1.2 先進制造系統分類

近年來，隨著計算機技術、信息技術以及傳感器技術等的快速發展，市場要求企業提供產品的交貨期要短、產品質量要高、售后服務要好，企業間的競爭越來越激烈，企業制造模式由大批量生產向小批量甚至單件定制化生產的方式轉變，極大地推動了制造企業生產制造模式的創新。制造模式按照制造過程利用資源的范圍可分為三種：集成制造，強調企業內部；敏捷制造，強調企業之間；智能制造，強調全局。

1.2.1 集成制造系統

計算機集成制造系統（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）是由美國學者Joseph Harrington首次提出的，將企業中的人、技術和管理集成起來，把企業的各個生產環節（市場預測、產品設計、產品加工、產品運輸、產品銷售等）集成到一塊，發揮總體優化作用，達到成本低、質量高和交貨期短的目的。CIMS由管理信息系統（Management Information System，MIS）、工程設計自動化系統、制造自動化系統、質量保證系統、計算機系統網絡和數據庫管理系統6個部分構成，如圖1-1所示。

1.2.2 敏捷制造系統

敏捷制造系統（Agile Manufacturing System，AMS）是制造系統為了實現快速反應和靈活多變的目標而采取的新的制造模式。通過借助計算機信息集成技術，構建了由多個企業參與的虛擬制造環境，以競爭合作為主，可以動態選擇合作伙伴，組成面向任務的虛擬公司，快速進行最優化生產。AMS由虛擬制造環境與虛擬制造企業組成，當接到新的訂單產品時，根據不同的功能，網絡上的幾個企業（設計公司A、供貨商A、生產車間1等）動態地聯合起來，構建新的虛擬企業去完成該訂單任務。若任務完成，該虛擬企業自動解散。AMS企業動態聯盟如圖1-2所示。

1.2.3 智能制造系統

智能制造系統（Intelligent Manufacturing System，IMS）是一種由智能機器和人類相互協作構成的人機一體化制造系統?，F代智能制造系統呈現出數字化、集成化、網絡化和智能化的特征，其具有智能感知、實時分析與處理、智能決策和自適應調控的功能，如圖1-3所示。智能制造系統的支撐技術有MAMS、HMS、人工智能（Artificial Intelligence，AI）等。

1.MAMS

MAMS是由多個具有單獨處理擾動能力的Agent（智能體）構成的系統，一般采用分布式控制。智能體之間通過協商機制來進行通信協調，系統在制造網絡內部發布加工任務信息（招標），各智能體進行競標。該系統具有自治性、自主性的特點，智能體通過相互協作完成加工任務或者處理各種擾動。

2.HMS

在生產過程中，每個Holon是系統中最小的組成個體，是一個獨立自主的單元，HMS就是由很多不同種類的Holon構成的。HMS一般由產品Holon、訂單Holon、資源Holon三種基本 Holon 構成。Holon 具有自治性、協作性的特點，同時也接收上級的命令。該系統可以可靠、快速地處理擾動，響應市場的需求，較好地利用資源。

3.AI

AI主要研究人造的智能機器，通過系統整合，來模擬人類活動的能力。其主要包括機器學習、知識獲取、推理與決策、知識處理等方面。機器學習是AI的重要研究課題，主要有分析學習、遺傳學習和歸納學習等。

總之，制造系統由原來的能量驅動型向信息驅動型轉變，要求制造系統不僅要具備柔性，還要智能，否則難以處理如此復雜而大量的信息。面對多變的市場需要和復雜的競爭環境，要求制造系統表現出更高的機動、敏捷和智能，因此智能制造系統越來越成為學者重點關注的熱點問題。隨著人工智能技術、5G技術的快速發展，智能化制造技術逐漸成熟，基于信息智能技術的智能制造系統將會成為21世紀制造科學研究領域的重要發展方向。