本書系統地介紹智能制造相關的基本理論和技術，以及這些技術的應用情況，并重點介紹智能制造的概念、系統、支撐技術、軟件、設計、裝備、服務和管理等內容。本書既有智能制造發展現狀的概述，也有智能制造未來趨勢的介紹，希望能夠幫助讀者了解智能制造相關概念和掌握智能制造關鍵技術，進一步普及智能制造相關知識，為培養亟需的智能制造領域應用型人才提供參考資料。
本書既可供高等院校智能制造工程、機械工程、電氣工程及自動化等專業作為本科生和研究生基礎課程的教材，也可供政府部門、制造企業和研究機構中的相關人員參考。
（1）教材既注重系統性和科學性，又注重完整性和實用性，系統介紹了智能制造體系及其構成，涉及智能制造的概念、技術、軟件、裝備、服務、管理等方面。
（2）教材中提供了大量生動的閱讀材料，包括人物介紹、公司簡介、名詞解釋、閱讀案例、應用案例等，可以激發讀者的學習興趣和擴大學習的視野。
（3）教材中每章末都提供了形式多樣的練習題和有關案例的討論題，便于教師的授課和讀者鞏固所學知識。
王道平，畢業于清華大學計算機系，現為北京科技大學經濟管理學院管理科學與工程系教授、博士生導師，主要研究方向為智能管理系統、供應鏈與物流管理、大數據技術與應用等，承擔多項國家自然科學基金課題和省部級課題，主編了《現代物流信息技術》、《供應鏈管理》、《大數據處理》等教材，其中1部被評為北京高校優質本科教材，2部被評為北京市高等教育精品教材。
第 1章 智能制造概述 1
1.1 制造模式的發展歷程 1
1.1.1 手工作坊制造 2
1.1.2 大規模制造 2
1.1.3 精益制造 4
1.1.4 柔性制造 4
1.1.5 敏捷制造 5
1.1.6 智能制造 6
1.2 智能制造產生的背景 7
1.2.1 四次工業革命 7
1.2.2 部分國家的智能制造發展戰略 8
1.2.3 我國發展智能制造的指導思想和戰略目標 11
1.3 智能制造的概念與特征 13
1.3.1 智能制造的概念 13
1.3.2 智能制造的關鍵環節 14
1.3.3 智能制造的特征 16
1.4 智能制造的模式 18
1.5 智能制造的發展趨勢 20
1.5.1 智能制造是我國制造業發展的必然選擇 21
1.5.2 我國智能制造面臨的挑戰 22
1.5.3 智能制造的未來 23
應用案例：海爾公司的智能制造之路 24
本章小結 26
習題 26
第 2章 智能制造系統28
2.1 系統的概念 28
2.1.1 系統的定義和分類 28
2.1.2 系統的特征 30
2.1.3 系統的功能 32
2.2 制造系統的定義和特征 33
2.2.1 制造系統的定義 33
2.2.2 制造系統的特征 34
2.2.3 制造系統的發展趨勢 35
2.3 智能制造系統的概念和特征 38
2.3.1 智能制造系統的概念 38
2.3.2 智能制造系統的特征 40
2.3.3 智能制造系統的關鍵技術 41
智能制造概論
2
2.4 智能制造系統架構 43
2.5 智能制造系統的發展現狀和趨勢 45
2.5.1 智能制造系統的發展現狀 45
2.5.2 智能制造系統的發展趨勢 47
應用案例：用友工業互聯網平臺智能制造整體解決方案 50
本章小結 51
習題 52
第3章 智能制造支撐技術 53
3.1 人工智能技術 53
3.1.1 人工智能概念概述 54
3.1.2 人工智能的發展歷程 57
3.1.3 人工智能的分類 58
3.1.4 人工智能技術應用的領域 59
3.2 大數據技術 61
3.2.1 大數據概述 61
3.2.2 大數據的核心技術 65
3.2.3 工業大數據 67
3.3 云計算技術 70
3.3.1 云計算的概念和特點 71
3.3.2 云計算的關鍵技術 73
3.3.3 智能制造云平臺 76
3.4 第五代移動通信技術 78
3.4.1 5G的概念和特點 78
3.4.2 5G技術的應用場景 79
3.4.3 5G技術在智能制造中的應用 81
3.5 物聯網技術 83
3.5.1 物聯網技術的概念和特征 83
3.5.2 物聯網的架構 85
3.5.3 物聯網技術在智能制造中的應用 87
應用案例：阿里云工業互聯網平臺 88
本章小結 89
習題 90
第4章 智能制造軟件92
4.1 企業資源計劃 93
4.1.1 ERP的概念 93
4.1.2 ERP的發展歷程 95
4.1.3 ERP的功能 97
4.2 制造執行系統 99
4.2.1 MES的概念 99
4.2.2 MES的發展歷程和趨勢 101
4.2.3 MES的功能 104
4.3 產品生命周期管理 107
4.3.1 PLM概述 108
4.3.2 PLM的體系結構 109
4.3.3 PLM的功能 111
目 錄
3
4.4 信息物理系統 113
4.4.1 CPS的概念和特征 113
4.4.2 CPS的架構 116
4.4.3 CPS技術的應用 117
應用案例：西門子數字化工業軟件Xcelerator解決方案組合 118
本章小結 120
習題 120
第5章 智能制造設計123
5.1 智能設計概述 123
5.1.1 設計及其本質 123
5.1.2 智能設計的產生 126
5.1.3 智能設計的概念 127
5.2 智能設計方法 128
5.2.1 面向對象的知識表示方法 129
5.2.2 基于規則的智能設計方法 130
5.2.3 基于案例的智能設計方法 131
5.2.4 基于原型的智能設計方法 132
5.2.5 基于約束滿足的智能設計方法 133
5.3 智能設計系統 134
5.3.1 智能設計系統概述 134
5.3.2 智能設計系統的關鍵技術 139
5.3.3 智能設計系統的發展趨勢 141
應用案例：Autodesk公司基于云平臺的三維設計軟件Fusion 360 142
本章小結 144
習題 144
第6章 智能制造裝備146
6.1 智能制造裝備概述 147
6.1.1 智能制造裝備的概念和意義 147
6.1.2 智能制造裝備的技術特征 149
6.2 智能機床 152
6.2.1 智能機床的概念 152
6.2.2 智能機床的發展 154
6.2.3 智能機床關鍵技術 156
6.2.4 典型智能機床介紹 158
6.3 3D打印設備 159
6.3.1 3D打印概述 160
6.3.2 常見的3D打印技術原理 161
6.3.3 3D打印技術發展的趨勢與面臨的挑戰 164
6.4 工業機器人 166
6.4.1 工業機器人的概念 166
6.4.2 工業機器人基本組成結構 167
6.4.3 國內外工業機器人發展概況 169
6.5 智能儀器儀表 172
6.5.1 智能儀器儀表簡介 173
6.5.2 智能儀器儀表功能特點 174
智能制造概論
4
6.5.3 智能儀器儀表發展趨勢 176
應用案例：格力智能裝備閃耀第三屆中國制造高峰論壇 177
本章小結 178
習題 178
第7章 智能制造服務 180
7.1 制造服務概述 181
7.1.1 制造服務的概念體系 181
7.1.2 制造服務創新模式 183
7.1.3 制造服務的共性技術 186
7.2 智能制造服務概述 188
7.2.1 智能制造服務的定義 188
7.2.2 智能制造服務的概念體系 189
7.2.3 智能制造服務的特點 190
7.3 智能制造服務技術、體系與知識工程 191
7.3.1 智能制造服務技術 191
7.3.2 智能制造服務體系 193
7.3.3 智能制造服務的知識工程 195
7.4 智能制造服務的發展趨勢 202
7.4.1 多種制造模式下的智能制造服務發展現狀 202
7.4.2 智能制造服務的未來應用 205
應用案例：創世紀智能制造服務業公司積極培育和發展的業務 207
本章小結 208
習題 209
第8章 智能制造管理211
8.1 智能制造管理概述 211
8.1.1 智能制造管理的概念 212
8.1.2 智能制造管理的發展 214
8.2 智能制造管理體系 216
8.2.1 成本管理 216
8.2.2 質量管理 219
8.2.3 設備管理 223
8.3 智能制造中的精益管理 227
8.3.1 精益管理的概念 227
8.3.2 精益管理的作用及目標 229
8.3.3 精益管理優化過程及優化方法 231
8.4 智能制造中的供應鏈管理 232
8.4.1 供應鏈管理的概念 232
8.4.2 智能供應鏈 234
8.5 智能制造工廠 236
8.5.1 智能制造工廠的概念 236
8.5.2 智能制造工廠的架構 238
應用案例：智·造福建百宏以智能制造推動質量管理 241
本章小結 243
習題 244
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