1.項目概述

為實現(xiàn)“智能美國”的目標，美國商務部國度尺度與技能研究院的工程實行室(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”項目，其戰(zhàn)略目標是通過先輩丈量科學為下一代制造提供使能技能，實現(xiàn)智能制造。項目標研究重點是加快前沿智能技能在美國先輩制造范疇的開辟、應用與集成。

EL將通過延伸丈量科學的邊界、擴展當前丈量與試驗本領的范疇，實現(xiàn)以下4個詳詳目標：面向智能制造和CPS應用，寧靜地增長智能呆板人、主動化技能的多功效性、自主性以及快速使命重分派本領;實現(xiàn)智能制造體系的及時監(jiān)測、控制和性能優(yōu)化;通過先輩制造工藝和設置裝備擺設，實現(xiàn)龐大、新產(chǎn)物的快速、迅速和經(jīng)濟生產(chǎn);促進龐大制造和設置裝備擺設網(wǎng)絡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，針對智能制造的“焦點”——CPS的生長，NIST于2012年3月資助了“信息物理體系創(chuàng)新底子”研討會，辨認美國在CPS創(chuàng)新與競爭上的前沿技能壁壘以及知識缺口，提出了面向21世紀的戰(zhàn)略研發(fā)機會。波音、范德比爾特大學、團結技能公司、霍尼韋爾、福特公司等是NIST委員會成員。2014年6月，NIST建立了CPS民眾事情組(PWG)，資助界說并形成CPS研發(fā)的要害方面，加快其生長和實行。該事情組由5個初始小組構成：詞匯與參考架構、利用案例、時間和同步、信息寧靜與隱私、數(shù)據(jù)互用性。

2.要點闡發(fā)

NIST并沒有提出智能制造的完備生長計劃與門路，只是構造并負擔了相干項目標研究事情，但這些項目定位清楚、需求明白，可以說代表了美國的重點技能研究偏向與尺度化目標。對付智能制造來說，重要的研究重點是：智能制造體系、呆板人、增材制造、CPS，此中CPS并不在“智能制造”項目標研究范疇內(nèi)。

“智能制造”項目對底子的軟硬件技能并無太多涉及，研究會合在通過先輩丈量技能舉行集成應用上。在該項目中，對智能制造體系的研究則較為全面，涉及計劃、建模、闡發(fā)、控制、集成與寧靜等，包羅使能技能、要領東西與保障本領。

3.CPS戰(zhàn)略研發(fā)機會

“信息物理體系創(chuàng)新底子”研討會提出了CPS生長愿景、厘革思緒和挑釁，包羅在智能制造中應用的挑釁。同時，研討會也提出了在4個方面的戰(zhàn)略研發(fā)機會，它們涵蓋了CPS的計劃、開辟、實行和利用。

(1)CPS生長的挑釁

CPS生長的5個技能主題：可靠、寧靜和牢固的體系;網(wǎng)絡化、協(xié)同、與人交互的體系;超過數(shù)字-物理邊界的工程;CPS的架構與平臺;教誨、勞動力、培訓和技能轉化。

(2)CPS的戰(zhàn)略研發(fā)機會

CPS戰(zhàn)略研發(fā)機會包羅4個方面：科學和工程底子方面，面向體系、底子布局的牢固、有用的計劃和構建;體系性能、質量和吸收(體系工程)方面，面向盤算、物理體系的性能與質量包管提拔;應用開辟與擺設方面，面向有用、可靠的體系集成與互用性;CPS連續(xù)創(chuàng)新的勞動力方面，面向動態(tài)、多學科教誨與培訓。

(3)智能制造中的CPS應用挑釁

實行CPS的部門龐大挑釁包羅經(jīng)濟可蒙受性、網(wǎng)絡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)和工場層級的智能制造投資論證時都遇到過困難，轉變制造布局、構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)有的工場是困難且昂貴的，在新工場計劃中參加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)本領而導致軟件的定制化某人工本領的利用，并且對付非同類的控制和通訊體系還必要一個同一的理論。