人工智能驱动的定制化制造工厂：关键技术、应用与挑战

传统的大批量生产范式在满足个体客户需求的灵活性方面存在不足。新一代智能工厂有望支持多品种、小批量的定制化生产新模式。为此，人工智能(AI)正通过加速制造与信息通信技术（包括计算、通信和控制）的融合，实现更高附加值的制造。定制化智能工厂的特征包括自感知、运行优化、动态重构和智能决策。人工智能技术将使制造系统能够感知环境、适应外部需求并提取加工后的知识，包括智能生产、网络化协同和延伸服务模式等商业模式。本文聚焦于人工智能在定制化制造(CM)中的实施，提出了人工智能驱动的定制化智能工厂架构，展示了智能制造设备、智能信息交互以及柔性生产线构建的细节。综述了可用于定制化制造的前沿人工智能技术，即机器学习、多智能体系统、物联网、大数据和云边计算。通过定制化包装的案例研究验证了定制化智能工厂中人工智能赋能的技术。实验结果表明，人工智能辅助的定制化制造提供了更高生产灵活性与效率的可能性。本文还讨论了定制化制造中人工智能相关的挑战与解决方案。