì)基礎(chǔ)及理論基礎(chǔ)1、智能制造系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)主要有：(1)數(shù)控機(jī)床

21、和加工中心； (2)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造； (3)工業(yè)控制技術(shù)、微電子技術(shù)與機(jī)械工業(yè)的結(jié)合即工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)； (4)制造系統(tǒng)為智能化開(kāi)發(fā)了面向制造過(guò)程中特定環(huán)節(jié)、特定問(wèn)題的 “智能化孤島”，如專(zhuān)家系統(tǒng)、基干知識(shí)的系統(tǒng)和智能輔助系統(tǒng)等；(5)智能制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)；近年來(lái)，制造技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步， 也帶來(lái)了很多新問(wèn)題。 數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)物料系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、機(jī)器人等在工業(yè)公司得到了廣泛的應(yīng)用，越來(lái)越多的公司使用了“計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS) ”、“柔性制造系統(tǒng)( FMS)”、“ 工廠自動(dòng)化 ( FA)” 、“多目標(biāo)智能計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (M1CAD) ” 、“模塊化制造與工

22、廠 (MXMF) 、并行工程 (CE)”、“智能控制系統(tǒng) (ICS)”以及“智能制造 ( IM) ”、“智能制造技術(shù) (IMT) ”和“智能制造系統(tǒng) ( IMS) ”等等新.術(shù)語(yǔ)。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和制造技術(shù)向產(chǎn)品、工藝和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師和管理人員提出了新的挑戰(zhàn)， 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理方法不能再有效地解決現(xiàn)代制造系統(tǒng)提出的問(wèn)題了。 要解決這些問(wèn)題、 需要用現(xiàn)代的工具和方法， 例如人工智能 (AI) 就為解決復(fù)雜的工業(yè)問(wèn)題提出了一套最適宜的工具。2.智能制造技術(shù)的理論基礎(chǔ)智能制造技術(shù)是采用一種全新的制造概念和實(shí)現(xiàn)模式。其核心特征強(qiáng)調(diào)整個(gè)制造系統(tǒng)的整體“智能化” 或 “自組織能力” 與個(gè)體的 “自

23、主性” 。“智能制造國(guó)際合作研究計(jì)劃 J IRPIMS ”明確提出 : “智能制造系統(tǒng)是一種在整個(gè)制造過(guò)程中貫穿智能活動(dòng)， 并將這種智能活動(dòng)與智能機(jī)器有機(jī)融合， 將整個(gè)制造過(guò)程從訂貨、 產(chǎn)品設(shè)計(jì)、 生產(chǎn)到市場(chǎng)銷(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節(jié)以柔性方式集成起來(lái)的能發(fā)揮最大生產(chǎn)力的先進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)” ?；谶@個(gè)觀點(diǎn) ,在智能制造的基礎(chǔ)理論研究中，提出了智能制造系統(tǒng)及其環(huán)境的一種實(shí)現(xiàn)模式， 這種模式給制造過(guò)程及系統(tǒng)的描述、 建模和仿真研究賦予了全新的思想和內(nèi)容， 涉及制造過(guò)程和系統(tǒng)的計(jì)劃、 管理、組織及運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)， 體現(xiàn)在制造系統(tǒng)中制造智能知識(shí)的獲取和運(yùn)用，系統(tǒng)的智能調(diào)度等， 亦即對(duì)制造系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)流、 信息流、 功能

24、決策能力和控制能力提出明確要求。 作為智能制造技術(shù)基礎(chǔ)， 各種人工智能工具，及人工智能技術(shù)研究成果在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用， 促進(jìn)了智能制造技術(shù)的發(fā)展。而智能制造系統(tǒng)中，智能調(diào)度、 智能信息處理與智能機(jī)器的有機(jī)融合而構(gòu)成的復(fù)雜智能系統(tǒng)， 主要體現(xiàn)在以智能加工中心為核心的智能加工系統(tǒng)的智能單元上。 作為智能單元的神經(jīng)中樞智能數(shù)控系統(tǒng)， 不僅需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部中各種不確定的因素如噪聲測(cè)量、傳動(dòng)間隙、摩擦、 外界干擾、系統(tǒng)內(nèi)各種模型的非線性及非預(yù)見(jiàn)性事件實(shí)施智能控制， 而且要對(duì)制造系統(tǒng)的各種命令.請(qǐng)求做出智能反應(yīng)。 這種功能已遠(yuǎn)非傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)所能勝任， 這是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的新課題。 對(duì)此有待研究解

25、決的問(wèn)題有很多， 其中包括智能制造機(jī)理、 智能制造信息、 制造智能和制造中的計(jì)算幾何等。總之， 制造技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)由一種技術(shù)發(fā)展成為包括系統(tǒng)論、 信息論和控制論為核心的、 貫穿在整個(gè)制造過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的一門(mén)新型的工程學(xué)科，即制造科學(xué)。制造系統(tǒng)集成與調(diào)度的關(guān)鍵是信息的傳遞與交換。 從信息與控制的觀點(diǎn)來(lái)看， 智能制造系統(tǒng)是一個(gè)信息處理系統(tǒng)，由輸入、 處理、 輸出和反饋等部分組成。輸入有物質(zhì) (原料、設(shè)備、資金、人員 ) 、能量與信息 ;輸出有產(chǎn)品與服務(wù) ;處理包括物料的處理與信息處理 ;反饋有產(chǎn)品品質(zhì)回饋與顧客反饋。制造過(guò)程實(shí)質(zhì)上是信息資源的采集、 輸入、加工處理和輸出的過(guò)程， 而最終形成的產(chǎn)

26、品可視為信息的物質(zhì)表現(xiàn)形式。六、智能制造系統(tǒng)的特征及框架結(jié)構(gòu)1.為了提出有我國(guó)特色的智能制造模式， 首先要搞清智能系統(tǒng)應(yīng)具有什么特征。當(dāng)前對(duì)智能系統(tǒng)的理解有兩種不同的意見(jiàn) :一種是從科學(xué)的角度來(lái)看這個(gè)問(wèn)題的意見(jiàn)，即認(rèn)為只有具備下列特征的系統(tǒng)才能稱(chēng)為智能系統(tǒng):一個(gè)系統(tǒng)既具有人類(lèi)智能 (或部分地 )，又具有與人類(lèi)實(shí)現(xiàn)其智能相似的過(guò)程與途徑。另一種是從工程的角度來(lái)看這個(gè)問(wèn)題的意見(jiàn)，即認(rèn)為一個(gè)系統(tǒng)只要具有(或部分具有 )人類(lèi)智能就稱(chēng)為智能系統(tǒng)，而不管實(shí)現(xiàn)其智能的過(guò)程與途徑。我們這里所討論的問(wèn)題是關(guān)于智能制造系統(tǒng)的問(wèn)題，也就是從工程角度來(lái)討論智能系統(tǒng)的問(wèn)題。我們認(rèn)為 :在工程上，智能系統(tǒng)的特征有以下幾個(gè)

27、方面，具有下列特征之一的系統(tǒng)，從工程角度看，就可稱(chēng)為智能系統(tǒng)：(1) 多信息感知與融合 ;.(2) 知識(shí)表達(dá)、 獲取、 存儲(chǔ)和處理 (主要是識(shí)別、 設(shè)計(jì)、 計(jì)算、 優(yōu)化、推理與決策 ) ;(3) 聯(lián)想記憶與智能控制 ;(4) 自治性 自相似、 自學(xué)習(xí)、 自適應(yīng)、 自組織、自維護(hù) ;(5) 機(jī)器智能的演繹 (分解 )與歸納 (集成 ) ;(6) 容錯(cuò)。2.智能制造系統(tǒng)模式的框架結(jié)構(gòu)整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)多智能體分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分成四個(gè)部分 :中心層、 管理層、 計(jì)劃層和生產(chǎn)層。每個(gè)層由具有自治性的多智能體組成，這種多智能體具有相似的結(jié)構(gòu)，但根據(jù)任務(wù)的不同而有不同的自學(xué)習(xí)、 自適應(yīng)、 自組織、自維護(hù)功能。

28、智能系統(tǒng)有一定的容錯(cuò)能力， 可以在不完整的信息或偶然誤差出現(xiàn)時(shí)正常地工作。 系統(tǒng)與因特網(wǎng)兼容，可以進(jìn)行企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟、 招標(biāo)、 投標(biāo)及電子商務(wù)，還可形成虛擬制造的支持環(huán)境。七 智能加工中心IMC1.智能加工中心是智能制造系統(tǒng)中一種典型的智能加工機(jī)器。作為以 IMC 為主的智能加工單元，其任務(wù)為感知、 決策、 加工、 控制與學(xué)習(xí)。智能加工中心既是智能制造過(guò)程和系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用對(duì)象，也是智能制造技術(shù)的縮影和實(shí)現(xiàn)通道。它與普通的加工中心(MC) 有著本質(zhì)的區(qū)別，除了完成數(shù)控代碼規(guī)定的加工任務(wù)外，能夠根據(jù)信息的綜合進(jìn)行自主決策，實(shí)時(shí)調(diào)整自身行為，適應(yīng)環(huán)境和自身的不確定性變化，即應(yīng)具有 “自主性” 和 “

29、自組織” 能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)IMC 的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)干預(yù)與智能控制。數(shù)控加工中心的實(shí)時(shí)智能控制，表現(xiàn)為三個(gè)方面 :第一是遠(yuǎn)程控制， 通過(guò)通信線路對(duì)加工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制，.對(duì)加工中心的加工操作和加工狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視 ;第二是故障識(shí)別與處理，如刀具磨損識(shí)別與自動(dòng)更換備用刀具、 自激振動(dòng)識(shí)別與自動(dòng)抑制或消除等 ;第三是自適應(yīng)控制，根據(jù)檢測(cè)到的過(guò)程控制信息自適應(yīng)地改變加工參數(shù)。 而智能加工中心對(duì)信息的獲取與處理表現(xiàn)在對(duì)加工環(huán)境和加工狀態(tài)的自主響應(yīng)能力， 其中對(duì)刀具狀態(tài)的監(jiān)測(cè)是評(píng)判加工狀態(tài)的重要依據(jù)。 加工中心刀具狀態(tài)實(shí)時(shí)在線智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊識(shí)別模式的多傳感器融合技術(shù)的刀具磨、 破損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成功

30、開(kāi)發(fā)， 為智能制造信息的自動(dòng)獲取， 成功提供了有力的保證。2. 智能加工中心的主要功能在智能加工中心中，智能數(shù)控系統(tǒng)是IMC的神經(jīng)中樞，其智能化程度直接決定了整個(gè)智能制造系統(tǒng)的智能水平。智能數(shù)控系統(tǒng)具有高級(jí)的自主控制功能，能將任務(wù)請(qǐng)求、作業(yè)規(guī)劃、軌跡控制、過(guò)程監(jiān)視與控制、 錯(cuò)誤自修復(fù)等功能有機(jī)結(jié)合起來(lái)。 面向制造系統(tǒng)， 它是任務(wù)驅(qū)動(dòng)的柔性規(guī)劃學(xué)習(xí)系統(tǒng)， 而面對(duì)復(fù)雜的物流加工環(huán)境， 它又是“刺激一反應(yīng)”型的再勵(lì)系統(tǒng)， 能對(duì)來(lái)自?xún)?nèi)部和外界環(huán)境的多種刺激做出理智的決策， 從而以最優(yōu)策略完成目標(biāo)任務(wù)。 通過(guò)對(duì)智能制造環(huán)境下的加工過(guò)程進(jìn)行分析，確定加工中心應(yīng)具備的主要功能有：(1)感知功能； (2)決策

31、功能； (3)控制功能； (4)通信功能； (5)學(xué)習(xí)功能。此外，還包括從人類(lèi)專(zhuān)家和其它智能機(jī)器直接獲取知識(shí)。八、智能制造技木的發(fā)展趨勢(shì)智能制造是從 80 年代末發(fā)展起來(lái)的，最旱的幾本有關(guān)智能制造及系統(tǒng)方面的專(zhuān)著是在 1988 年由 Wrightfg MilaciC等人編寫(xiě)的，隨后、 Kusiak 和 Pain也相繼出版了這方面的研究著作。這些專(zhuān)著所描述的IMS 仍基于設(shè)計(jì)與制造技術(shù)所提出的問(wèn)題和解決的工具與方法。在許多工業(yè)化國(guó)家、 人工智能已被當(dāng).作求解現(xiàn)代工業(yè)提出的問(wèn)題的工具和方法。 因此，這些專(zhuān)著僅著力于人工智能在制造業(yè)中的應(yīng)用和智能系統(tǒng)研究與應(yīng)用中提出的問(wèn)題的求解、 使用基于知識(shí)的系統(tǒng)

32、 (如級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng) )和優(yōu)化方法來(lái)解決自動(dòng)化制造環(huán)境中零件、產(chǎn)品、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造，以及自動(dòng)制造系統(tǒng)的規(guī)劃與調(diào)度 (管理 )問(wèn)題。先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家在研究 FMS、CIMS 、FA 及 AI 籌的基礎(chǔ)上， 為了進(jìn)行國(guó)際間制造業(yè)的共同協(xié)作研究、 開(kāi)發(fā)、 設(shè)計(jì)、 生產(chǎn)、 物流、 信息流、 經(jīng)營(yíng)管理乃至制造過(guò)程的集成化與智能化等而提出來(lái)的智能制造系統(tǒng)， 也是為了解決各發(fā)達(dá)國(guó)家面臨的企業(yè)活動(dòng)全球化、 重復(fù)投資增大、現(xiàn)場(chǎng)熟練技術(shù)工人不足和社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的需求變化等因素而倡導(dǎo)的國(guó)際制造業(yè)的合作。 在迸行智能制造及其相關(guān)技術(shù)與系統(tǒng)的研究方面、首推日本在 1990 年提議和倡導(dǎo)的日、美、歐之間建立的國(guó)際運(yùn)營(yíng)委員會(huì)、

33、 國(guó)際技術(shù)委員會(huì)和附屬機(jī)構(gòu) IMS 中。大有主宰未來(lái)制造技術(shù)的趨勢(shì)。19911993 年 Barschdor 和 Monostori 等應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (ANNS) 到智能制造中進(jìn)行加工過(guò)程的建模、監(jiān)測(cè)、診斷、自適應(yīng)控制 ;通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)表示和學(xué)習(xí)能力， 縮短 CIMS 的反應(yīng)時(shí)間，提高產(chǎn)品的質(zhì)量， 使系統(tǒng)更可靠。而 Furukawa 則對(duì)智能機(jī)器的設(shè)計(jì)程序及它在自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)中的應(yīng)用作了介紹。被稱(chēng)為是二十一世紀(jì)的制造技術(shù)的智能制造系統(tǒng)， 目前國(guó)內(nèi)外已相繼開(kāi)展了國(guó)際聯(lián)合研究計(jì)劃。 智能制造系統(tǒng)與當(dāng)前任何制造系統(tǒng)相比， 在體系結(jié)構(gòu)上有著根本意義上的不同，具體體現(xiàn)在 :一是采用開(kāi)放式系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略

34、。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)共享制造數(shù)據(jù)和制造知識(shí)， 以保證系統(tǒng)質(zhì)量。 這是將計(jì)算機(jī)界先進(jìn)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)思想融入到制造系統(tǒng)的結(jié)果， 因而使制造系統(tǒng)向擬人化的方向進(jìn)一步發(fā)展。二是采用分布式多自主體智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略，其基本思想是:.賦予制造系統(tǒng)中各組成部分或子系統(tǒng)一定的自主權(quán)，使其形成一個(gè)封閉的具有完整功能的自主體， 這些自主體以網(wǎng)絡(luò)智能結(jié)點(diǎn)的形式聯(lián)接在通訊網(wǎng)絡(luò)上，各個(gè)智能結(jié)點(diǎn)在物理上是分散的，在邏輯上是平等的。 通過(guò)各結(jié)點(diǎn)的協(xié)同處理與合作，共同完成制造系統(tǒng)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)人與人的知識(shí)在制造中的核心地位。此外，生物制造與仿生機(jī)械的科學(xué)與技術(shù)、生物自生長(zhǎng)成形制造、綠色制造的科學(xué)與技術(shù)包括產(chǎn)品與人類(lèi)和自然的協(xié)調(diào)

35、理論，產(chǎn)品綠色工藝( 如Near2Zero Waste)等也極大地豐富了智能制造的范疇，促進(jìn)了智能制造系統(tǒng)的發(fā)展。目前，我國(guó)一些高等院校也在進(jìn)行智能制造技術(shù)的研究， 如南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院朱劍英教授成立的智能制造科研組， 一方面跟蹤國(guó)際智能制造的最新研究動(dòng)態(tài)， 另一方面從事智能制造關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)的預(yù)研工作， 為地區(qū)及我國(guó)智能制造技術(shù)的發(fā)展做出了一定貢獻(xiàn)。 遺憾的是，由于種種原因， 我國(guó)政府主管部門(mén)和有關(guān)大公司、 廠家并無(wú)跡象表明對(duì)智能制造已引起足夠的重視，至今也未得到我國(guó)機(jī)械學(xué)科的普遍關(guān)注。 相信隨著人們對(duì)智能制造系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的逐步深入，智能制造系統(tǒng)必將得以迅猛發(fā)展，迎頭趕上世界先進(jìn)發(fā)展水平。九

36、、智能制造系統(tǒng)研究成果及存在問(wèn)題目前對(duì)分布式制造系統(tǒng)的研究雖然還處于初期階段， 但已在不同層次、 不同側(cè)面上取得了大量令人振奮的基礎(chǔ)理論研究成果和應(yīng)用成果， 如制造 Agent 的個(gè)體目標(biāo)機(jī)制 (如獎(jiǎng)懲機(jī)制、市場(chǎng)機(jī)制、目標(biāo)函數(shù)等 )等。這些研究成果奠定了 MAS 在制造控制中應(yīng)用的基礎(chǔ)。但是，由于制造 Agent 在信息、知識(shí)和控制上的完全分布，每個(gè) Agent 對(duì)環(huán)境、對(duì)整個(gè)問(wèn)題求解活動(dòng)及其他 Agent 的意圖只有部分的、不完全的知識(shí)，并且擁有的知識(shí)可能互相不一致， 各個(gè) Agent只能根據(jù)不完備的知識(shí)與不完整、不同步的信息做出局部決策。 又由于整個(gè)系.統(tǒng)缺乏類(lèi)似中央控制的機(jī)制， 因而整個(gè)

37、系統(tǒng)的控制和決策往往不能達(dá)到最優(yōu)效果，而且不可避免地存在大量難以解決的決策沖突(Conflict) 和死鎖 (Deadlock)。因此，對(duì)分布式自治制造系統(tǒng)中異構(gòu) Agent 間的相互合作以及全局協(xié)調(diào)機(jī)制的研究，是分布式自治制造系統(tǒng)最重要， 也是最基本的問(wèn)題， 更是其走向?qū)嵱盟酱鉀Q的核心問(wèn)題。協(xié)調(diào)是指一組 Agent 完成一些集體活動(dòng)時(shí)相互作用的性質(zhì)。在分布式制造系統(tǒng)中，全局協(xié)調(diào)和優(yōu)化是一個(gè)在多目標(biāo)動(dòng)態(tài)約束下，各類(lèi)活動(dòng)和資源的最佳組合和排序的動(dòng)態(tài)求取過(guò)程，它可以描述為兩個(gè)子問(wèn)題，即局部調(diào)度決策和全局資源協(xié)調(diào)。由于“組合爆炸”現(xiàn)象的存在，當(dāng)前采用的普遍方法是談判和投標(biāo)(Negotiation

38、 and Bidding) 。談判被定義為 :在開(kāi)放的、動(dòng)態(tài)的制造控制環(huán)境下，擁有任務(wù)訂單的Agent( 協(xié)調(diào)者 )，及欲參與任務(wù)執(zhí)行的 Agent (投標(biāo)者 )之間傳遞各自的資源、 愿望和能力信息，反復(fù)進(jìn)行協(xié)商，直到其中一個(gè) Agent 或一組 Agent 被選出組成執(zhí)行該任務(wù)的隊(duì)列的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)的沖突和死鎖或者由協(xié)調(diào)者來(lái)解決，或者由沖突中的Agent自行解決。為了加快談判過(guò)程， 許多研究工作致力于改進(jìn)談判策略和開(kāi)發(fā)支持協(xié)商的協(xié)議和語(yǔ)言， 目前已提出了諸如一步談判、多步談判、 合同網(wǎng)等多種談判策略和協(xié)議。分析這種談判過(guò)程，可以看出:(1) 在當(dāng)前所采用的模型中，談判是基于對(duì)談判者的

39、知識(shí)與能力、討價(jià)還價(jià)過(guò)程、收益計(jì)算，以及子系統(tǒng)的影響(或能力 )的平衡的顯式表達(dá)，以可計(jì)算的迭代模型模擬社會(huì)或生物界的組織形式和進(jìn)化過(guò)程的協(xié)調(diào)和協(xié)作方法;(2)各個(gè) Agent 總是將其他 Agent 的局部調(diào)度作為其預(yù)測(cè)信息，以計(jì)算其自己的局部調(diào)度決策。依次地，又將決策結(jié)果傳遞給其他Agent。宏觀上看，這是一個(gè)串行過(guò)程。當(dāng)一個(gè)Agent 產(chǎn)生的結(jié)果不可接受時(shí)，又需要進(jìn)行反復(fù).通信和迭代。因而，各個(gè) Agent 的內(nèi)部可以看作是一個(gè)局部閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，而沖突則是其外部擾動(dòng) ;(3) 全局協(xié)調(diào)的目標(biāo)是要完全消解沖突，因而各 Agent 總是要利用最新的信息來(lái)處理沖突。 因此，談判實(shí)際上是一種

40、外部合作機(jī)制。 這種方法在一定程度上解決了開(kāi)放環(huán)境中的 Agent 協(xié)調(diào)和協(xié)作的組合優(yōu)化問(wèn)題，但是該方法的一個(gè)固有缺陷是它只是對(duì)社會(huì)市場(chǎng)或生物界的組織形式和進(jìn)化過(guò)程的直覺(jué)模仿 1 , 尚缺乏對(duì)其基本原理、 機(jī)制和限制條件的深刻認(rèn)識(shí)和理論上的證明，例如，在什么條件下談判的過(guò)程是收斂的、 穩(wěn)定的。如何得到期望的結(jié)構(gòu)或功能等。尤其當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大，而且 Agent 處于信息連續(xù)變化的高度紊亂的環(huán)境中 (如由于市場(chǎng)的快速變化，經(jīng)常會(huì)有一些短期的、 緊急的訂單需要及時(shí)處理 )時(shí)，有可能引起沖突的傳播 (即任何兩個(gè)實(shí)體間沖突的解決會(huì)觸發(fā)其他沖突的出現(xiàn) ) 。這種特性類(lèi)似于自催化過(guò)程，各個(gè)制造 Agent 間

41、正向 - 反向交換局部解答的動(dòng)態(tài)迭代過(guò)程使得全局問(wèn)題求解的復(fù)雜性成倍增長(zhǎng)， 有可能達(dá)到不可控制的程度。甚至出現(xiàn)混沌 ,其后果帶來(lái)了大量的通信和控制的不確定性，造成系統(tǒng)異步 (即通信的延遲沒(méi)有上界 )，并由此導(dǎo)致各制造 Agent 常常處于等待，或開(kāi)環(huán)運(yùn)行狀態(tài)。 特別是，由于信息的不精確和延遲，各個(gè) Agent可能總是跟不上環(huán)境信息的變化。因此，這種將全局問(wèn)題簡(jiǎn)化為局部控制與調(diào)度而帶來(lái)的系統(tǒng)建模的簡(jiǎn)單性往往被解決沖突、 協(xié)調(diào)和為了維護(hù)全局優(yōu)化的一致性而進(jìn)行的大量信息交互問(wèn)題所抵消。十、結(jié)束語(yǔ)制造業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)和綜合國(guó)力的基礎(chǔ)， 被稱(chēng)為“立國(guó)之本 ”。而我國(guó)的制造工業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比， 差距很大，主要

42、表現(xiàn)為自主開(kāi)發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力.薄弱，核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)仍依賴(lài)進(jìn)口。對(duì)此，我國(guó)已引起重視，在“九五”科技規(guī)劃和 15 年科技發(fā)展規(guī)劃中，將先進(jìn)制造技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。進(jìn)入 21 世紀(jì)，經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)程日益加快，制造業(yè)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，而競(jìng)爭(zhēng)的核心是先進(jìn)制造技術(shù)。在此環(huán)境下， 我們只有抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，利用先進(jìn)制造技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新、 管理創(chuàng)新及人才創(chuàng)新，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)躋身世界制造強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。未來(lái)必然是以高度的集成化和智能化為特征的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，并以部分取代制造中人的腦力勞動(dòng)為研 究 目標(biāo)，而 不 同于和在制造中的應(yīng)用也是當(dāng)代傳統(tǒng)制造技術(shù)、新興計(jì)算機(jī)技術(shù)、 人工智能技術(shù)與、等發(fā)展的必然結(jié)果，亦即在整個(gè)制造過(guò)程中通過(guò)計(jì)算機(jī)將人的智能活動(dòng)與智能機(jī)器有機(jī)融合，以便有效地推廣專(zhuān)家的經(jīng)