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| 1 | Human Cyber Physical Systems(HCPSs)in the Context of New-Generation Intelligent Manufacturing显示文摘An intelligent manufacturing system is a composite intelligent system comprising humans,cyber systems,and physical systems with the aim of achieving specific manufacturing goals at an optimized level.This kind of intelligent system is called a human-cyber-physical system(HCPS).In terms of technology,HCPSs can both reveal technological principles and form the technological architecture for intelligent manufacturing.It can be concluded that the essence of intelligent manufacturing is to design,construct,and apply HCPSs in various cases and at different levels.With advances in information technology,intelligent manufacturing has passed through the stages of digital manufacturing and digital-networked manufacturing,and is evolving toward new-generation intelligent manufacturing(NGIM).NGIM is characterized by the in-depth integration of new-generation artificial intelligence(AI)technology(i.e.,enabling technology)with advanced manufacturing technology(i.e.,root technology);it is the core driving force of the new industrial revolution.In this study,the evolutionary footprint of intelligent manufacturing is reviewed from the perspective of HCPSs,and the implications,characteristics,technical frame,and key technologies of HCPSs for NGIM are then discussed in depth.Finally,an outlook of the major challenges of HCPSs for NGIM is proposed. | Zhou Ji Zhou Yanhong Wang Baicun Zang Jiyuan | 2019 | Engineering2019，5，4： | 98 |
| 2 | Digital Twins and Cyber Physical Systems toward Smart Manufacturing and Industry 4.0:Correlation and Comparison显示文摘State-of-the-art technologies such as the Internet of Things(IoT),cloud computing(CC),big data analytics(BDA),and artificial intelligence(AI)have greatly stimulated the development of smart manufacturing.An important prerequisite for smart manufacturing is cyber-physical integration,which is increasingly being embraced by manufacturers.As the preferred means of such integration,cyber-physical systems(CPS)and digital twins(DTs)have gained extensive attention from researchers and practitioners in industry.With feedback loops in which physical processes affect cyber parts and vice versa,CPS and DTs can endow manufacturing systems with greater efficiency,resilience,and intelligence.CPS and DTs share the same essential concepts of an intensive cyber-physical connection,real-time interaction,organization integration,and in-depth collaboration.However,CPS and DTs are not identical from many perspectives,including their origin,development,engineering practices,cyber-physical mapping,and core elements.In order to highlight the differences and correlation between them,this paper reviews and analyzes CPS and DTs from multiple perspectives. | Fei Tao Qinglin Qi Lihui Wang A.Y.C.Nee | 2019 | Engineering2019，5，4： | 84 |
| 3 | 智能制造理论体系架构研究显示文摘从制造技术的发展变迁和面临的新挑战出发,分析了针对智能制造内涵及特征的认知发展过程,给出了对工业4.0时代智能制造的新认识,进而提出了智能制造理论体系总体架构,该体系架构由8个模块构成:理论基础、技术基础、支撑技术、使能技术、核心主题、发展模式、实施途径和总体目标。分别阐述了体系架构中的总体目标、核心主题、支撑技术和使能技术四大模块的具体内容,讨论了推进和实施智能制造的基本原则和技术路线,展望了未来制造的新形态和新特征。 | 刘强 | 2020 | 中国机械工程2020，31，1： | 89 |
| 4 | 工业人工智能的关键技术及其在预测性维护中的应用现状显示文摘随着人工智能技术的快速发展及其在工业系统中卓有成效的应用,工业智能化成为当前工业生产转型的一个重要趋势.论文提炼了工业人工智能(Industrial artificial intelligence,IAI)的建模、诊断、预测、优化、决策以及智能芯片等共性关键技术,总结了生产过程监控与产品质量检测等4个主要应用场景.同时,论文选择预测性维护作为工业人工智能的典型应用场景,以工业设备的闭环智能维护形式,分别从模型方法、数据方法以及融合方法出发,系统的总结和分析了设备的寿命预测技术和维护决策理论,展示了人工智能技术在促进工业生产安全、降本、增效、提质等方面的重要作用.最后,探讨了工业人工智能研究所面临的问题以及未来的研究方向. | 袁烨 张永 丁汉 | 2020 | 自动化学报2020，46，10： | 62 |
| 5 | 我国高速铁路智能建造技术发展实践与展望显示文摘智能建造是工程建造领域的发展方向,是新形势下铁路工程建设发展的必然趋势。结合当前新一轮铁路建设新形势,分析铁路建设领域智能建造技术的应用现状和不足,探讨高速铁路智能建造技术未来发展方向、关键技术和基础保障,为智能建造技术在铁路建设领域的推广应用提供新的思路。在建设数字化智能铁路的大趋势下,依托中国铁路总公司工程建设管理平台,初步构建以建设单位为主导的智能建造管理体系,对铁路工程全生命周期建设的新型管理模式和创新实践途径进行探索。 | 王峰 | 2019 | 中国铁路2019，，4： | 71 |
| 6 | 智能制造的三个基本范式:从数字化制造、“互联网+”制造到新一代智能制造显示文摘本文简述了研究智能制造范式的重要意义,智能制造的内涵和发展历程,综合智能制造相关范式总结出智能制造三个基本范式:数字化制造、数字化网络化制造——'互联网+'制造、数字化网络化智能化制造——新一代智能制造。阐述了三种基本范式的内涵、特征。我国应从数字化'补课'做起,进一步夯实智能制造发展的基础;今后一阶段应重点发展'互联网+'制造,并行推进三种基本范式;新一代智能制造将从根本上引领和推进第四次工业革命,为我国实现制造业换道超车、跨越发展带来了历史性机遇。 | 臧冀原 王柏村 孟柳 周源 | 2018 | 中国工程科学2018，20，4： | 57 |
| 7 | 走向新工业革命的智能制造显示文摘为了更好地认识新工业革命和智能制造之间的关系,把握智能制造未来发展趋势,综合评述了现有不同形式的新工业革命及其特征,分析了工业革命和市场需求对制造模式演化的影响,论述了大规模生产、大规模定制和个性化生产3种基本生产方式所组成的长尾制造存在的必要性;探讨了智能制造随人工智能由符号智能向计算智能的演进技术路线;以工业4.0/工业互联网为例分析了新工业革命与新一代智能制造的关系,并进一步阐述了新一代智能制造的未来发展趋势;重点分析了人工智能对长尾生产方式的影响;揭示了制造业从“计算机”走向“互联网”和“人工智能”发展的必然趋势。 | 姚锡凡 景轩 张剑铭 刘敏 周佳军 | 2020 | 计算机集成制造系统2020，26，9： | 55 |
| 8 | 企业数字化转型:研究脉络梳理与整合框架构建显示文摘企业数字化转型已成为实业界和学术界关注的焦点和热点,但数字化转型研究呈现出碎片化和模糊化特征,急需能够“穿针引线”,即既能系统呈现已有研究脉络,又能为后续研究提供整合框架的理论研究。为此,本文按照“梳理—拓展—整合”的逻辑,首先分析数字化转型现有研究的演化脉络,剖析转型的类型、前因、结果和动态演化四大研究主题,进一步发展数字化转型概念,梳理技术创新理论、生态理论和战略理论三大理论基础;其次,拓展产品、服务、流程、模式和组织5类数字化转型的内容和特征,构建企业数字化转型的“POMPS”五角模型,尝试揭开5类转型之间的协同关系;最后,结合现有研究,从系统和动态视角构建数字化转型的整合研究框架,指出值得深入探究的6个重要议题。本文系统展示了数字化转型研究的发展脉络、主题焦点和理论前沿,并构建整合框架指引和启示未来研究。 | 朱秀梅 林晓玥 | 2022 | 研究与发展管理2022，34，4： | 54 |
| 9 | 基于数字孪生的多维多尺度智能制造空间及其建模方法显示文摘随着数字孪生、信息物理融合系统等新兴技术的发展,如何实现面向制造业应用的物理空间、信息空间与业务空间的多维融合已成为智能制造落地实施的关键。针对该问题,从逻辑关联的视角提出了多维多尺度智能制造空间的内涵与特征,并结合数字孪生技术的实现逻辑,研究了智能制造空间的虚实映射建模方法、复杂多维时空域下智能制造过程及数据建模方法。进一步,结合某叶轮的生产制造案例对所提出的建模方法进行了验证,证明了该建模方法的可行性和有效性,为实现智能制造空间多要素、多业务、多流程的实时同步仿真与虚实联动控制提供了支撑。 | 丁凯 张旭东 周光辉 王闯 杨海东 张富强 曹学鹏 | 2019 | 计算机集成制造系统2019，25，6： | 57 |
| 10 | Upgrading Pathways of Intelligent Manufacturing in China:Transitioning across Technological Paradigms显示文摘Intelligent technologies are leading to the next wave of industrial revolution in manufacturing.In developed economies,firms are embracing these advanced technologies following a sequential upgrading strategy-from digital manufacturing to smart manufacturing(digital-networked),and then to newgeneration intelligent manufacturing paradigms.However,Chinese firms face a different scenario.On the one hand,they have diverse technological bases that vary from low-end electrified machinery to leading-edge digital-network technologies;thus,they may not follow an identical upgrading pathway.On the other hand,Chinese firms aim to rapidly catch up and transition from technology followers to probable frontrunners;thus,the turbulences in the transitioning phase may trigger a precious opportunity for leapfrogging,if Chinese manufacturers can swiftly acquire domain expertise through the adoption of intelligent manufacturing technologies.This study addresses the following question by conducting multiple case studies:Can Chinese firms upgrade intelligent manufacturing through different pathways than the sequential one followed in developed economies?The data sources include semistructured interviews and archival data.This study finds that Chinese manufacturing firms have a variety of pathways to transition across the three technological paradigms of intelligent manufacturing in nonconsecutive ways.This finding implies that Chinese firms may strategize their own upgrading pathways toward intelligent manufacturing according to their capabilities and industrial specifics;furthermore,this finding can be extended to other catching-up economies.This paper provides a strategic roadmap as an explanatory guide to manufacturing firms,policymakers,and investors. | Yuan Zhou Jiyuan Zang Zhongzhen Miao Tim Minshall | 2019 | Engineering2019，5，4： | 42 |
| 11 | 云制造系统3.0——一种“智能+”时代的新智能制造系统显示文摘基于对“智能+”时代的解读,提出一种“智能+”时代的新智能制造系统——云制造系统3.0,给出云制造3.0的内涵及按照该内涵构建的云制造系统3.0的系统体系架构、技术体系总体框架。介绍了笔者团队研发的云制造系统3.0的雏形——“航天云网2.0”的技术成果及其应用范例。最后给出云制造系统3.0雏形的创新点,并从“技术、应用、产业”协调发展的角度给出了“智能+”时代云制造系统发展的建议。 | 李伯虎 柴旭东 侯宝存 林廷宇 张霖 李潭 刘阳 肖莹莹 | 2019 | 计算机集成制造系统2019，25，12： | 48 |
| 12 | 智能制造推动我国制造业全面创新升级显示文摘我国抓牢新一轮科技革命和产业变革的历史机遇,加快发展智能制造并取得了积极成效。也要注意到,我国智能制造整体发展仍处于初级阶段,不平衡不充分的矛盾较为突出,持续深入推进智能制造面临挑战。近年来,我国启动了从制造大国迈向制造强国的发展进程,加快制造业由大变强、全面创新升级的发展步伐,但升级的技术路线仍需更加明确。研究认为,新时期新阶段我国制造业要实现全面创新升级,应坚持智能制造发展的主攻方向,优化调整总体技术路线,即数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造“并行推进、融合发展”;企业实施智能制造战略,应深度融合数字化网络化智能化赋能技术、先进制造技术,注重产品创新、生产创新、模式创新、制造系统集成创新,力争实现整体性突破。 | 钟志华 臧冀原 延建林 苗仲桢 杨晓迎 古依莎娜 | 2020 | 中国工程科学2020，22，6： | 48 |
| 13 | 中国智能制造发展战略研究显示文摘智能制造是建设制造强国的主攻方向。智能制造是一个不断演进发展的大概念,本文提出智能制造的内涵,归纳出三个基本范式:数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造——新一代智能制造,明确了我国推进制造业智能转型应采取'并行推进、融合发展'的技术路线,提出了我国智能制造未来发展的战略目标、战略方针和发展路径,进而对我国体制机制保障和政策提出加强和落实智能制造推进机制、加大财税和金融支持、深化国际交流合作等初步的建议。 | “新一代人工智能引领下的智能制造研究”课题组 臧冀原 | 2018 | 中国工程科学2018，20，4： | 38 |
| 14 | 数字孪生与深度学习融合驱动的采煤机健康状态预测显示文摘针对处于恶劣工作环境的采煤机状态预测与维护困难的问题,结合数字孪生高逼真度行为仿真特性和深度学习强大的数据挖掘能力,提出数字孪生与深度学习融合驱动的采煤机健康状态预测方法。基于物理空间多物理参数构建采煤机数字孪生体,通过在虚拟空间的可视化展示与分析实现健康状态预判;建立基于深度学习的采煤机关键零件剩余寿命预测模型,实现实时监测数据驱动下的零件剩余寿命的在线预测;综合数字孪生体状态和剩余寿命值,实现采煤机健康状态预测。通过试验验证了该方法的有效性,为采煤机健康状态预测与管理提供新思路。 | 丁华 杨亮亮 杨兆建 王义亮 | 2020 | 中国机械工程2020，31，7： | 36 |
| 15 | 基于人-信息-物理系统(HCPS)的新一代智能制造研究显示文摘本文从制造业面临的问题和挑战、新一代人工智能技术带来的重大机遇、新一轮工业革命的核心技术等方面论述了新一代智能制造的发展背景。通过分析智能制造的发展演进过程,指出传统制造向智能制造发展的过程是从原来的'人–物理'二元系统(HPS)向新的'人–信息–物理'三元系统(HCPS)发展的过程。HCPS揭示了智能制造发展的基本原理,是支撑新一代智能制造发展的理论基础。基于HCPS和智能制造的系统集成,从给制造业带来的革命性变化、给人类社会带来的革命性变化等方面描述了新一代智能制造的愿景。 | 王柏村 臧冀原 屈贤明 董景辰 周艳红 | 2018 | 中国工程科学2018，20，4： | 31 |
| 16 | 工业互联网推动离散制造业转型升级的发展现状、技术体系及应用挑战显示文摘工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,已成为当前我国推进工业化和信息化融合的主要手段,也是推进制造强国和网络强国建设的重要基础。目前,我国工业互联网在总体上发展迅速,但在推进离散制造业转型升级的落地应用过程中仍然存在一些难点问题,在物联的广度、应用的深度和数据的价值利用等方面还有待加强。为此,首先梳理和分析了工业互联网的起源、国内外发展现状等,在此基础上构建了工业互联网推动离散制造业转型升级的三维参考模型,提出了工业互联网推动离散制造业转型升级的工业物联网—工业务联网—工业智联网3个发展阶段,并详细阐述了对应的技术体系及面临的挑战,从而为工业互联网推动离散制造业转型升级提供理论上的指导。 | 庄存波 刘检华 隋秀峰 胡耀光 杨晨 胡晗 | 2019 | 计算机集成制造系统2019，25，12： | 33 |
| 17 | 论智能制造的发展与智能工厂的实践显示文摘论述了智能制造概念的产生与发展,以及当前主要工业国家智能制造的发展规划。分析了智能工厂的总体技术框架,并介绍了国内智能制造工厂的实践情况。 | 龚东军 陈淑玲 王文江 熊艳华 肖明 | 2019 | 机械制造2019，57，2： | 28 |
| 18 | 以人为本的智能制造:理念、技术与应用显示文摘人是制造生产活动中最具能动性和最具活力的因素,智能制造最终需回归到服务和满足人们美好生活需求上来。本文基于人–信息–物理系统(HCPS)智能制造发展理论,提出以人为本的智能制造(人本智造)的基本概念,并从发展背景、基本内涵、人的因素、技术体系、应用实践等方面对人本智造进行了分析探讨。研究指出,人本智造体现了智能制造发展的一种重要理念,同时也是新一代智能制造系统的一个重要技术方向。在此基础上,针对人本智造从政策、企业、科研3个层面提出了若干建议:及时对接国家相关战略、企业将“以人为本”作为发展智能制造的重要理念、重视智能制造系统中人因工程的研究等,以促进以人为本的智能制造在我国的发展和应用。 | 王柏村 薛塬 延建林 杨晓迎 周源 | 2020 | 中国工程科学2020，22，4： | 28 |
| 19 | 面向智能制造的人因工程研究与发展显示文摘面向智能制造的人因工程是人因工程学(或称人类工效学)在智能制造领域的应用,秉承'以人为本'的理念,在人-信息-物理系统(Human-cyber-physicalsystems,HCPS)语义下,系统研究解决人、物理系统、信息系统之间的关系问题,确保系统安全高效运行。从智能制造系统人的作用出发,系统梳理面向智能制造的人因工程的研究内容,论述国内外在智能制造系统人因工程与人机关系等领域的研究进展和重点,具体包括人的安全、虚实融合、组织结构扁平化、产用融合、人机协作、人与CPS的关系等方面。结合我国在智能制造人因工程领域所面临的挑战,从学科建设、科学研究、社会关注等层面提出了进一步发展的建议,包括加强顶层战略设计、完善学科体系建设、宣贯系统设计理念、加强定量定性研究的融合、促进新兴技术的创新应用等内容。 | 王柏村 黄思翰 易兵 鲍劲松 | 2020 | 机械工程学报2020，56，16： | 28 |
| 20 | 数控技术发展状况及在智能制造中的作用显示文摘当前智能制造的快速发展,使得数控技术的开放性与智能化的特点更为明显,我国对于数控技术也愈发重视,这将有效推进国内工业制造的自动化与智能化。阐述了我国数控技术发展现状与趋势,分析了国内数控技术发展水平与智能制造技术相较国际先进技术的现有差距。数控技术的发展是一个国家制造能力与水平的体现,结合大数据和人工智能,数控技术成为智能制造的重要基石,数控技术的创新与突破是实施智能制造工程的重要保障。 | 王眇 张振明 李龙 谢云 | 2021 | 航空制造技术2021，64，10： | 28 |
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