傳統制造觀是以材料處理為核心的，是對生產設備輸入原材料或毛坯，使其幾何形狀或物理化學性能發(fā)生變化，最終成為產品的過程；進入信息化時代，人們逐步形成了以信息處理為基礎的信息制造觀，將制造過程看成是對制造系統注入生產信息，從而使產品信息獲得增值的過程，將產品定義為在原始資源上賦予知識與信息的產物，將制造過程視為賦予知識與信息的過程。

　　進入21世紀，電子、信息、計算等技術的發(fā)展推動了互聯網、物聯網、大數據等技術領域的快速發(fā)展，引發(fā)了工業(yè)模式的變革。德國稱這種變革為第四次工業(yè)革命，即“工業(yè)4.0”；美國則稱其為第三次創(chuàng)新變革浪潮，認為未來工業(yè)的特征是“工業(yè)互聯網”，最終的結果殊途同歸，就是更高的智能化，而新工業(yè)革命變革的基本特征就是智能制造。

　　智能制造技術是在信息化、數字化、自動化裝置及系統應用的基礎上，將人工智能引入到制造理論及生產運行過程中，形成以存儲、計算、邏輯、推理為特征的機器智能所驅動的產品制造技術。智能制造技術是人工智能與制造技術的有機結合，其基本內涵是指在制造過程的各個環(huán)節(jié)，采用人機交互、高度柔性與高度集成的方式，通過計算機模擬人類專家的智能活動，對生產運行過程進行分析、判斷、推理和決策，延伸或取代制造活動中人的腦力勞動，并對人類專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承與發(fā)展?？梢哉f，傳統的工具和設備延伸了人的四肢能力，智能制造技術則擴展了人的大腦能力。

　　智能制造的典型特征是“狀態(tài)感知——實時分析——自主決策——精準執(zhí)行”，即利用傳感系統獲取企業(yè)、車間、設備的實時運行狀態(tài)信息和數據，通過高速網絡實現數據和信息的實時傳輸、存儲和結構化處理，根據分析的結果，按照設定的規(guī)則做出判斷和決策，再將處理結果反饋到現場調整執(zhí)行狀態(tài)。智能制造技術實現了從人工智能到機器智能、從機器智能再到系統智能的進步和發(fā)展。

　　智能制造的前提是產品和制造過程的數字化模型、數字化控制的工藝裝備、網絡化集成的制造系統、基于傳感網絡或知識庫的智能化處理。智能制造系統是人機一體化的混合系統，在智能制造系統中，機器智能和人的智能將緊密地集成在一起協同工作。

　　智能制造引發(fā)航空產品研制模式變革

　　航空產品研制已經進入數字化時代，數字化表達、網絡化連通、協同化研制、數字化執(zhí)行已經成為新產品研制的基本模式，數字化模型替代了傳統的設計圖，制造過程以數字化模型為唯一數據源，進行機械加工、鈑金成形、復材構件生產、零部件裝配等制造活動；數字化的裝備成為各個工藝環(huán)節(jié)不可或缺的基礎資源，復雜形狀零部件制造的工藝活動已經由傳統的手工操作變成程序控制執(zhí)行，這種數字化執(zhí)行手段為實現航空產品智能制造奠定了基礎。

　　智能制造給航空產品研制過程帶來的變革主要體現在以下3個方面：

　　(1) 智能加工工藝

　　數字化加工過程是根據設計模型和工藝要求確定加工工藝及程序，基于空間和時間的確定性關系來完成產品制造，加工狀態(tài)是依靠人員監(jiān)控、事后檢測來確認的，難以實時掌握加工過程中工況變化并及時調整，導致航空產品零部件質量一致性不穩(wěn)定、表面質量狀態(tài)波動大。

　　智能加工工藝形成一種實時優(yōu)化調整模式，制造過程中增加對加工過程、時變工況的在線監(jiān)測，利用智能化技術對獲取的加工過程狀態(tài)信息進行實時分析、評估和決策，實現對加工過程的自主學習和決策控制；通過自主學習形成工藝知識庫，支持工藝設計與程序設計過程，實現工件加工工藝的自主決策設計和優(yōu)化。

　　(2) 智能裝備及智能制造單元

　　數控裝備是按確定的空間關系和程序邏輯來運轉的，隨著數控系統計算處理能力的不斷提升和功能部件不斷發(fā)展完善，數控裝備的加工效率、穩(wěn)定性、靈活性、信息處理能力都有了極大的提高，基于工況的自主處理能力日趨增強。

　　航空制造領域的智能裝備及智能制造單元主要包括智能機床、智能機器人、智能控制裝置及系統、智能物流系統、傳感識別及信息采集裝置等，能夠對制造過程中運動、功率、扭矩、能量、信息等狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并實現基于規(guī)則的自主決策與自適應控制。

　　(3) 智能制造系統

　　從狹義的制造看，航空產品制造包含一系列工藝過程和工序過程，原材料進入由工藝裝備、物流系統、工作人員等組成的制造系統，經過不同的工序或工藝處理，形成符合設計要求的產品。智能制造系統以數字化技術為基礎，引入智能處理決策功能，構建出基于智能化裝備、智能化工藝、傳感網絡、智能決策處理系統、人機互聯的智能化制造系統，使制造智能由個體智能跨越到整體智能，提升大數據量、高自動化環(huán)境下人們對中制造數據、加工狀態(tài)、調整決策的掌控能力。

　　智能制造系統依據航空產品類型和主體制造工藝不同而有所差異，可分為切削加工、鈑金成形、復合材料構件制造、整機裝配等不同類型，但他們均應具備智能化工藝設計與優(yōu)化、智能化運行管控、傳感網絡及實時處理、制造數據采集與知識庫、在線學習和工藝優(yōu)化等基本能力。

　　航空智能制造技術發(fā)展思路

　　發(fā)展航空智能制造技術，應從支撐技術入手，實現從智能制造單元、智能制造系統到智能工廠的演進。

　　智能支撐技術重點要突破的技術包括：適用于航空制造工況及其產品的智能傳感技術，基于大數據的各種工況感知信息的采集、融合和分析處理技術，分布式實時網絡的構建及賽博物理融合系統（CPS）技術，制造過程的虛擬建模、半物理和物理仿真技術等。

　　智能制造裝備和單元技術重點要突破的內容包括：專用嵌入式控制單元、減速機等智能核心器件，實時狀態(tài)監(jiān)控、健康檢測、故障診斷等實時運行監(jiān)控方法，基于測量反饋的多軸加工、基于力感知的加工和定位智能化執(zhí)行單元，知識建模、智能決策支持系統等。

　　智能制造系統重點要突破的技術包括：制造系統的分布式網絡化管控、多機器人的協同控制、工藝與裝備的信息交互與過程優(yōu)化、系統狀態(tài)監(jiān)控與智能化加工決策、制造過程建模仿真與工藝優(yōu)化等。