傳統(tǒng)的數(shù)字化制造技術(shù)側(cè)重于產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，而智能制造側(cè)重于人工智能技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)字化制造技術(shù)是是實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，同時智能化是數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展方向之一。
智能制造源于人工智能的研究，人工智能是用人工方法在計算機上實現(xiàn)的智能。智能制造的概念提出于20世紀80年代，日本1989年提出智能制造系統(tǒng)，且于1994年啟動了先進制造國際合作研究項目，包括了公司集成和全球制造、制造知識體系、分布智能系統(tǒng)控制、快速產(chǎn)品實現(xiàn)的分布智能系統(tǒng)技術(shù)等。加拿大制定的1994—1998年發(fā)展戰(zhàn)略計劃，認為未來知識密集型產(chǎn)業(yè)是驅(qū)動全球經(jīng)濟和加拿大經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，認為發(fā)展和應(yīng)用智能系統(tǒng)至關(guān)重要，并將具體研究項目選擇為智能計算機、人機界面、機械傳感器、機器人控制、新裝置、動態(tài)環(huán)境下系統(tǒng)集成。歐洲聯(lián)盟的信息技術(shù)相關(guān)研究有ESPRIT項目，該項目大力資助有市場潛力的信息技術(shù)，1994年其啟動的新的R&D項目，選擇了39項核心技術(shù)，其中三項（信息技術(shù)、分子生物學(xué)和先進制造技術(shù)）中均突出了智能制造的位置。我國80年代末也將“智能模擬”列入國家科技發(fā)展規(guī)劃的主要課題，已在專家系統(tǒng)、模式識別、機器人、漢語機器理解方面取得了一批成果。2015年，作為我國未來十年實施制造強國戰(zhàn)略的行動綱領(lǐng)和未來三十年實現(xiàn)制造強國夢的奠基性文件的《中國制造 2025》明確提出：“智能制造是新一輪科技革命的核心，也是制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的主攻方向”。智能制造在我國獲得了快速發(fā)展的新契機，已成為我國現(xiàn)代先進制造業(yè)新的發(fā)展方向。
智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是指一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。智能制造通過人和智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。智能制造不只是“人工智能系統(tǒng)，而是人機一體化智能系統(tǒng)，是混合智能”。智能制造系統(tǒng)可獨立承擔(dān)分析、判斷、決策等任務(wù)，突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時機器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰，本質(zhì)是人機一體化。
智能制造的典型特征如下：
（1）狀態(tài)感知：準確泛在感知外部輸入的實時運行狀態(tài)；
（2）實時分析：對獲取的實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行快速、準確的分析；
（3）精準執(zhí)行：對外部需求、企業(yè)運行狀態(tài)、研發(fā)和生產(chǎn)等做出快速應(yīng)對和準確執(zhí)行；
（4）自主決策：按照設(shè)定的規(guī)則，根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，自主做出判斷和選擇，并具有自學(xué)習(xí)的能力。
根據(jù)制造技術(shù)的一般發(fā)展規(guī)律，在智能制造系統(tǒng)的發(fā)展過程中，通常是在智能裝備層面上的單個技術(shù)點首先實現(xiàn)智能化突破，然后出現(xiàn)面向智能裝備的組線技術(shù)，并逐漸形成高度自動化與柔性化的智能生產(chǎn)線。在此基礎(chǔ)上，當面向多條生產(chǎn)線的車間管控、智能調(diào)度、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)成熟之后，才可形成智能車間。由此可見，智能制造系統(tǒng)的發(fā)展是由低層級向高層級逐步演進的，而在不同的發(fā)展階段，制造系統(tǒng)的智能化水平均表現(xiàn)出其獨有的特征。從智能制造系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)、實施范圍等方面進行評定，智能制造系統(tǒng)的可以劃分為單元級、裝備級、生產(chǎn)線級、車間級、工廠級以及聯(lián)盟級六個層級。
智能制造單元是智能制造系統(tǒng)的最底層、最基礎(chǔ)的構(gòu)成部分，是由具有一定感知、分析、決策能力的基礎(chǔ)元器件構(gòu)成的基本邏輯結(jié)構(gòu)；智能制造裝備中包含了若干智能制造單元，并能實現(xiàn)相對完整的智能制造活動，包括裝備本體，以及在裝備中運行的軟件系統(tǒng)以及與之匹配的配套設(shè)施；智能生產(chǎn)線將若干智能制造單元從物理或邏輯上進行關(guān)聯(lián)，并通過生產(chǎn)線內(nèi)部的智能調(diào)度與管控系統(tǒng)實現(xiàn)各制造單元的協(xié)作；智能車間則是由若干條智能生產(chǎn)線以及車間層級的智能決策系統(tǒng)、倉儲/物流系統(tǒng)等構(gòu)成；若干智能車間形成了智能工廠的生產(chǎn)能力，此外智能工廠還包括經(jīng)營決策系統(tǒng)、采購系統(tǒng)、訂購與交付系統(tǒng)等；智能聯(lián)盟以物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)聯(lián)網(wǎng)為依托，支持企業(yè)之間業(yè)務(wù)的協(xié)同，進而實現(xiàn)在全價值鏈中的端到端集成，聯(lián)盟的運作具有靈活性、動態(tài)性等特點，這種全新的企業(yè)組織模式正在促進制造領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)變革和商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變。
“工業(yè)4.0”是德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上提出的概念?！肮I(yè)4.0”的內(nèi)涵是利用賽博物理系統(tǒng)CPS，將生產(chǎn)中的供應(yīng)、制造和銷售等信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達到快速、有效、個性化的產(chǎn)品供應(yīng)?！肮I(yè)4.0”出現(xiàn)后，在歐洲乃至全球工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域都引起了極大的關(guān)注和認同，德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認為，“工業(yè)4.0”即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，它描繪了制造業(yè)的未來愿景，是繼前三次工業(yè)革命后，人類迎來的以賽博物理系統(tǒng)(Cyber—Physical System，CPS)為基礎(chǔ)的，以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機器自組織為標志的第四次工業(yè)革命。
“工業(yè)4.0”有三大主題：
（1）“智能工廠”， 重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)；
（2）“智能生產(chǎn)”， 主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時也成為先進工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者；
（3）“智能物流”， 主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)等，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。
智能制造和“工業(yè)4.0”異曲同工，“工業(yè)4.0”的本質(zhì)是通過充分利用賽博物理系統(tǒng)CPS，將制造業(yè)推向智能化的轉(zhuǎn)型。而智能制造是一種新的制造模式，從智能制造系統(tǒng)由低層級向高層級逐步演進發(fā)展的角度來看，智能制造的內(nèi)涵包含了“工業(yè)4.0”的三大主題。
2014年2月，美國國防部牽頭成立了“數(shù)字制造與設(shè)計創(chuàng)新機構(gòu)”（Digital Manufacturing and Design Innovation Institute，DMDI）。2014年12月，美國能源部也宣布牽頭籌建“智能制造的清潔能源制造創(chuàng)新機構(gòu)”（Clean Energy Manufacturing Innovation Institute on Smart Manufacturing，CEMI）。為什么美國連續(xù)成立數(shù)字制造和智能制造兩個機構(gòu)，兩個機構(gòu)又是如何分工的，各自研究領(lǐng)域的主要區(qū)別在哪里？
首先，我們來理解什么是數(shù)字化制造？數(shù)字化技術(shù)是指利用計算機軟（硬）件及網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)，對描述的對象進行數(shù)字定義、建模、存貯、處理、傳遞、分析、優(yōu)化，從而達到精確描述和科學(xué)決策的過程和方法。數(shù)字化技術(shù)具有描述精確、可編程、傳遞迅速、便于存貯、轉(zhuǎn)換和集成等特點，因此數(shù)字化技術(shù)為各個領(lǐng)域的科技進步和創(chuàng)新提供了嶄新的工具。數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)的結(jié)合即數(shù)字化制造技術(shù)。數(shù)字化制造技術(shù)內(nèi)涵十分廣泛，數(shù)字化制造中的“制造”是一個大制造的概念，即包括了從設(shè)計到工藝，再從加工到裝配，直到產(chǎn)品報廢和回收全過程，因此通常人們所理解的數(shù)字化制造是一種廣義概念，是指將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造以及管理等產(chǎn)品全生命周期中，以達到提高制造效率和質(zhì)量、降低制造成本、實現(xiàn)快速響應(yīng)市場的目的所涉及的一系列活動總稱。一般包括數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化工藝、數(shù)字化加工、數(shù)字化裝配、數(shù)字化管理、數(shù)字化檢測和數(shù)字化試驗等。因此，傳統(tǒng)的數(shù)字化制造技術(shù)主要強調(diào)產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，并沒有特別強調(diào)人工智能技術(shù)的應(yīng)用。
其次，讓我們來分析美國數(shù)字制造機構(gòu)DMDI和能制造機構(gòu)CEMI的愿景：
（1）美國數(shù)字制造機構(gòu)DMDI：
①目標： 在整個供應(yīng)鏈中利用增強的、可互操作的信息技術(shù)系統(tǒng)，全面改進產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程。
②專注： 將來自于設(shè)計、生產(chǎn)和產(chǎn)品使用中的數(shù)據(jù)進行綜合并加以運用，減少制造周期和成本；將制造過程全數(shù)字化，加強產(chǎn)品全壽命周期的建模與先進分析工具，提升產(chǎn)品性能、工藝效率和企業(yè)績效。各個工業(yè)部門實現(xiàn)全方位成本降低。
③核心技術(shù)： 通過基于計算機的集成系統(tǒng)（由仿真、三維可視化、分析學(xué)和各類協(xié)同工具組成），將設(shè)計、制造、保障和報廢系統(tǒng)的要求進行連接，完善成熟整條“數(shù)字線”。在實施設(shè)計時，綜合利用智能傳感器、控制器和軟件來提升保障性，同時考慮系統(tǒng)的安全性。對于傳感器來說，機構(gòu)主要研究使用現(xiàn)有傳感器來優(yōu)化產(chǎn)品和工藝操作，并為未來傳感器的開發(fā)提供需求輸入。
（2）美國智能制造機構(gòu)CEMI：
①目標： 從實時能量管理、能源生產(chǎn)率和過程能量效率的角度，降低制造成本。機構(gòu)將建立一個由互聯(lián)數(shù)據(jù)驅(qū)動的工藝平臺，平臺將使用創(chuàng)新的建模與仿真手段和先進的傳感與控制技術(shù)。
②專注： 在整個生產(chǎn)運行中將效率信息實時集成，重點是將能量和材料使用降到最低；特別面向能量密集型的制造部門。
③傳感器 ——能夠在高溫高壓環(huán)境中工作，控制系統(tǒng)——使用來自這些傳感器的數(shù)據(jù)，計算模型——模擬傳感器和控制系統(tǒng)的運行，開放式平臺——驗證這些技術(shù)的集成如何提升能效。
技術(shù)目標可包括：將一款用于過程監(jiān)測的耐用傳感器商業(yè)化，對選定的制造工藝，在5年內(nèi)驗證25%的能量成本降低；并且計劃在10年內(nèi)達到至多50%的能量成本降低。機構(gòu)總目標是減少壽命周期能源使用，增加能源生產(chǎn)率，提振地區(qū)經(jīng)濟、就業(yè)以及本土生產(chǎn)，保障美國制造的競爭力。從以上可以看出，美國DMDI和CEMI兩個機構(gòu)都不可避免地研究各類智能制造技術(shù)，其中美國數(shù)字制造機構(gòu)DMDI的技術(shù)方向和研發(fā)內(nèi)容更加貼合離散制造業(yè)的智能制造需求，而美國智能制造機構(gòu)CEMI的技術(shù)方向和研發(fā)內(nèi)容更加貼合流程制造業(yè)的智能制造需求。
因此，我們可以認為，傳統(tǒng)的數(shù)字化制造技術(shù)與目前的智能化制造技術(shù)的側(cè)重點不同，傳統(tǒng)的數(shù)字化制造技術(shù)側(cè)重于產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，而智能制造側(cè)重于人工智能技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)字化制造技術(shù)是是實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，同時智能化是數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展方向之一，即采用智能方法，實現(xiàn)智能設(shè)計、智能工藝、智能加工、智能裝配、智能管理等，進一步提高產(chǎn)品設(shè)計制造管理全過程的效率。
