智能製造和傳統的製造相比，智能製造系統具有以下特徵：
自律能力
即蒐集與理解環境信息和自身的信息，並進行分析判斷和規劃自身行為的能力。具有自律能力的設備稱為“智能機器”，“智能機器”在一定程度上表現出獨立性、自主性和個性，甚至相互間還能協調運作與競爭。強有力的知識庫和基於知識的模型是自律能力的基礎。
人機一體化
IMS不單純是“人工智能”系統，而是人機一體化智能系統，是一種混合智能。基於人工智能的智能機器只能進行機械式的推理、預測、判斷，它只能具有邏輯思維（專家系統），最多做到形象思維（神經網絡），完全做不到靈感（頓悟）思維，只有人類專家才真正同時具備以上三種思維能力。因此，想以人工智能全面取代製造過程中人類專家的智能，獨立承擔起分析、判斷、決策等任務是不現實的。人機一體化一方面突出人在製造系統中的核心地位，同時在智能 機器的配合下，更好地發揮出人的潛能，使人機之間表現出一種平等共事、相互“理解”、相互協作的關係，使二者在不同的層次上各顯其能，相輔相成。
因此，在智能製造系統中，高素質、高智能的人將發揮更好的作用，機器智能和人的智能將真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。
虛擬現實技術
這是實現虛擬製造的支持技術，也是實現高水平人機一體化的關鍵技術之一。虛擬現實技術(Virtual Reality)是以計算機為基礎，融合信號處理、動畫技術、智能推理、預測、仿真和多媒體技術為一體；藉助各種音像和傳感裝置，虛擬展示現實生活中的各種過程、物件等，因而也能擬實製造過程和未來的產品，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。但其特點是可以按照人們的意願任意變化，這種人機結合的新一代智能界面，是智能製造的一個顯著特徵。
自組織超柔性
智能製造系統中的各組成單元能夠依據工作任務的需要，自行組成一種最佳結構，其柔性不僅突出在運行方式上，而且突出在結構形式上，所以稱這種柔性為超柔性，如同一群人類專家組成的群體，具有生物特徵。
學習與維護
智能製造系統能夠在實踐中不斷地充實知識庫，具有自學習功能。同時，在運行過程中自行故障診斷，並具備對故障自行排除、自行維護的能力。這種特徵使智能製造系統能夠自我優化並適應各種複雜的環境。
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