本書主要介紹了智能制造的概念和發展現狀，智能制造模式、技術體系與技術特征，智能設計技術，智能制造工藝，智能制造信息技術，智能監測、診斷與控制，智能制造系統，智能制造裝備，智能工廠等相關知識。本書各章章首以思維導圖的方式給出了知識框架，便于讀者直觀地了解各章內容體系；配套了課件、習題答案等電子資源，讀者可掃描封底和每章末的二維碼查看。本書旨在幫助讀者了解智能制造的相關概念和原理，進一步掌握智能制造內涵和發展，助力智能制造應用型人才的培養。
本書可作為高等院校智能制造及相關專業的教材，也可供智能制造相關領域的技術人員參考。
第1章 智能制造概述 1
1.1 智能制造及相關概念 3
1.1.1 智能制造的定義 3
1.1.2 智能制造技術 3
1.1.3 智能制造系統 4
1.2 智能制造的發展 4
1.2.1 智能制造的發展現狀 4
1.2.2 智能制造的發展趨勢 6
1.3 智能制造模式和技術體系 8
1.3.1 協同制造模式 9
1.3.2 流程型智能制造 9
1.3.3 遠程運維服務模式 10
1.4 智能制造技術特征 11
1.4.1 自動化制造 11
1.4.2 智能化制造 12
1.4.3 網絡化制造 13
本章小結 13
思考題 13
第2章 智能設計技術 14
2.1 數字化設計 14
2.1.1 物理工廠數字化 15
2.1.2 系統能力可視化 16
2.1.3 展望工業元宇宙 17
2.2 智能CAD系統及設計方法 18
2.2.1 智能設計產生與發展 18
2.2.2 智能設計層次 19
2.2.3 智能設計特點 19
2.2.4 設計方法 20
2.2.5 智能CAD系統的開發途徑 24
2.3 基于數字孿生的產品設計與虛擬樣機 25
2.3.1 數字孿生的概念 25
2.3.2 數字孿生技術 26
2.3.3 數字孿生與機電一體化概念設計 27
2.3.4 虛擬樣機技術 29
本章小結 36
思考題 36
第3章 智能制造工藝 38
3.1 數控加工工藝 39
3.1.1 數控加工工藝介紹 39
3.1.2 車削加工工藝 40
3.1.3 加工中心加工工藝 46
3.2 智能加工工藝 50
3.2.1 智能切削技術的內涵與流程 50
3.2.2 智能切削加工過程中的關鍵技術 52
3.2.3 智能加工技術在切削過程中的應用 66
3.3 制造加工過程的智能預測 70
3.3.1 智能預測系統 70
3.3.2 基于加工誤差傳遞網絡的工序質量智能預測 72
3.3.3 基于磨削的智能預測系統 74
3.4 智能制造數據庫及其建模 76
3.4.1 數據庫基礎知識 76
3.4.2 概念模型與E-R圖 79
3.4.3 概念模型和邏輯模型的轉換規則及實例 79
3.4.4 關系模型與關系規范化理論 81
3.4.5 數據庫設計過程 81
本章小結 82
思考題 83
第4章 智能制造信息技術 84
4.1 云計算與大數據 85
4.1.1 云計算的定義 85
4.1.2 云計算的分類 87
4.1.3 云計算與大數據的關系 88
4.1.4 云計算大數據平臺的主要技術框架 88
4.2 工業物聯網技術 90
4.2.1 物聯網的定義 90
4.2.2 物聯網的體系結構 90
4.2.3 工業物聯網中的關鍵技術 91
4.2.4 工業物聯網的應用 91
4.3 智能制造與信息物理系統 93
4.3.1 信息物理系統的定義 93
4.3.2 信息物理系統的體系結構 94
4.3.3 信息物理系統的特征 96
4.3.4 信息物理系統與智能制造 96
4.4 虛擬現實與人工智能技術 97
4.4.1 虛擬現實與人工智能的定義及特點 97
4.4.2 虛擬現實在智能制造中的應用 100
4.5 智能制造的信息安全技術 102
4.5.1 智能制造信息安全技術 102
4.5.2 智能制造中工控系統網絡信息安全 103
4.5.3 智能制造中云安全與大數據安全 104
本章小結 104
思考題 105
第5章 智能監測、診斷與控制 106
5.1 概述 107
5.2 智能監測 108
5.2.1 智能傳感器 108
5.2.2 智能終端 111
5.2.3 機器視覺 114
5.3 智能診斷 125
5.3.1 故障智能診斷的發展 125
5.3.2 故障智能診斷方法 126
5.3.3 智能制造系統的故障診斷 129
5.3.4 故障智能診斷案例 130
5.4 智能控制 136
5.4.1 智能控制的概念及發展 136
5.4.2 智能控制的研究工具 137
5.4.3 智能控制的主要控制形式 138
本章小結 140
思考題 141
第6章 智能制造系統 142
6.1 概述 143
6.2 智能制造系統體系架構 145
6.2.1 智能制造系統體系的總體架構 145
6.2.2 智能制造系統的特征 146
6.2.3 智能制造系統的優點 147
6.3 智能制造系統調度控制 147
6.3.1 流水排序調度算法 148
6.3.2 非流水排序調度算法 149
6.4 智能制造系統供應鏈管理 152
6.4.1 制造業供應鏈管理概念 152
6.4.2 智能供應鏈管理 153
6.4.3 多智能體在供應鏈中的應用 157
6.5 智能制造服務系統 160
6.5.1 智能服務系統 160
6.5.2 智能管理系統 161
本章小結 165
思考題 165
第7章 智能制造裝備 166
7.1 概述 167
7.2 智能數控機床 168
7.2.1 智能數控機床關鍵技術 169
7.2.2 智能數控機床介紹 170
7.3 工業機器人 174
7.3.1 工業機器人的概念 175
7.3.2 工業機器人的發展 176
7.3.3 工業機器人的組成 176
7.3.4 工業機器人的分類和選用 181
7.4 3D打印裝備 184
7.4.1 基本概念 184
7.4.2 常用3D打印的原理 185
7.4.3 3D打印的市場及應用 189
7.5 智能生產線 191
7.5.1 智能生產線簡介 191
7.5.2 智能生產線的架構 192
7.5.3 智能生產線關鍵技術 193
7.5.4 智能生產線案例 194
7.6 智能物流 195
7.6.1 智能物流簡介 195
7.6.2 智能物流的架構 196
7.6.3 智能物流關鍵技術 196
7.6.4 智能物流裝備 197
本章小結 201
思考題 201
第8章 智能工廠 202
8.1 概述 203
8.2 制造執行系統（MES） 204
8.2.1 MES簡介 204
8.2.2 MES分類 204
8.2.3 MES特點與功能 205
8.2.4 發展趨勢 205
8.3 制造運營管理系統（MOM） 205
8.3.1 MOM簡介 205
8.3.2 MOM工具特性和功能 206
8.3.3 MOM與MES的區別 206
8.3.4 MOM的發展 208
8.4 智能工廠 208
8.4.1 智能工廠的基本架構 208
8.4.2 智能工廠的信息系統架構 211
8.4.3 智能工廠的基本特征 212
8.4.4 數字化工廠案例 214
本章小結 217
思考題 217
參考文獻 218
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