对智能制造系统所处阶段的认识
从宏观上看，工业生产过程或产业链由若干个相对独立的生产单元组成，生产单元可以是一个企业、一条生产线、一个工艺段、一个独立的设备或一项相对独立的功能等。为了对智能制造系统的不同发展阶段有一个总体上的认识，将组成工业生产过程的每个生产单元广义地分为 4个相对独立的系统，通过分析各系统间的数据流向和相互作用来判断智能制造系统所处的发展阶段。
系统包括: ( 1) 物理系统，包括生产线、产品等; ( 2) 传统的工业自动化系统，包括输入 /感知子系统和分析决策 /自学习子系统; ( 3) 人，包括操作人员、维护人员、管理人员等; ( 4) 智能制造系统，包括输入 /感知子系统和分析决策 /自学习子系统，以及数字孪生模型系统和虚拟生产系统。数字孪生模型是以物理模型为基础，基于物理系统的参数和历史数据在数字空间实现的，其输出作为智能制造系统中分析 /决策 /自学习子系统的参考和评价。另外，基于数字孪生模型系统可以实现虚拟生产，对生产过程控制、生产组织管理、新产品开发等工作进行仿真验证。
生产单元的数据流如图 2 所示。图 2 中: 箭头方向表示数据的流向; 开关符号定义数据的接通或断开; 实线表示实时数据; 虚线表示非实时数据，包括历史数据、系统参数等; S1 表示人对工业自动化系统的设定操作和干预是否有效; S2表示智能制造系统的输出是否反馈给人作为设定操作和干预的参考; S3 表示智能制造系统的输出是否作为工业自动化系统的设定。
在图 2 中，各系统间的数据流向是由上述的S1 ～ S3 开关决定的，在智能制造的不同发展阶段，开关的状态组合不同，表 2 列举出不同发展阶段的数据流向特点。其中，1 代表开关接通，0代表开关断开，* 代表开关状态对智能制造所处阶段的判断无影响。
注 1: 在智能制造发展初期，智能制造系统的输出用于辅助工业自动化系统优化，以工业自动化系统的决策输出为主，总体上处于智能制造初级阶段; 随着智能制造系统的发展和优化，工业自动化系统的作用将逐步弱化，智能制造系统的输出逐渐向决定性作用演变，过渡到智能制造中级阶段。
注 2: 随着智能制造技术的发展，针对特定生产单元，智能制造系统的输出发挥决定性作用，在生产过程的其他环节，智能制造系统的输出发挥辅助性作用，两者长期共存，总体上处于智能制造中级阶段; 在越来越多的生产环节中，智能制造系统的输出发挥决定性作用，生产过程将逐步过渡到智能制造高级阶段。图 3 所示为智能制造由初级阶段经中级阶段到高级阶段的发展过程。
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