在如今制造业蓬勃兴起的大浪潮里，智能工艺设计就像是一颗冉冉升起的璀璨新星，正慢慢展现出它强大的影响力和变革力量。它可不只是普普通通的存在，它可是连接产品设计与制造的关键桥梁，更是推动制造业朝着智能化、高效化方向大步迈进的核心力量。
工艺设计，是制造类企业技术部门的核心工作内容，它的质量和效率对企业的生产运营起着至关重要的作用。这其实是一个特别复杂的决策过程，要考虑众多的条件和约束，得把制造工艺知识和具体设计完美结合起来，是连接产品设计和制造的关键环节。
计算机辅助工艺规划（CAPP）出现之后，工艺设计人员可算是从繁琐的重复劳动中解脱出来了，能把更多的精力放到创新研发上面。它可以增强工艺的继承性，实现资源的最大化利用，还能降低生产成本。随着计算机技术不断发展，人工智能在 CAPP 中的应用成了新的研究热点，智能工艺设计也就顺势诞生了。
智能工艺设计是在传统 CAPP 的基础上发展而来的，它更加强调工艺设计流程要显性化、流程化和模块化，工艺设计活动要智能化、闭环化。它用数字化的方式创建工艺设计的虚拟实体，利用先进技术实现数据与知识的感知，通过数值计算、逻辑判断等功能模拟和控制设计过程，形成 “数据感知 - 实时分析 - 智能决策 - 精准执行” 的闭环，以此来实现工艺设计的智能化、实时化等目标。
它的内涵包括 CAD 与 CAM 的融合以及 CAPP 的功能演变。传统 CAPP 技术能输入设计参数、确定工艺流程等，而智能工艺设计则是从传统经验模式向科学设计模式的转变。它以实现工艺数字化等为核心目标，围绕智能化设备和数据集成平台展开。它的基本功能体系包含多个模块，控制模块负责整合系统资源，让信息能够有效传递；产品数据管理模块处理零件的各类信息；工艺设计模块是系统的核心，通过实例推理完成工艺设计，还能随时调用资源库；工艺过程智慧决策优化模块可以生成工序卡、计算工艺参数等；工艺过程管理模块确保工艺信息恰当合适；工艺文件管理和输出模块则生成指导生产的工艺文件。
工艺设计在产品研发中那可是相当重要，它就像一条纽带，把产品设计和生产制造连接起来，生成的工艺文件是生产的重要依据。然而，传统工艺设计方法存在着不少问题。手工设计劳动强度大、效率低，大量的时间都浪费在重复性的工作上了，很难实现方案的优化和标准化，导致资源浪费和成本增加。产品的可制造性评估特别困难，工艺设计和验证手段也很落后，二维工艺卡片很难直观地展示工艺装备情况，工艺信息都存储在纸质卡片上，不仅不容易保存，传播起来也很困难。
同时，传统工艺设计缺乏对工艺数据的有效管理，知识和经验很难传承下去，新员工得重新学习，这就造成了企业知识资源的损失。而且，信息化程度低，阻碍了企业各部门之间的信息交流，影响了企业信息化建设的进程。
和传统工艺设计相比，智能工艺设计能带来显著的收益。调查显示，采用生成型工艺设计系统可以减少工艺流程规划工作、劳动者数量、材料消耗和废料产生。企业对智能工艺设计系统的功能需求主要集中在多个方面，希望系统能够工具化和工程化，也就是把系统分解成独立工具进行开发和集成；能够集成化和网络化，实现 CAD/CAPP/CAM 等系统的全面集成和资源共享；能够知识化和智能化，通过先进技术实现工艺设计的自学习和自适应；能够柔性化和规范化，以交互式设计为基础，实现工艺设计与管理的柔性化和规范化；还能够交互式和渐进式，为工艺设计人员和企业管理层提供相应的平台，推动智能制造的发展。
智能工艺设计技术的发展历程可以追溯到 20 世纪 60 年代末。1965 年，Niebel 首次提出 CAPP 思想，随后挪威推出了世界上第一个 CAPP 系统。随着机械制造技术的发展和市场需求的变化，CAPP 系统的应用范围不断扩大，但也遇到了技术限制和工艺个性化的问题。直到 20 世纪末，工具化思想的出现让 CAPP 系统进入了实质性应用阶段。随着智能化技术的发展，智能工艺系统逐渐受到关注，不过工艺设计还是在很大程度上依赖人类的经验和知识。
新一代信息技术的发展让智能制造拥有了强大的能力，理想的智能工艺设计系统将能够收集专家的经验和知识，实现自适应和自学习，增强设计与制造阶段的连通性。智能工艺设计技术经历了多个演变阶段，基于自动化思想的工艺设计专用型系统以实现工艺设计自动化为目标，但实用性和通用性比较差；基于工艺管理思想的工艺设计工具型系统在实用性和商品化方面取得了突破，能够自动完成繁琐的事务性工作；基于数据管理的综合化 CAPP 系统和智能化工艺系统集工艺设计与信息管理为一体，实现了人机混合智能；基于实时动态设计的智能工艺设计系统引入数字孪生概念，为工艺设计的智能化发展提供了新的思路。
目前，已经开发出多种类型的智能工艺设计系统。基于人工神经网络的 CAPP 系统具有自学习和容错能力，但只能模拟简单决策活动；基于实例推理的 CAPP 系统是对派生式 CAPP 技术的发展，具有较高的问题求解效率；基于知识的智能工艺系统丰富了传统创成式工艺系统的知识处理能力，但也存在一些缺陷；基于分布式人工智能工艺设计系统能够克服集中式知识系统的弱点，提高系统性能。此外，模糊推理技术、进化计算技术等智能技术和算法也在工艺设计中得到了应用，产品数字孪生技术为解决计算机辅助工艺规划的瓶颈问题提供了有效途径。
智能工艺设计作为制造业发展的关键技术，有着重要的地位和广阔的发展前景。随着技术的不断进步，它会不断完善和创新，为制造业的智能化转型和高效发展注入强大的动力。我们完全有理由相信，智能工艺设计在未来的制造业中会发挥更加重要的作用，推动制造业迈向新的高度。