智能制造的发展轨迹：
智能制造源于人工智能的研究。一般认为智能是知识和智力的总和，前者是智能的基础，后者是指获取和运用知识求解的能力。人工智能就是用人工方法在计算机上实现的智能。近半个世纪特别是近20年来，随着产品性能的完善化及其结构的复杂化、精细化，以及功能的多样化，促使产品所包含的设计信息和工艺信息量猛增，随之生产线和生产设备内部的信息流量增加，制造过程和管理工作的信息量也必然剧增，因而促使制造技术发展的热点与前沿，转向了提高制造系统对于爆炸性增长的制造信息处理的能力、效率及规模上。目前，先进的制造设备离开了信息的输入就无法运转，柔性制造系统（FMS）一旦被切断信息来源就会立刻停止工作。专家认为，制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型，这就要求制造系统不但要具备柔性，而且还要表现出智能，否则是难以处理如此大量而复杂的信息工作量的。其次，瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境，也要求制造系统表现出更高的灵活、敏捷和智能。因此，智能制造越来越受到高度的重视。
纵览全球，虽然总体而言智能制造尚处于概念和实验阶段，但各国政府均将此列入国家发展计划，大力推动实施。
1992年美国执行新技术政策，大力支持被总统称之的关键重大技术（CriticalTechniloty），包括信息技术和新的制造工艺，智能制造技术自在其中，美国政府希望借助此举改造传统工业并启动新产业。
加拿大制定的1994~1998年发展战略计划，认为未来知识密集型产业是驱动全球经济和加拿大经济发展的基础，认为发展和应用智能系统至关重要，并将具体研究项目选择为智能计算机、人机界面、机械传感器、机器人控制、新装置、动态环境下系统集成。
日本1989年提出智能制造系统，且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目，包括了公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。
欧洲联盟的信息技术相关研究有ESPRIT项目，该项目大力资助有市场潜力的信息技术。1994年又启动了新的R&D项目，选择了39项核心技术，其中三项（信息技术、分子生物学和先进制造技术）中均突出了智能制造的位置。
我国80年代末也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题，已在专家系统、模式识别、机器人、汉语机器理解方面取得了一批成果。最近，国家科技部正式提出了“工业智能工程”，作为技术创新计划中创新能力建设的重要组成部分，智能制造将是该项工程中的重要内容。
由此可见，智能制造正在世界范围内兴起，它是制造技术发展，特别是制造信息技术发展的必然，是自动化和集成技术向纵深发展的结果。
（1）数字制造
20世纪80年代，智能制造的概念第一次被提出，旨在通过集成专家知识库、机器人控制系统来对制造过程进行建模，达到使机器可以智能自主生产的目的，标志着智能制造进入了数字制造阶段，由人类专家知识库与机控软件和硬件集成的数字制造系统可以代替人类完成各种任务。
（2）数字网络制造
到20世纪末，快速发展的互联网和其广泛的连接支持使其被应用在各行业，网络系统的引入是智能制造一次大的发展。在网络系统支持下，各要素包括人员和物理设备等都连接在一起，标志着智能制造进入数字网络制造阶段。工业互联网和云平台的提出，使之成为网络系统与物理系统集成的关键组件，为智能制造的发展再一次提供了源源不断的动力。
（3）新一代智能制造
日新月异的新型信息技术使得智能制造迈入了新一代智能制造阶段，数字孪生为制造活动提供物理世界的完美虚拟映射。机器学习学习人类专家知识，并抓取制造数据，建立更完全的数据库不断优化制造过程。边缘计算提供边缘计算资源支持和缓存服务。
智能制造作为第四次工业革命的核心，尚处于初期的导入阶段，还需要建设一系列的技术基础设施，以支撑大规模的拓展应用。智能制造在演进过程中形成了许多不同的范式，如精益生产、柔性制造、敏捷制造、云制造等，在推进制造业转型中发挥了积极作用。然而，这些范式相对比较独立，缺乏统一的体系和架构，给企业在转型过程中带来了许多困扰。因此，智能制造的三种基本范式，即数字制造、网络制造、智能制造，体现了智能制造发展历程的三个阶段。
数字制造是智能制造的基础，其重点是数字化，即通过数字化技术和系统实现设计、制造、营销、服务等环节信息和业务的数字化，构建横跨产品全生命周期与企业全价值链的数字主线，从而推动企业制造模式的转型升级，如个性化定制、数字制造供应链等。数字制造不仅仅是单点的产线或设备的数字化改造，也不是单一的信息化系统的建设，而是企业整体数字链路的打通，支撑企业中各种数据信息在制造过程中无缝地上传下达，同时通过对这些数据的分析来获得设备、产线乃至工厂运营过程的实时洞察。因此，数字制造为企业构建了强大的数据基础，是当前制造企业转型升级的重点。
网络制造即互联网+制造，是在数字制造的基础上利用工业互联网和工业云技术，将生态链内的企业联接起来，形成制造生态网络，实现资源共享和整合，优化产业链资源配置，为市场和用户提供更加敏捷、高效、优质的产品和服务。在这个阶段，企业不再独立存在，而是作为一个节点融入不同的生态链中，通过与生态链中的不同企业进行协作实现产品和服务的创新，能够更快、更敏捷地响应市场和用户需求的变化。企业将会形成企业内和企业间两条关键的数据链路，并基于这两条数据链路开展更广泛的协作。未来，工业互联网或工业云平台将在保护知识产权和数据安全的基础上，为企业提供基于统一的数据模型、设计模型等领域在线协同能力等。
新一代智能制造，是人工智能技术与先进制造技术的深度融合，其典型特征是整个制造系统具有感知学习的能力。
在这个阶段，人工智能将应用到企业的方方面面，为制造业带来革命性的变化。在制造和运营管理中应用人工智能来提高产品质量和生产效率，优化决策；机器人利用设备互联和机器学习技术，可实现基于产线的精准协作；交付的产品将作为人工智能的载体，具备状态感知、自主决策的能力，可实时与用户、环境互动，彻底颠覆现有的产品和服务体验。
企业在实现数字化制造的基础上，通过工业互联网平台或工业云平台不断叠加网络化、智能化的能力，逐渐演变为网络制造或智能制造。
广义而论，智能制造是一个大概念，是先进信息技术与先进制造技术的深度融合，贯穿于产品设计、制造、服务等全生命周期的各个环节及相应系统的优化集成，旨在不断提升企业的产品质量、效益、服务水平，减少资源消耗，推动制造业创新、绿色、协调、开放、共享发展。
数十年来，智能制造在实践演化中形成了许多不同的相关范式，包括精益生产、柔性制造、并行工程、敏捷制造、数字化制造、计算机集成制造、网络化制造、云制造、智能化制造等，在指导制造业技术升级中发挥了积极作用。但同时，众多的范式不利于形成统一的智能制造技术路线，给企业在推进智能升级的实践中造成了许多困扰。面对智能制造不断涌现的新技术、新理念、新模式，有必要归纳总结提炼出基本范式。
智能制造的发展伴随着信息化的进步。全球信息化发展可分为三个阶段：从20世纪中叶到90年代中期，信息化表现为以计算、通信和控制应用为主要特征的数字化阶段；从20世纪90年代中期开始，互联网大规模普及应用，信息化进入了以万物互联为主要特征的网络化阶段；当前，在大数据、云计算、移动互联网、工业互联网集群突破、融合应用的基础上，人工智能实现战略性突破，信息化进入了以新一代人工智能技术为主要特征的智能化阶段。
综合智能制造相关范式，结合信息化与制造业在不同阶段的融合特征，可以总结、归纳和提升出三个智能制造的基本范式（图1），也就是：数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造——新一代智能制造。
（一）数字化制造
数字化制造是智能制造的第一个基本范式，也可称为第一代智能制造。
智能制造的概念最早出现于20世纪80年代，但是由于当时应用的第一代人工智能技术还难以解决工程实践问题，因而那一代智能制造主体上是数字化制造。
20世纪下半叶以来，随着制造业对于技术进步的强烈需求，以数字化为主要形式的信息技术广泛应用于制造业，推动制造业发生革命性变化。数字化制造是在数字化技术和制造技术融合的背景下，通过对产品信息、工艺信息和资源信息进行数字化描述、分析、决策和控制，快速生产出满足用户要求的产品。
数字化制造的主要特征表现为：第一，数字技术在产品中得到普遍应用，形成“数字一代”创新产品；第二，广泛应用数字化设计、建模仿真、数字化装备、信息化管理；第三，实现生产过程的集成优化。
需要说明的是，数字化制造是智能制造的基础，其内涵不断发展，贯穿于智能制造的三个基本范式和全部发展历程。这里定义的数字化制造是作为第一种基本范式的数字化制造，是一种相对狭义的定位。国际上也有若干关于数字化制造的比较广义的定义和理论。
（二）数字化网络化制造
数字化网络化制造是智能制造的第二种基本范式,也可称为“互联网+制造”，或第二代智能制造。
20世纪末互联网技术开始广泛应用，“互联网+”不断推进互联网和制造业融合发展，网络将人、流程、数据和事物连接起来，通过企业内、企业间的协同和各种社会资源的共享与集成，重塑制造业的价值链，推动制造业从数字化制造向数字化网络化制造转变。
数字化网络化制造主要特征表现为：第一，在产品方面，数字技术、网络技术得到普遍应用，产品实现网络连接，设计、研发实现协同与共享；第二，在制造方面，实现横向集成、纵向集成和端到端集成，打通整个制造系统的数据流、信息流；第三，在服务方面，企业与用户通过网络平台实现连接和交互，企业生产开始从以产品为中心向以用户为中心转型。
德国“工业4.0战略计划”报告和美国GE公司“工业互联网”报告完整地阐述了数字化网络化制造范式，精辟地提出了实现数字化网络化制造的技术路线。
（三）新一代智能制造——数字化网络化智能化制造
数字化网络化智能化制造是智能制造的第三种基本范范式，也可称为新一代智能制造。
近年来，在经济社会发展的强烈需求以及互联网的普及、云计算和大数据的涌现、物联网的发展等信息环境急速变化的共同驱动下，大数据智能、人机混合增强智能、群体智能、跨媒体智能等新一代人工智能技术加速发展，实现了战略性突破。新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合，形成新一代智能制造——数字化网络化智能化制造。新一代智能制造将重塑设计、制造、服务等产品全生命周期的各环节及其集成，催生新技术、新产品、新业态、新模式，深刻影响和改变人类的生产结构、生产方式乃至生活方式和思维模式，实现社会生产力的整体跃升。新一代智能制造将给制造业带来革命性的变化，将成为制造业未来发展的核心驱动力。
智能制造的三个基本范式体现了智能制造发展的内在规律：一方面，三个基本范式次第展开，各有自身阶段的特点和重点解决的问题，体现着先进信息技术与先进制造技术融合发展的阶段性特征；另一方面，三个基本范式在技术上并不是绝然分离的，而是相互交织、迭代升级，体现着智能制造发展的融合性特征。对中国等新兴工业国家而言，应发挥后发优势，采取三个基本范式“并行推进、融合发展”的技术路线。
思想价值决定企业命运的时代已经到来。
在日益全球化和移动互联、人工智能技术日趋普及的趋势下，优势企业之间的最高阶段的竞争，不能局限于硬技术的竞争，而是体现在企业软实力的竞争，亦即思想的竞争。面对今天的市场格局及为未来趋势，你的企业应该有什么样的价值判断，应该有什么样的思想基础，应该发出什么样的声音，这才是关键。
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