在过去的一个时期，人们曾经认为全自动化和无人化的化工厂或车间是制造业自动化的发展目标。随着实践的深入和一些无人化工厂的失败，人们重新思考了无人制造自动化的问题，重新认识到人类在制造自动化系统中发挥着不可替代的作用。鉴于此，国内外都在理论和技术上积极探索如何将人类与制造系统有机结合起来。近年来，提出了“人机集成制造系统”、“以人为中心的制造系统”等新思想。它们的内涵是充分发挥人的核心作用，采用人机一体化的技术路线，把人作为系统结构的有机组成部分，使人和机器处于最优的合作地位，实现制造系统人机一体化的决策机制，从而获得制造系统的最佳效益。目前，国内外围绕人机一体化正在进行大量的研究。

单元是以一台或多台数控加工设备和物料储运系统为主体，在计算机的统一控制和管理下，能进行多种中小批量零件的自动加工和生产的机械加工系统的总称。它是计算机集成制造系统(CIMS)的重要组成部分，是自动化工厂车间作业计划的分解决策层和具体执行机构。国内外制造业在单元系统的理论和技术研究上投入了大量的人力物力，因此单元技术的软件和硬件都得到了快速发展。

例如，美国《制造工程》高级编辑罗伯特·B·阿伦森(Robert B.Aronson)最近发表了一篇综述文章《数控单元(系统)的最新进展》[5]，总结了数控单元系统的发展，指出“单元(系统)已经开始影响和主导美国制造业。”Manufaturing Engineering的另一位编辑也写了一篇文章[6]介绍了美国波音公司细胞系统的巨大作用。近年来，基于多智能体的单元制造系统被提出，其研究方兴未艾。

国英格索尔铣床公司对传统制造工厂从原材料进厂到产品出厂的制造过程进行了分析。结果表明，对于一个机械零件，只有5%的时间花在机床上。95%的时间，零件都是在不同的地方、不同的机床之间运输或等待。将这个时间减少95%是提高制造业生产率的重要方向。优化制造过程的计划和调度是将时间缩短95%的主要手段。鉴于此，国内外对制造工艺规划与调度的研究非常活跃，发表了大量的研究论文和成果。以新加坡两年一次的国际CIM大会为例。在最近的会议中，关于计划与调度的研究占了相当大的一部分。

虽然在制造过程的计划与调度方面已经取得了大量的研究成果，但是由于制造过程的复杂性和随机性，能够投入实际使用的研究成果很少，尤其是应用范围较大的研究成果，很多研究还需要进一步深化。

提到柔性制造技术，人们往往首先想到FMS。最早的FMS是英国莫利斯公司于1967年开发的“System 24”[3]，至今已有30多年的历史。目前，FMS在发达国家已经得到了广泛的应用。虽然柔性制造系统的研究历史悠久，但由于其复杂性和不断发展，仍然有大量的学者对其进行研究。目前，研究的重点是FMS的系统结构、控制、管理和优化运行。

FMS这种柔性制造系统具有自动化程度高、运行效率高的优点，但由于它既注重信息流的集成，又强调物流的集成和自动化，物流自动化设备的投资在FMS总投资中占有相当大的比例，FMS的运行可靠性很大程度上取决于物流自动化设备的正常运行，因此FMS也存在投资大、见效慢、可靠性相对较差等缺点。

DNC技术近年来有了很大的发展。早期的DNC指的是分布式数控，即计算机直接数控。目前DNC包括两种情况:一种是针对计算机的直接数控，另一种是直接数控，即分布式数控。本文提到的DNC主要是指后者。DNC(分布式数控)强调信息的集成和信息流的自动化，人机交互可以参与物流的控制和执行。与FMS相比，DNC具有投资小、见效快、灵活性好、可靠性高等特点，因此近年来的研究非常活跃[7]。

柔性制造技术的基础是数控。虽然数控技术已有40多年的历史，但仍在不断完善和发展。一些新型数控系统不断涌现。

虚拟制造是以制造技术和计算机技术为支撑的系统建模技术和仿真技术为基础，融合现代制造技术、计算机图形学、并行工程、人工智能、人工现实技术和多媒体技术，由多学科知识形成的综合性系统技术。它通过建立系统模型，将现实制造环境及其制造过程映射到计算机及相关技术支持的虚拟环境中，在虚拟环境中模拟现实制造环境及其制造过程的所有活动和产品制造的全过程，预测和评价产品制造和制造系统的行为。

虚拟制造的研究越来越受到重视。例如，美国政府制定的TEAM(敏捷制造使能计划)包括五个重点研究领域，虚拟制造就是其中之一。虚拟制造是实现敏捷制造的重要关键技术，对制造业的未来发展至关重要。同时，虚拟制造在未来将发展成为一个大的软件产业，我们应该充分重视这一发展趋势。

所谓智能制造系统，就是由智能机器和人类专家组成的人机一体化智能系统。它可以在制造过程中进行分析、推理、判断、构思和决策等智能活动。智能制造技术的目的是通过人与智能机器的合作，扩展、延伸和部分替代人类专家在制造过程中的脑力劳动，从而优化制造过程。

环境、资源和人口是当今人类社会面临的三大问题。尤其是日益恶化的环境问题，严重威胁着人类社会的生存和发展。近年来的研究和实践使人们认识到，环境问题绝不是孤立的，它们从根本上与资源和人口有关。尤其是资源问题，它不仅涉及如何利用人类世界有限的资源，也是环境问题的主要来源。当时，近年来提出了一个新的概念:最有效地利用资源和最少产生废物是解决世界环境问题的根本途径。

制造业量大面广，对环境的整体影响很大。可以说，制造业一方面是创造人类财富的支柱产业，但同时又是当前环境污染的主要来源。有鉴于此，如何使制造业产生尽可能少的环境污染，是当前环境问题研究的一个重要方面。于是一个新概念——绿色制造)[10]]应运而生。

绿色制造是一种综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。其目标是在从设计、制造、包装、运输、使用到处置的整个产品生命周期中，使环境影响最小化，资源效率最大化。绿色制造是可持续发展战略在制造业中的体现，或者说绿色制造是现代制造业的可持续发展模式。

绿色制造涉及面广，涉及产品的全生命周期和多个生命周期。就制造环境和制造过程而言，绿色制造主要涉及资源的优化利用、清洁生产和废物的最小化和综合利用。绿色制造是当前和未来制造自动化系统中应该充分考虑的重要问题。