1.項目概述

為實現“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;實現智能制造體系的及時監測、控制和性能優化;通過先輩制造工藝和設置裝備擺設，實現龐大、新產物的快速、迅速和經濟生產;促進龐大制造和設置裝備擺設網絡中的工程信息體系的直接集成，提拔產物、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“信息物理體系創新底子”研討會，辨認美國在CPS創新與競爭上的前沿技能壁壘以及知識缺口，提出了面向21世紀的戰略研發機會。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、數據互用性。

2.要點闡發

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。

“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、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戰略研發機會

“信息物理體系創新底子”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個方面的戰略研發機會，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;網絡化、協同、與人交互的體系;超過數字-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的戰略研發機會

CPS戰略研發機會包羅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連續創新的勞動力方面，面向動態、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濟可蒙受性、網絡集成以及工程體系的互用性。絕大多數企業在舉行企業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：生產辦理缺乏尺度產業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。