傳統(tǒng)制造觀是以材料處理為核心的，是對生產(chǎn)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(chǎn)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(tǒng)注入生產(chǎn)信息，從而使產(chǎn)品信息獲得增值的過程，將產(chǎn)品定義為在原始資源上賦予知識與信息的產(chǎn)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(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)”，最終的結(jié)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(shù)字化、自動化裝置及系統(tǒng)應用的基礎上，將人工智能引入到制造理論及生產(chǎn)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(qū)動的產(chǎn)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(jié)合，其基本內(nèi)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(chǎn)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。可以說，傳統(tǒng)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(tǒng)獲取企業(yè)、車間、設備的實時運行狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)，通過高速網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的實時傳輸、存儲和結(jié)構(gòu)化處理，根據(jù)分析的結(jié)果，按照設定的規(guī)則做出判斷和決策，再將處理結(jié)果反饋到現(xiàn)場調(diào)整執(zhí)行狀態(tài)。智能制造技術實現(xiàn)了從人工智能到機器智能、從機器智能再到系統(tǒng)智能的進步和發(fā)展。

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

　　智能制造引發(fā)航空產(chǎn)品研制模式變革

　　航空產(chǎn)品研制已經(jīng)進入數(shù)字化時代，數(shù)字化表達、網(wǎng)絡化連通、協(xié)同化研制、數(shù)字化執(zhí)行已經(jīng)成為新產(chǎn)品研制的基本模式，數(shù)字化模型替代了傳統(tǒng)的設計圖，制造過程以數(shù)字化模型為唯一數(shù)據(jù)源，進行機械加工、鈑金成形、復材構(gòu)件生產(chǎn)、零部件裝配等制造活動；數(shù)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(jīng)由傳統(tǒng)的手工操作變成程序控制執(zhí)行，這種數(shù)字化執(zhí)行手段為實現(xiàn)航空產(chǎn)品智能制造奠定了基礎。

　　智能制造給航空產(chǎn)品研制過程帶來的變革主要體現(xiàn)在以下3個方面：

　　(1) 智能加工工藝

　　數(shù)字化加工過程是根據(jù)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(chǎn)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(diào)整，導致航空產(chǎn)品零部件質(zhì)量一致性不穩(wěn)定、表面質(zhì)量狀態(tài)波動大。

　　智能加工工藝形成一種實時優(yōu)化調(diào)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)控裝備是按確定的空間關系和程序邏輯來運轉(zhuǎn)的，隨著數(shù)控系統(tǒng)計算處理能力的不斷提升和功能部件不斷發(fā)展完善，數(shù)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(tǒng)、智能物流系統(tǒng)、傳感識別及信息采集裝置等，能夠?qū)χ圃爝^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(xiàn)基于規(guī)則的自主決策與自適應控制。

　　(3) 智能制造系統(tǒng)

　　從狹義的制造看，航空產(chǎn)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(tǒng)、工作人員等組成的制造系統(tǒng)，經(jīng)過不同的工序或工藝處理，形成符合設計要求的產(chǎn)品。智能制造系統(tǒng)以數(shù)字化技術為基礎，引入智能處理決策功能，構(gòu)建出基于智能化裝備、智能化工藝、傳感網(wǎng)絡、智能決策處理系統(tǒng)、人機互聯(lián)的智能化制造系統(tǒng)，使制造智能由個體智能跨越到整體智能，提升大數(shù)據(jù)量、高自動化環(huán)境下人們對中制造數(shù)據(jù)、加工狀態(tài)、調(diào)整決策的掌控能力。

　　智能制造系統(tǒng)依據(jù)航空產(chǎn)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(gòu)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(wǎng)絡及實時處理、制造數(shù)據(jù)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(xiàn)從智能制造單元、智能制造系統(tǒng)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(chǎn)品的智能傳感技術，基于大數(shù)據(jù)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(wǎng)絡的構(gòu)建及賽博物理融合系統(tǒng)（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(nèi)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(tǒng)等。

　　智能制造系統(tǒng)重點要突破的技術包括：制造系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡化管控、多機器人的協(xié)同控制、工藝與裝備的信息交互與過程優(yōu)化、系統(tǒng)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。