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智能制造繫統 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繫 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繫統能力可視化 16
2.1.3展宇宙 17
2.2智能CAD繫統及設計方法 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繫統的開發途徑 24
2.3基於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智能預測繫統 70
3.3.2基於加工誤差傳遞網絡的工序質量智能預測 72
3.3.3基於磨削的智能預測繫統 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關繫模型與關繫規範化理論 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雲計算與大數據 85
4.1.1雲計算的定義 85
4.1.2雲計算的分類 87
4.1.3雲計算與大數據的關繫 88
4.1.4雲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物聯網的體繫結構 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繫統 93
4.3.1信息物理繫統的定義 93
4.3.2信息物理繫統的體繫結構 94
4.3.3信息物理繫統的特征 96
4.3.4信息物理繫統與智能制造 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智能制造中工控繫統網絡信息安全 103
4.5.3智能制造中雲安全與大數據安全 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智能制造繫統的故障診斷 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章智能制造繫統 142
6.1概述 143
6.2智能制造繫統體繫架構 145
6.2.1智能制造繫統體繫的總體架構 145
6.2.2智能制造繫統的特征 146
6.2.3智能制造繫統的優點 147
6.3智能制造繫統調度控制 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智能制造繫統供應鏈管理 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智能制造服務繫統 160
6.5.1智能服務繫統 160
6.5.2智能管理繫統 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
7.43D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
7.4.33D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制造執行繫統（MES） 204
8.2.1MES簡介 204
8.2.2MES分類 204
8.2.3MES特點與功能 205
8.2.4發展趨勢 205
8.3制造運營管理繫統（MOM） 205
8.3.1MOM簡介 205
8.3.2MOM工具特性和功能 206
8.3.3MOM與MES的區別 206
8.3.4MOM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智能工廠的信息繫統架構 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

隨著工業4.0浪潮的湧來，我國於2015年5月發布了《中國制造2025》，提出了以創新驅動為動力和引領、以工業強基和質量提升為基礎、以智能制造為主攻方向、以綠色制造和服務型制造為側翼的戰略方針。力圖在降低資源消耗、提高勞動生產率、減少對環境的影響、增強技術創新能力、優化產業結構、改善生產組織、加快信息化融合、擴大國際合作等方面，促進中國制造業轉型升級、提升產業競爭力，從而邁入世界制造強國行列。
為適應我國對高等學校智能制造應用型人纔培養的需要，配合新形態教材的改革要求，編寫了本教材，將紙質版教材和多媒體資源進行一體化打造。本教材適用於機械類及相近專業的本科生，同時也面向研究生。書中明確學生學習目標和學習程度，讓學生可以從理論學習走向實際應用；通過掃描課本中的二維碼，獲取數字端電子資源，幫助學生理解重難點、拓展相關知識閱讀；對重要概念、公式、原理等進行梳理，加深學生對知識的理解與掌握，也方便學生在期末復習。
智能制造技術作為一種新型的先進生產手段，在制造業中得到了廣泛的應用。本書分析了我國智能制造發展現狀，介紹了世界主要國家智能制造的發展戰略，針對智能制造的發展趨勢和目前存在的問題提出了相應的對策和建議。
全書共8章，各章節內容如下：
第1章智能制造概述，主要介紹智能制造的概念和發展現狀，智能制造模式、技術體繫與技術特征；
第2章智能設計技術，主要介紹數字化設計的概念和作用，智能CAD繫統及設計方法，基於數字孿生技術的產品設計與虛擬樣機；
第3章智能制造工藝，主要針對數控加工工藝和智能加工工藝的概念和原理、關鍵技術和應用，制造加工過程的智能預測繫統的概念和原理，智能制造數據庫及其建模進行闡述；
第4章智能制造信息技術，主要分析智能制造信息技術的內容和組成，功能和作用，包括雲計算、工業物聯網、信息物理繫統、虛擬現實與人工智能、信息安全等；
第5章智能監測、診斷與控制，主要介紹智能監測的概念和作用，智能診斷繫統的組成及其功能，智能控制的原理和方法；
第6章智能制造繫統，主要闡述智能制造繫統的背景、定義、特征、支撐技術和研究熱點，智能制造繫統的組成、功能、架構以及關鍵技術；
第7章智能制造裝備，主要介紹智能數控機床、工業機器人、3D打印裝備、智能生產線等智能制造裝備的概念、原理、分類、作用以及關鍵技術； 
第8章智能工廠，主要介紹制造執行繫統、制造運營管理繫統的特點、功能和應用，以及智能工廠的基礎知識和案例等。
本書以教學大綱為基礎，按照教學大綱中設定的內容和體繫組織教材內容。紙質版教材是承載知識繫統的核心載體，按照學生學習過程的不同環節設計教材內容及配套資源。
本書由北京建築大學周慶輝、瀋陽工學院邢艷、瀋陽工學院李雲革編寫。其中，第1章、第4章、第5章由周慶輝編寫，第2章、第3章由李雲革編寫，第6章～第8章由邢艷編寫。
感謝鄭清春教授對本書內容提出的寶貴建議。本書難免有疏漏和不當之處，歡迎使用本教材的老師、同學和研究學者批評指正。

編著者