智能制造装备是人工智能技术与装备先进设计制造技术的深度融合，覆盖了庞大的业务领域，典型的智能制造装备包括智能机床（金属切削机床、木工机床与锻压机床）、智能数控系统、智能机器人、智能传感器、智能装配装备及智能单元与生产线等。

1．智能机床

传统数控机床不具有“自感知”“自适应”“自诊断”与“自决策”的特征，无法满足智能制造的发展需求。智能机床可以认为是数控机床发展的高级形态，它融合了先进制造技术、信息技术和智能技术，具有自我感知和预估自身状态的能力，其主要技术特征包括：利用历史数据估算设备及关键零部件的使用寿命；能够感知自身加工状态和环境的变化，诊断出故障并给出修正指令；对所加工工件的质量进行智能化评估；基于各种功能模块，实现多种加工工艺，提高加工效能，并降低对资源和能源的消耗。以智能数控车床为例，通过在车床的关键位置安装力、变形、振动、噪声、温度、位置、视觉、速度、加速度等多源传感器，采集车床的实时运行数据及相应的环境数据，形成智能化的大数据环境与大数据知识库，进一步对大数据进行可视化处理、分析及深度学习，形成智能决策。在2006年9月的IMTS展会（美国芝加哥国际机械制造技术展览会）上，日本Mazak公司展出了世界上第一台智能机床 ^[6] ，在此之后，日本Okuma公司、瑞士米克朗公司等著名制造厂商也相继推出了智能机床，实现了主动振动控制、智能热屏蔽、智能安全、智能工艺监视等功能。

2．智能数控系统

智能数控系统是智能机床的“大脑”，在很大程度上决定了机床装备的智能化水平。与传统数控系统相比，智能数控系统除完成常规的数控任务外，还需要具备其他技术特征。首先，智能数控系统需要具备开放式系统架构，数控系统的智能化发展需要大量的用户数据，因此，只有建立开放式的系统架构，才能凝聚大量用户深度参与系统升级、维护和应用；其次，智能数控系统还需要具备大数据采集与分析能力，支持内部指令信息与外部力、热、振动等传感信息的采集，获得相应的机床运行及环境变化大数据，并通过人工智能方法对大数据进行分析，建立影响加工质量、效率及稳定性的知识库，给出优化指令，提升自适应加工能力；最后，智能数控系统还需要具备互联互通功能，设置开放式数字化互联协议接口，借助物联网实现多系统间的互联互通，完成数控系统与其他设计、生产、管理系统间的信息集成与共享。国内华中数控推出了iNC-848D智能数控系统 ^[7] ，提供了全生命周期“数字双胞胎”数据管理接口和大数据智能化算法库，为智能机床的研发提供了技术支撑；沈阳机床集团也研发了基于工业互联网环境的i5智能数控系统 ^[8] ，提出了“工业互联-云服务-智能终端”的新模式。

3．智能机器人

智能机器人是集成计算机技术、制造技术、自动控制技术、传感技术及人工智能技术于一体的智能制造装备，其主体包括机器人本体、控制系统、伺服驱动系统和检测传感装置，具有拟人化、自控制、可重复编程等特点。智能机器人可以利用传感器对环境变化进行感知，基于物联网技术，实现机器与人员之间的交互，并自主做出判断，给出决策指令，从而在生产过程中减少对人的依赖。随着人工智能技术、多功能传感技术以及信息收集、传输和分析技术的快速发展，通过配备传感器、机器视觉和智能控制系统，智能机器人正朝着服务化与标准化的方向发展，其中服务化要求未来的智能机器人充分利用互联网技术，实现在线的主动服务，而标准化是指智能机器人的各种组件和构件实现模块化、通用化，使智能机器人的制造成本降低，制造周期缩短，应用范围得到拓展。

4．智能传感器

智能传感器是指能将待感知、待控制的参数进行量化并集成应用于工业网络的高性能、高可靠性与多功能的新型传感器，通常带有微处理系统，具有信息感知、信息诊断、信息交互的能力。智能传感器是集成技术与微处理技术相结合的产物，是一种新型的系统化产品，其核心技术涉及五个方面，分别是压电技术、热式传感技术、微流控Bio MEMS技术、磁传感技术和柔性传感技术。多个智能传感器还可组建成相应的网络拓扑，并且具备从系统到单元的反向分析与自主校准能力。在当前大数据网络化发展的趋势下，智能传感器及其网络拓扑将成为推动制造业信息化、网络化发展的重要力量。

5．智能装配装备

随着人工智能技术的不断发展，智能装配技术及装备开始在航空、航天、汽车、半导体、医疗等重点领域得到应用，例如，配备机器视觉的多功能多目标智能装配装备首先可以准确找到目标的各类特征，并自动确定目标的外形特征和准确位置，进一步利用自动执行装置完成装配，实现对产品质量的有效控制，同时增加生产装配过程的柔性、可靠性与稳定性，提升生产制造效率；数字化智能装配系统则可以根据产品的结构特点和加工工艺特点，结合供货周期要求，进行全局装配规划，最大限度地提升各装配设备的利用率，尽可能地缩短装配周期。除此之外，智能装配装备在农林、环境等领域也具有巨大的潜力。

6．智能单元与生产线

智能单元与生产线是指针对制造加工现场特点，将一组能力相近相辅的加工模块进行一体化集成，实现各项能力的相互接通，具备适应不同品种、不同批量产品生产能力输出的组织单元，智能单元与生产线也是数字化工厂的基本工作单元。智能单元与生产线还具有独特的属性与结构，具体包括：结构模块化、数据输出标准化、场景异构柔性化及软硬件一体化，这样的特点使得智能单元与生产线易于集成为数字化工厂。在建立智能单元与生产线时，需要从资源、管理和执行三个维度来实现基本工作单元的智能化、模块化、自动化、信息化功能，最终保证工作单元的高效运行。 GqUzQcPuIq0f2w1hBuBOBlKLmdFYLFknLfpebH5nRdwDEYJdDWXhv6opB6QLNdaw