制造自動(dòng)化的廣義內(nèi)涵、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

制造自動(dòng)化技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成部分，也是當(dāng)今制造工程領(lǐng)域中涉及面廣、研究十分活躍的技術(shù)。我國(guó)對(duì)制造自動(dòng)化技術(shù)的研究十分重視，近年來(lái)已在研究和應(yīng)用上作了大量工作。例如，國(guó)家863計(jì)劃cims主題專門(mén)設(shè)置了“制造自動(dòng)化”技術(shù)專題，每年均設(shè)置了一定數(shù)量的研究課題;全國(guó)高校中建立了“全國(guó)高等學(xué)校制造自動(dòng)化研究會(huì)”，每?jī)赡暌淮螌W(xué)術(shù)大會(huì)，圍繞制造自動(dòng)化主題作了大量研究。

鑒于“制造自動(dòng)化”這一名稱在我國(guó)出現(xiàn)的時(shí)間還不很長(zhǎng)，同時(shí)又因其內(nèi)涵、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)均處于不斷地發(fā)展和動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，因此本文對(duì)制造自動(dòng)化的內(nèi)涵進(jìn)行了探討，對(duì)其研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)作了分析和論述。

（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

1制造自動(dòng)化的廣義內(nèi)涵

顧名思義，“制造自動(dòng)化”首先應(yīng)與“制造”有關(guān)。

傳統(tǒng)地理解，人們一般將“制造”理解為產(chǎn)品的機(jī)械工藝過(guò)程或機(jī)械加工過(guò)程。例如著名的longman詞典對(duì)“制造”的解釋為“通過(guò)機(jī)器進(jìn)行制作或生產(chǎn)，特別是適用于大批量”。

隨著人類生產(chǎn)力的發(fā)展，“制造”的概念和內(nèi)涵在“范圍”和“過(guò)程”兩個(gè)方面大大拓展。范圍方面，制造涉及的工業(yè)領(lǐng)域遠(yuǎn)非局限于機(jī)械制造，包括了機(jī)械、電子、化工、輕工、食品和軍工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大量行業(yè)。制造業(yè)已被定義為將可用資源通過(guò)相應(yīng)過(guò)程、轉(zhuǎn)化為可供人們使用和利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)[1]。過(guò)程方面，制造不是僅指具體的工藝過(guò)程，而是包括市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝過(guò)程、裝配檢驗(yàn)和銷售服務(wù)等產(chǎn)品整個(gè)生命周期過(guò)程，如國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)1990年給“制造”下的定義是：制造是一個(gè)涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)過(guò)程、質(zhì)量保證、經(jīng)營(yíng)管理、市場(chǎng)銷售和服務(wù)的一系列相關(guān)活動(dòng)和工作的總稱[2]。

綜上所述，目前對(duì)制造有兩種理解，一是通常的制造概念，指產(chǎn)品的“制作過(guò)程”或稱為“小制造概念”，如機(jī)械加工過(guò)程;另一個(gè)是廣義制造概念，包括產(chǎn)品整個(gè)生命周期過(guò)程，又稱為“大制造概念”。實(shí)際應(yīng)用中，兩者皆在使用，其概念范圍視具體情況而定。

“自動(dòng)化”是美國(guó)人d.s.harder于1936年提出的[3]。當(dāng)時(shí)他在通用汽車公司工作，他認(rèn)為在一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去搬運(yùn)就是“自動(dòng)化”。這實(shí)質(zhì)是早期制造自動(dòng)化的概念。

制造自動(dòng)化的概念是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程。過(guò)去，人們對(duì)自動(dòng)化的理解或者說(shuō)自動(dòng)化的功能目標(biāo)是以機(jī)械的動(dòng)作代替人力操作，自動(dòng)地完成特定的作業(yè)。這實(shí)質(zhì)上是自動(dòng)化代替人的體力勞動(dòng)的觀點(diǎn)。后來(lái)隨著電子和信息技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，自動(dòng)化的概念已擴(kuò)展為用機(jī)器不僅代替人的體力勞動(dòng)而且還代替或輔助腦力勞動(dòng)，以自動(dòng)地完成特定的作業(yè)。

今天看來(lái)自動(dòng)化的上述概念也還不完善。把自動(dòng)化的功能目標(biāo)看成是用機(jī)器代替人的體力勞動(dòng)或腦力勞動(dòng)是比較狹窄的理解。這種理解甚至在某種程度上阻礙了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，例如，有人就認(rèn)為，中國(guó)人多，搞自動(dòng)化沒(méi)有很大的必要。

今天，制造自動(dòng)化已遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了上述傳統(tǒng)的概念，具有更加寬廣和深刻的內(nèi)涵。制造自動(dòng)化的廣義內(nèi)涵至少包括以下幾點(diǎn)：

在形式方面，制造自動(dòng)化有三個(gè)方面的含義：

.代替或輔助人的腦力勞動(dòng)。

.制造系統(tǒng)中人、機(jī)及整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。

在功能方面，制造自動(dòng)化代替人的體力勞動(dòng)或腦力勞動(dòng)僅僅是制造自動(dòng)化功能目標(biāo)體系的一部分。制造自動(dòng)化的功能目標(biāo)是多方面的，已形成一個(gè)有機(jī)體系。此體系可用如圖1所示的功能目標(biāo)模型描述。此功能目標(biāo)模型簡(jiǎn)稱tqcse模型，其中t表示時(shí)間，q表示質(zhì)量，c表示成本，s表示服務(wù)，e表示環(huán)境友善性。

tqcse模型中的t有兩方面的含義，一是指采用自動(dòng)化技術(shù)，能縮短產(chǎn)品制造周期，產(chǎn)品上市快;二是提高生產(chǎn)率。q的含義是采用自動(dòng)化系統(tǒng)，能提高和保證產(chǎn)品質(zhì)量。c的含義是采用自動(dòng)化技術(shù)能有效地降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。s也有兩方面的含義，一是利用自動(dòng)化技術(shù)，更好地做好市場(chǎng)服務(wù)工作;二是利用自動(dòng)化技術(shù)，替代或減輕制造人員的體力和腦力勞動(dòng)，直接為制造人員服務(wù)。e的含義是制造自動(dòng)化應(yīng)該有利于充分利用資源，減少?gòu)U棄物和環(huán)境污染，有利于實(shí)現(xiàn)綠色制造。

tqcse模型還表明，t、q、c、s、e是相互關(guān)聯(lián)的，它們構(gòu)成了一個(gè)制造自動(dòng)化功能目標(biāo)的有機(jī)體系。

在范圍方面，制造自動(dòng)化不僅涉及到具體生產(chǎn)制造過(guò)程，而是涉及產(chǎn)品生命周期所有過(guò)程。

2制造自動(dòng)化技術(shù)的研究現(xiàn)狀

正如本文前言所述，國(guó)內(nèi)外對(duì)制造自動(dòng)化技術(shù)的研究非常重視，已經(jīng)進(jìn)行了大量研究。綜合而言，制造自動(dòng)化技術(shù)的研究現(xiàn)狀主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)已成為制造自動(dòng)化研究中熱點(diǎn)問(wèn)題

制造自動(dòng)化技術(shù)研究過(guò)去主要集中在單元和專門(mén)技術(shù)的研究中，這些技術(shù)包括控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)等。近年來(lái)，在上述單元技術(shù)和專門(mén)技術(shù)繼續(xù)發(fā)展的同時(shí)，制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)的研究發(fā)展迅速，已成為制造自動(dòng)化研究中的熱點(diǎn)。

制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)涉及面很廣。其中集成技術(shù)包括制造系統(tǒng)中的信息集成和功能集成技術(shù)、過(guò)程集成技術(shù)、企業(yè)間集成技術(shù)等;系統(tǒng)技術(shù)包括制造系統(tǒng)分析技術(shù)、制造系統(tǒng)建模技術(shù)、制造系統(tǒng)運(yùn)籌技術(shù)、制造系統(tǒng)管理技術(shù)和制造系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)等等。

更加注重研究制造自動(dòng)化系統(tǒng)中人的作用的發(fā)揮

在過(guò)去一段時(shí)期，人們?cè)J(rèn)為全盤(pán)自動(dòng)化和無(wú)人化工廠或車間是制造自動(dòng)化發(fā)展的目標(biāo)。隨著實(shí)踐的深入和一些無(wú)人化工廠實(shí)施的失敗，人們對(duì)無(wú)人制造自動(dòng)化問(wèn)題進(jìn)行了反思，并對(duì)于人在制造自動(dòng)化系統(tǒng)中有著機(jī)器不可替代的重要作用進(jìn)行了重新認(rèn)識(shí)。有鑒于此，國(guó)內(nèi)外對(duì)于如何將人與制造系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，在理論與技術(shù)上展開(kāi)了積極的探索。近年來(lái)，提出了“人機(jī)一體化制造系統(tǒng)”、“以人為中心的制造系統(tǒng)”等新思想，其內(nèi)涵就是發(fā)揮人的核心作用，采用人—機(jī)一體的技術(shù)路線，將人作為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的有機(jī)組成部分，使人與機(jī)器處于優(yōu)化合作的地位，實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)中人與機(jī)器一體化的人機(jī)集成的決策機(jī)制，以取得制造系統(tǒng)的最佳效益。目前，圍繞人機(jī)集成問(wèn)題國(guó)內(nèi)外正在進(jìn)行大量研究。

單元系統(tǒng)的研究仍然占有重要的位置

單元系統(tǒng)是以一臺(tái)或多臺(tái)數(shù)控加工設(shè)備和物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)為主體，在計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制管理下，可進(jìn)行多品種、中小批量零件自動(dòng)化加工生產(chǎn)的機(jī)械加工系統(tǒng)的總稱。它是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的重要組成部分，是自動(dòng)化工廠車間作業(yè)計(jì)劃的分解決策層和具體執(zhí)行機(jī)構(gòu)。國(guó)內(nèi)外制造行業(yè)在單元系統(tǒng)的理論和技術(shù)研究方面投入了大量的人力物力，因此單元技術(shù)無(wú)論是軟件還是硬件均有迅速的發(fā)展。

例如：美國(guó)《manufacturingengineering》高級(jí)編輯robertb.aronson最近專門(mén)發(fā)表綜合評(píng)論文章“數(shù)控單元的最新進(jìn)展”[5]，對(duì)數(shù)控單元系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜述，其中指出：“單元目前已經(jīng)開(kāi)始影響和支配著美國(guó)制造業(yè)?！薄秏anufaturingengineering》的另一編輯也同時(shí)撰文[6]介紹了單元系統(tǒng)在美國(guó)波音公司中所發(fā)揮的巨大作用。近年來(lái)又提出了一種基于多主體的單元化制造系統(tǒng)，其研究正在興起。

制造過(guò)程的計(jì)劃和調(diào)度研究十分活躍，但實(shí)用化的成果還不多見(jiàn)

美國(guó)ingersoll銑床公司曾分析了在傳統(tǒng)的制造工廠中從原材料進(jìn)廠到產(chǎn)品出廠的制造過(guò)程。結(jié)果表明，對(duì)一個(gè)機(jī)械零件來(lái)說(shuō)，只有5%的時(shí)間是在機(jī)床上;95%的時(shí)間中，零件在不同的地方和不同的機(jī)床之間運(yùn)輸或等待。減少這95%的時(shí)間，是提高制造生產(chǎn)率的重要方向。優(yōu)化制造過(guò)程的計(jì)劃和調(diào)度是減少95%的時(shí)間的主要手段。有鑒于此，國(guó)內(nèi)外對(duì)制造過(guò)程的計(jì)劃和調(diào)度的研究非?；钴S，已發(fā)表了大量研究論文和研究成果。僅以新加坡兩年一度的國(guó)際cim大會(huì)為例，最近幾屆的大會(huì)論文集中，計(jì)劃和調(diào)度方面的研究均占相當(dāng)一部分。

制造過(guò)程的計(jì)劃和調(diào)度的研究方面雖然已取得大量研究成果，但由于制造過(guò)程的復(fù)雜性和隨機(jī)性，使得能進(jìn)入實(shí)用化的特別是適用面較大的研究成果很少，大量研究還有待于進(jìn)一步深化。

柔性制造技術(shù)的研究向著深度和廣義發(fā)展

一提到柔性制造技術(shù)，人們往往首先想到柔性制造系統(tǒng)fms。最早的fms是1967年由英國(guó)molins公司研制的“system24”[3]，至今已有30余年歷史。目前fms已在發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用。雖然fms的研究已有較長(zhǎng)歷史，但由于其復(fù)雜性和不斷地發(fā)展，至今仍有大量學(xué)者對(duì)此進(jìn)行研究。目前的研究主要圍繞fms的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制、管理和優(yōu)化運(yùn)行在進(jìn)行。

柔性制造系統(tǒng)fms雖然具有自動(dòng)化程度高和運(yùn)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，但由于其不僅注重信息流的集成，也特別強(qiáng)調(diào)物料流的集成與自動(dòng)化，物流自動(dòng)化設(shè)備投資在整個(gè)fms的投資中占有相當(dāng)大的比重，且fms的運(yùn)行可靠性在很大程度上依賴于物流自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行，因此fms也具有投資大、見(jiàn)效慢和可靠性相對(duì)較差等不足。

dnc技術(shù)近年來(lái)得到了很大發(fā)展。早期的dnc是指distributednumericalcontrol，即計(jì)算機(jī)直接數(shù)控。目前我們說(shuō)的dnc包括兩種情況：一是為計(jì)算機(jī)直接數(shù)控，另一指是directnumericalcontrol，即分布式數(shù)控。本文所說(shuō)的dnc主要指后者。dnc強(qiáng)調(diào)信息的集成與信息流的自動(dòng)化，物料流的控制與執(zhí)行可大量介入人機(jī)交互。相對(duì)fms來(lái)說(shuō)，dnc具有投資小、見(jiàn)效快、柔性好和可靠性高等特點(diǎn)，因而近年來(lái)的研究非常活躍[7]。

柔性制造技術(shù)的基礎(chǔ)是數(shù)控。數(shù)控技術(shù)雖然已有40多年歷史，但至今仍在不斷完善和發(fā)展。一些新的數(shù)控系統(tǒng)在不斷涌現(xiàn)。

適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)模式的制造環(huán)境的研究正在興起

當(dāng)前，及時(shí)制生產(chǎn)、并行工程(concurrentengineering)、精良生產(chǎn)、敏捷制造等現(xiàn)代制造模式的提出和研究推動(dòng)了制造自動(dòng)化技術(shù)研究和應(yīng)用的發(fā)展，以適應(yīng)現(xiàn)代制造模式應(yīng)用的需要。

例如：圍繞敏捷制造這一21世紀(jì)占主導(dǎo)地位的制造模式的研究，對(duì)制造自動(dòng)化系統(tǒng)中的敏捷制造問(wèn)題的研究越來(lái)越受到重視。主要問(wèn)題包括敏捷制造模式下的制造自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、高效柔性制造系統(tǒng)的建模與重構(gòu)、制造能力測(cè)量、評(píng)價(jià)與控制和制造加工過(guò)程的擬實(shí)制造等等。

底層加工系統(tǒng)的智能化和集成化研究越來(lái)越活躍

如目前世界上ims計(jì)劃中，提出了智能完備制造系統(tǒng)hms(holonicmanufacturingsystem)，hms是由智能完備單元復(fù)合而成;其底層設(shè)備具有開(kāi)放、自律、合作、適應(yīng)柔性、可靠、易集成和魯棒性好等特性。另外，目前世界上剛剛出現(xiàn)的虛擬軸機(jī)床，變革了傳統(tǒng)機(jī)床的工作原理，其性能上有許多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，特別是有利于實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)各虛擬軸機(jī)床的控制和集成。又如快速原型制造是一種有利于實(shí)現(xiàn)集成制造的新技術(shù)，近年來(lái)的研究非?；钴S。

3制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，制造自動(dòng)化技術(shù)的研究發(fā)展迅速，其發(fā)展趨勢(shì)可用“六化”簡(jiǎn)要描述。即制造全球化、制造敏捷化、制造網(wǎng)絡(luò)化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。

制造全球化的概念出于美日歐等發(fā)達(dá)國(guó)家的智能系統(tǒng)計(jì)劃。近年來(lái)隨著internet技術(shù)的發(fā)展，制造全球化的研究和應(yīng)用發(fā)展迅速。制造全球化包括的內(nèi)容非常廣泛，主要的有：

.市場(chǎng)的國(guó)際化，產(chǎn)品銷售的全球網(wǎng)絡(luò)正在形成。

.產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的國(guó)際合作。

.制造企業(yè)在世界范圍內(nèi)的重組與集成，如動(dòng)態(tài)聯(lián)盟公司。

.制造資源的跨地區(qū)、跨國(guó)家的協(xié)調(diào)、共享和優(yōu)化利用。

.全球制造的體系結(jié)構(gòu)將要形成。

快速制造是一種面向21世紀(jì)的制造戰(zhàn)略和現(xiàn)代制造模式，當(dāng)前全球范圍內(nèi)敏捷制造的研究十分活躍。快速制造是對(duì)廣義制造系統(tǒng)而言。制造環(huán)境和制造過(guò)程的敏捷性問(wèn)題是快速制造的重要組成部分。快速化是制造環(huán)境和制造過(guò)程面向21世紀(jì)制造活動(dòng)的必然趨勢(shì)。制造環(huán)境和制造過(guò)程的敏捷化包括的內(nèi)容很廣，如：

.柔性：包括機(jī)器柔性、工藝柔性、運(yùn)行柔性和擴(kuò)展柔性等。

.重構(gòu)能力：能實(shí)現(xiàn)快速重組重構(gòu)，增強(qiáng)對(duì)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的快速響應(yīng)能力。

.快速化的集成制造工藝：如快速原型制造rpm，是一種cad/cam的集成工藝。

當(dāng)前由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是internet/intranet技術(shù)的迅速發(fā)展，正在給企業(yè)制造活動(dòng)帶來(lái)新的變革，其影響的深度、廣度和發(fā)展速度往往遠(yuǎn)超過(guò)人們的預(yù)測(cè)。正如1997年10月在新加坡召開(kāi)的第四屆國(guó)際cim大會(huì)上，大會(huì)主席robertgay博士指出：“自1995年的第三屆國(guó)際cim大會(huì)以來(lái)，基于internet的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)是出人意料地迅猛增長(zhǎng)[7]”。又如美國(guó)《manufacturingengineering》雜志高級(jí)編輯jeanv.owin最近專門(mén)撰文論述了基于internet的制造的重大意義和應(yīng)用情況[8]。

基于網(wǎng)絡(luò)的制造，包括以下幾個(gè)方面：

制造環(huán)境內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的集成。

制造環(huán)境與整個(gè)制造企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)制造環(huán)境與企業(yè)中工程設(shè)計(jì)、管理信息系統(tǒng)等各子系統(tǒng)的集成。

企業(yè)與企業(yè)間的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的資源共享、組合與優(yōu)化利用。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)異地制造。

總之，制造的網(wǎng)絡(luò)化，特別是基于internet/intranet的制造已成為重要的發(fā)展趨勢(shì)。

制造虛擬化主要指虛擬制造，又稱擬實(shí)制造。

虛擬制造(virtualmanufacturing)是以制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)支持的系統(tǒng)建模技術(shù)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，集現(xiàn)代制造工藝、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、并行工程、人工智能、人工現(xiàn)實(shí)技術(shù)和多媒體技術(shù)等多種高新技術(shù)為一體，由多學(xué)科知識(shí)形成的一種綜合系統(tǒng)技術(shù)。它將現(xiàn)實(shí)制造環(huán)境及其制造過(guò)程通過(guò)建立系統(tǒng)模型映射到計(jì)算機(jī)及其相關(guān)技術(shù)所支撐的虛擬環(huán)境中，在虛擬環(huán)境下模擬現(xiàn)實(shí)制造環(huán)境及其制造過(guò)程的一切活動(dòng)和產(chǎn)品制造全過(guò)程，并對(duì)產(chǎn)品制造及制造系統(tǒng)的行為進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。

虛擬制造的研究正越來(lái)越受到重視。如：美國(guó)政府制定的team包括5個(gè)重點(diǎn)研究領(lǐng)域，虛擬制造是其中之一。虛擬制造是實(shí)現(xiàn)敏捷制造的重要關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要;同時(shí)虛擬制造將在今后發(fā)展成為很大的軟件產(chǎn)業(yè)，我們應(yīng)充分注意到這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

智能制造將是未來(lái)制造自動(dòng)化發(fā)展的重要方向。

所謂智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過(guò)程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。智能制造技術(shù)的宗旨在于通過(guò)人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過(guò)程中的腦力勞動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的優(yōu)化。

有人預(yù)言下一世紀(jì)的制造工業(yè)將由兩個(gè)“i”來(lái)標(biāo)識(shí)，即integration和intelligence。

環(huán)境、資源、人口是當(dāng)今人類社會(huì)面臨的三大主要問(wèn)題。特別是環(huán)境問(wèn)題，其惡化程度與日劇增，正在對(duì)人類社會(huì)的生存與發(fā)展造成嚴(yán)重威脅。近年來(lái)的研究和實(shí)踐使人們認(rèn)識(shí)到環(huán)境問(wèn)題決非是孤立存在的，它和資源、人口兩問(wèn)題有著根本性的內(nèi)在聯(lián)系。特別是資源問(wèn)題，它不僅涉及人類世界有限的資源如何利用，而且它又是產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題的主要根源。于時(shí)，近年來(lái)，一個(gè)新的概念已經(jīng)提出：最有效地利用資源和最低限度地產(chǎn)生廢棄物，是當(dāng)前世界上環(huán)境問(wèn)題的治本之道。

制造業(yè)量大面廣，對(duì)環(huán)境的總體影響很大?？梢哉f(shuō)，制造業(yè)一方面是創(chuàng)造人類財(cái)富的支柱產(chǎn)業(yè)，但同時(shí)又是當(dāng)前環(huán)境污染的主要源頭。有鑒于此，如何使制造業(yè)盡可能少地產(chǎn)生環(huán)境污染是當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題研究的一個(gè)重要方面。于是一個(gè)新概念——綠色制造[10]由此產(chǎn)生。

綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響最小，資源效率最高。綠色制造是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的體現(xiàn)，或者說(shuō)綠色制造是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綠色制造涉及的面很廣[11]，涉及到產(chǎn)品的整個(gè)生命周期和多生命周期。對(duì)制造環(huán)境和制造過(guò)程而言，綠色制造主要涉及到資源的優(yōu)化利用、清潔生產(chǎn)和廢棄物的最少化及綜合利用。綠色制造是目前和將來(lái)制造自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該予以充分考慮的一個(gè)重大問(wèn)題。

制造自動(dòng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，有著十分廣泛和深刻的內(nèi)涵。目前制造自動(dòng)化技術(shù)的研究非?；钴S，主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過(guò)程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)模式的制造環(huán)境的研究方面。制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可用“六化”簡(jiǎn)要描述，即制造全球化、制造敏捷化、制造網(wǎng)絡(luò)化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。