本書主要介紹智慧工廠必備環節的理論知識，同時結合微型化智慧工廠實例進行說明。全書共分為十章，主要內容包括智能管理系統、柔性制造系統、智能物流系統、工業機器人系統、數字控制與先進加工、機器視覺檢測與識別、通信機制、狀態監測與環境控制、虛擬仿真技術等，基本涵蓋了智能制造、智慧工廠的核心關鍵技術，內容豐富，實例典型，可以同時滿足教學和科研的需求，起到“產學研用”相結合的效果，實現以智慧工廠為入口，達到認識工業4.0的目的。
本書可作為高等院校及職業院校智能制造、機械工程等相關專業教材，也可供智能制造相關企業技術人員閱讀參考。
第1章 緒論001
1.1 智能制造001
1.1.1 智能制造的制造原理002
1.1.2 智能制造系統002
1.1.3 智能制造系統的綜合特征003
1.1.4 智能制造關鍵技術003
1.2 工業4.0、工業互聯網與中國制造2025 004
1.2.1 工業4.0 004
1.2.2 工業互聯網005
1.2.3 中國制造2025 006
1.3 智慧工廠008
1.3.1 主要特征008
1.3.2 基本架構009
1.3.3 基本功能模塊011
1.3.4 主要建設模式011
1.3.5 發展重點環節012
1.3.6 發展趨勢014
1.3.7 微型化智慧工廠建設案例015
1.4 本章小結018
第2章 智能管理系統019
2.1 企業資源計劃（ERP） 019
2.1.1 ERP 的定義019
2.1.2 ERP 的發展歷程021
2.1.3 ERP 的體系架構與功能026
2.1.4 ERP 實施方法029
2.2 制造執行系統（MES） 031
2.2.1 MES 概念及內涵032
2.2.2 MES 的體系架構032
2.2.3 典型MES 應用案例034
2.2.4 MES 未來的發展035
2.3 智能管理系統在智慧工廠中的應用035
2.3.1 產品介紹037
2.3.2 整體流程039
2.3.3 ERP 重點模塊043
2.3.4 MES 的應用048
2.4 本章小結052
第3章 柔性制造系統053
3.1 柔性制造系統概述053
3.1.1 柔性制造系統的產生背景及發展053
3.1.2 柔性制造系統的基本概念054
3.1.3 柔性制造系統的組成055
3.1.4 柔性制造的分類056
3.1.5 柔性制造技術的特點和發展趨勢057
3.2 生產運作與管理058
3.2.1 柔性制造系統生產運作與管理的任務058
3.2.2 柔性制造系統的生產計劃059
3.2.3 柔性制造系統的生產控制061
3.3 智慧工廠中的柔性制造系統062
3.3.1 智慧工廠中柔性制造系統概貌062
3.3.2 柔性制造系統的柔性體現062
3.3.3 智慧工廠中柔性制造系統的設備調度069
3.3.4 智慧工廠中柔性制造系統的生產調度070
3.3.5 實時數據采集與工業大數據分析078
3.4 本章小結079
第4章 智能物流系統080
4.1 智能物流概述080
4.1.1 主要技術080
4.1.2 發展方向082
4.2 智能倉儲系統085
4.2.1 信息管理系統086
4.2.2 信息標記技術089
4.2.3 揀選系統094
4.3 AGV 系統098
4.3.1 概述098
4.3.2 AGV 優點098
4.3.3 AGV 分類098
4.3.4 AGV 主要應用100
4.3.5 AGV 系統101
4.3.6 AGV 實例103
4.4 傳輸系統108
4.4.1 概述108
4.4.2 傳輸系統分類108
4.4.3 傳輸系統主要應用109
4.5 本章小結112
第5章 工業機器人系統113
5.1 工業機器人概述113
5.1.1 工業機器人的發展歷程113
5.1.2 工業機器人定義和特點115
5.1.3 工業機器人分類116
5.1.4 工業機器人的主要技術參數118
5.1.5 工業機器人發展趨勢119
5.2 工業機器人主要組成部分120
5.2.1 工業機器人機械結構120
5.2.2 工業機器人驅動系統122
5.2.3 工業機器人感知系統124
5.2.4 工業機器人控制系統126
5.3 工業機器人的典型應用128
5.3.1 焊接機器人128
5.3.2 噴涂機器人129
5.3.3 裝配機器人130
5.3.4 搬運機器人131
5.4 工業機器人在智慧工廠中的應用131
5.4.1 上下料機器人132
5.4.2 搬運機器人133
5.4.3 裝配機器人136
5.5 本章小結139
第6章 數字控制與先進加工140
6.1 數字控制140
6.1.1 數字控制概述140
6.1.2 數控機床在智慧工廠中的應用141
6.2 增材制造與先進加工技術144
6.2.1 增材制造技術144
6.2.2 電子束與離子束加工技術147
6.2.3 激光加工、超聲波加工技術151
6.3 本章小結155
第7章 機器視覺檢測與識別156
7.1 圖像采集156
7.1.1 光源156
7.1.2 鏡頭158
7.1.3 相機160
7.2 視覺檢測識別技術160
7.2.1 形狀檢測160
7.2.2 特征檢測163
7.2.3 模板匹配168
7.3 視覺尺寸測量170
7.3.1 相機成像模型170
7.3.2 相機標定172
7.4 視覺空間定位174
7.4.1 視覺定位分類175
7.4.2 定位系統比較180
7.4.3 視覺定位應用領域181
7.5 機器視覺在智慧工廠中的應用183
7.6 本章小結184
第8章 通信機制185
8.1 計算機網絡構架與拓撲結構185
8.1.1 網絡模型與結構186
8.1.2 工業以太網介紹190
8.2 有線接口技術193
8.2.1 串行通信接口技術193
8.2.2 PROFIBUS 現場總線199
8.2.3 基金會現場總線FF 205
8.3 無線接口技術207
8.3.1 ZigBee 技術207
8.3.2 藍牙技術211
8.3.3 Wi-Fi 技術215
8.3.4 433MHz 專用通信技術與LoRa 通信技術218
8.4 智慧工廠中的通信222
8.5 本章小結223
第9章 狀態監測與環境控制224
9.1 概述224
9.2 生產加工過程監控225
9.2.1 生產過程監測227
9.2.2 設備運行狀態監測228
9.2.3 智慧工廠設備智能管理系統229
9.3 環境控制233
9.4 安全管控234
9.4.1 安全管控基本原理235
9.4.2 安全生產影響因素與安全管控內容236
9.4.3 全要素安全管控方法238
9.5 本章小結240
第10章 虛擬仿真技術241
10.1 基本概念241
10.1.1 定義241
10.1.2 特點242
10.1.3 發展歷程243
10.1.4 發展趨勢243
10.1.5 應用244
10.2 智慧工廠虛擬仿真系統245
10.3 本章小結250
參考文獻251
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