1.項(xiàng)目概述

為實(shí)現(xiàn)“智能美國(guó)”的目標(biāo)，美國(guó)商務(wù)部國(guó)度尺度與技能研究院的工程實(shí)行室(EL)智能體系分部和制造體系集身分部在2013年一起主持了一系列“智能制造”項(xiàng)目，其戰(zhàn)略目標(biāo)是通過(guò)先輩丈量科學(xué)為下一代制造提供使能技能，實(shí)現(xiàn)智能制造。項(xiàng)目標(biāo)研究重點(diǎn)是加快前沿智能技能在美國(guó)先輩制造范疇的開(kāi)辟、應(yīng)用與集成。

EL將通過(guò)延伸丈量科學(xué)的邊界、擴(kuò)展當(dāng)前丈量與試驗(yàn)本領(lǐng)的范疇，實(shí)現(xiàn)以下4個(gè)詳詳目標(biāo)：面向智能制造和CPS應(yīng)用，寧?kù)o地增長(zhǎng)智能呆板人、主動(dòng)化技能的多功效性、自主性以及快速使命重分派本領(lǐng);實(shí)現(xiàn)智能制造體系的及時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和性能優(yōu)化;通過(guò)先輩制造工藝和設(shè)置裝備擺設(shè)，實(shí)現(xiàn)龐大、新產(chǎn)物的快速、迅速和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn);促進(jìn)龐大制造和設(shè)置裝備擺設(shè)網(wǎng)絡(luò)中的工程信息體系的直接集成，提拔產(chǎn)物、工藝的性能。

別的，針對(duì)智能制造的“焦點(diǎn)”——CPS的生長(zhǎng)，NIST于2012年3月資助了“信息物理體系創(chuàng)新底子”研討會(huì)，辨認(rèn)美國(guó)在CPS創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)上的前沿技能壁壘以及知識(shí)缺口，提出了面向21世紀(jì)的戰(zhàn)略研發(fā)機(jī)會(huì)。波音、范德比爾特大學(xué)、團(tuán)結(jié)技能公司、霍尼韋爾、福特公司等是NIST委員會(huì)成員。2014年6月，NIST建立了CPS民眾事情組(PWG)，資助界說(shuō)并形成CPS研發(fā)的要害方面，加快其生長(zhǎng)和實(shí)行。該事情組由5個(gè)初始小組構(gòu)成：詞匯與參考架構(gòu)、利用案例、時(shí)間和同步、信息寧?kù)o與隱私、數(shù)據(jù)互用性。

2.要點(diǎn)闡發(fā)

NIST并沒(méi)有提出智能制造的完備生長(zhǎng)計(jì)劃與門(mén)路，只是構(gòu)造并負(fù)擔(dān)了相干項(xiàng)目標(biāo)研究事情，但這些項(xiàng)目定位清楚、需求明白，可以說(shuō)代表了美國(guó)的重點(diǎn)技能研究偏向與尺度化目標(biāo)。對(duì)付智能制造來(lái)說(shuō)，重要的研究重點(diǎn)是：智能制造體系、呆板人、增材制造、CPS，此中CPS并不在“智能制造”項(xiàng)目標(biāo)研究范疇內(nèi)。

“智能制造”項(xiàng)目對(duì)底子的軟硬件技能并無(wú)太多涉及，研究會(huì)合在通過(guò)先輩丈量技能舉行集成應(yīng)用上。在該項(xiàng)目中，對(duì)智能制造體系的研究則較為全面，涉及計(jì)劃、建模、闡發(fā)、控制、集成與寧?kù)o等，包羅使能技能、要領(lǐng)東西與保障本領(lǐng)。

3.CPS戰(zhàn)略研發(fā)機(jī)會(huì)

“信息物理體系創(chuàng)新底子”研討會(huì)提出了CPS生長(zhǎng)愿景、厘革思緒和挑釁，包羅在智能制造中應(yīng)用的挑釁。同時(shí)，研討會(huì)也提出了在4個(gè)方面的戰(zhàn)略研發(fā)機(jī)會(huì)，它們涵蓋了CPS的計(jì)劃、開(kāi)辟、實(shí)行和利用。

(1)CPS生長(zhǎng)的挑釁

CPS生長(zhǎng)的5個(gè)技能主題：可靠、寧?kù)o和牢固的體系;網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同、與人交互的體系;超過(guò)數(shù)字-物理邊界的工程;CPS的架構(gòu)與平臺(tái);教誨、勞動(dòng)力、培訓(xùn)和技能轉(zhuǎn)化。

(2)CPS的戰(zhàn)略研發(fā)機(jī)會(huì)

CPS戰(zhàn)略研發(fā)機(jī)會(huì)包羅4個(gè)方面：科學(xué)和工程底子方面，面向體系、底子布局的牢固、有用的計(jì)劃和構(gòu)建;體系性能、質(zhì)量和吸收(體系工程)方面，面向盤(pán)算、物理體系的性能與質(zhì)量包管提拔;應(yīng)用開(kāi)辟與擺設(shè)方面，面向有用、可靠的體系集成與互用性;CPS連續(xù)創(chuàng)新的勞動(dòng)力方面，面向動(dòng)態(tài)、多學(xué)科教誨與培訓(xùn)。

(3)智能制造中的CPS應(yīng)用挑釁

實(shí)行CPS的部門(mén)龐大挑釁包羅經(jīng)濟(jì)可蒙受性、網(wǎng)絡(luò)集成以及工程體系的互用性。絕大多數(shù)企業(yè)在舉行企業(yè)和工場(chǎng)層級(jí)的智能制造投資論證時(shí)都遇到過(guò)困難，轉(zhuǎn)變制造布局、構(gòu)造和文化的歷程非常遲鈍，這妨礙了CPS技能的集成。前數(shù)字化期間的控制體系很少被更換，由于它們還能用，用CPS改造這些現(xiàn)有的工場(chǎng)是困難且昂貴的，在新工場(chǎng)計(jì)劃中參加CPS則是更可行的。別的，挑釁還包羅：生產(chǎn)辦理缺乏尺度產(chǎn)業(yè)本領(lǐng)而導(dǎo)致軟件的定制化某人工本領(lǐng)的利用，并且對(duì)付非同類的控制和通訊體系還必要一個(gè)同一的理論。