智能制造系統 (IMS) 是一種現代制造系統，它集成了人、機器和流程的能力，以實現最佳的制造結果。制造系統是指收集輸入、安排輸入并將其轉換為所需輸出的整個過程。IMS 尋求實現制造資源的最佳利用，最大限度地減少浪費，并為業務增加價值。

與工業革命初期相比，現在的制造業范圍已大不相同。現代生產不僅關注數量或質量，還關注資源的保護和流程的可持續性。通過 IMS，生產商試圖跟上不斷發展的行業和消費者不斷增長的需求。

在傳統制造系統中使用智能意味著為生產流程帶來靈活性，分析現有流程及其不足，收集相關信息，并利用這些信息制定更好的流程。

傳統制造依靠操作員的現有知識和經驗，而 IMS 要求參與該過程的人員從過去的生產數據中學習、了解所有復雜性、預測生產結果并找到更好的替代方案。

對智能制造系統的需求

隨著制造業成就的上限隨著工業革命的后續階段不斷增加，現有的人類知識和能力因無法跟上工業發展而面臨一定的局限性。由于操作員無法跟上最新的技術變化，傳統的制造系統無法處理過程中的不確定性和復雜性。

隨著越來越多的消費者要求高質量的產品，需要在更短的時間內提高生產水平和產品質量，同時不增加生產成本。對資源優化和可持續生產方法的重視給制造商帶來了進一步的壓力。現有的傳統系統無法有效滿足要求，因為人工操作員無法適應復雜性或記憶預測生產結果所需的大量數據。

例如，傳統的制造系統要求操作員在實際生產開始之前，根據試錯法或操作員的經驗，在機器和設備中設置某些輸入參數。盡管有多年的經驗，機器操作員可能并不了解生產過程中可能出現的每種可能的不確定性或復雜性。

因此，每次出現復雜性時，都需要停止并重新配置整個流程以處理問題。這不僅耗時，而且成本很高。如果機器本身可以記錄過去經歷的每個不確定性并相應地建議適當的輸入參數，則可以避免這種延遲。

因此，需要結合機器和新技術的使用來進行快速預測，并采用基于自學的靈活制造方法。信息技術是智能制造系統理念的發展過程。

IMS的三個范式

智能制造的概念經過多年的發展，將最新的技術變革融入生產系統。根據信息技術水平及其與制造系統集成的特點，IMS可以概括為以下三種模型或范式：

1. 數字化制造

數字制造范式也稱為第一代智能制造，是IMS的基礎，是后續范式的基礎。在 1980 年代，生產計劃和輸出設計開始在計算機上而不是紙質圖表和圖形上進行。

對工廠布局、產品設計、機器使用和勞動力進行數字模擬，以制定降低成本、提高產品質量和實現資源優化利用的最佳價值鏈。由于所有事情都是數字化完成的，因此它減少了制造特定于消費者要求的產品所需的時間。

2. 數字網絡化制造

第二代智能制造在計算機化制造系統中集成了互聯網的使用。互聯網網絡將不同生產單元的想法、流程和數據連接起來，并允許協作制造。

的聯網技術允許協作R＆d不同企業中，在同行業（橫向一體化）連接企業，企業連接在同一行業（垂直集成）內的不同水平的生產過程中的操作，并且將用戶連接到企業。用戶交互是將生產過程轉變為以用戶為中心的過程的第一步。

3. 新一代智能制造

人工智能 (AI)與數字和網絡技術的融合導致了 IMS 的戰略突破。人工智能在制造過程中的本質可以徹底改變生產技術并取代對人類智能的需求。

人工智能賦予新一代智能制造能力，無需人工干預即可參與研發并制定新的流程、設計、產品和商業模式。由于機器比人類快，人工智能不僅會減少生產所需的時間，還會減少創新和構思所需的時間。

上述每種模式并不相互排斥；相反，它們建立在前一個特征的基礎上。