本書1先介紹了制造技術和智能制造的發展歷程，討論了智能制造的內涵與特征、構成要素和參考架構模型等智能制造技術基礎，介紹了智能傳感技術、工業互聯網和物聯網、大數據、雲計算和邊緣計算、虛擬現實/增強現實/混合現實技術、人工智能和數字孿生等新一代智能制造支撐技術；以智能工廠和智能生產為主題，並結合實際案例，討論了橫向集成、縱向集成和端到端集成三大集成技術，以及動態感知、實時分析、自主決策和精準執行四項功能應用使能技術；*後闡述了推進和實施智能制造的基本原則、發展階段、演進範式、典型模式和具體步驟，展望了智能制造的未來。通過學習本書，讀者可以了解智能制造發展的歷程，理解和掌握智能制造的基礎理論和關鍵技術，了解智能工廠和智能生產的構建及實現場景，並探討智能制造的未來發展方向和技術路線。

本書可作為高等院校智能制造工程、機械工程及相關專業開設的智能制造概論、智能制造導論以及智能制造工程基礎等課程的教材，也可作為智能制造其他課程教學和培訓的參考書。

前言

D1章概述1

11制造技術發展簡述1

111人類文明、工業革命與制造技術1

112制造技術的發展變遷4

12制造的永恆主題6

121制造業的地位及作用6

122“優質、高效、低耗、綠色、安全”的永恆主題6

13智能制造的發展歷程7

131早期的研究與認識7

132智能制造內涵認識的發展8

133工業40時代智能制造的內涵8

14關於智能制造發展的國家戰略9

141德國“工業40”和《國家工業戰略2030》9

142美國工業互聯網和XJ制造業領導力戰略12

143日本工業價值鏈和超智能社會5014

144中國制造 16

145各國智能制造發展特點比較19

15本課程的目標與內容20

151教學目標20

152各章內容安排21

思考題和習題21

D2章智能制造技術基礎22

21智能制造的內涵與特征22

211制造繫統及其構成22

212智能制造的內涵25

213智能制造的特征26

22智能制造的基本構成要素31

221智能設計31

222智能產品33

223智能生產35

224智能管理36

225智能服務39

23智能制造參考架構模型40

231參考架構模型概述40

232工業40參考架構模型42

233基於工業互聯網參考架構的智能制造體繫架構45

234智能制造生態繫統模型48

235工業價值鏈參考架構和智能50

236智能制造三鏈模型53

思考題和習題56

D3章新一代智能制造支撐技術57

31智能傳感技術57

311傳感技術基礎57

312制造工程中常用傳感器的工作原理60

313智能傳感器的特點63

314智能傳感技術應用63

32工業互聯網和物聯網65

321工業互聯網65

322物聯網72

323基於5G的工業互聯和工業物聯76

33大數據77

331大數據、工業大數據與制造大數據77

332大數據分析和數據挖掘方法79

333大數據應用90

34雲計算和邊緣計算92

341雲計算92

342邊緣計算93

35人工智能94

351人工智能的概念和內涵94

352機器學習和深度學習97

353人工智能應用100

36虛擬現實/增強現實/混合現實技術101

361虛擬現實、增強現實和混合現實的基本概念101

362虛擬現實/增強現實/混合現實的關鍵技術102

363虛擬現實/增強現實/混合現實技術在智能制造中的應用103

37數字孿生104

371數字孿生的概念和內涵104

372數字孿生的使能技術104

373數字孿生應用實例105

思考題和習題106

D4章智能工廠和智能生產108

41從數字化工廠到智能工廠108

411數字化制造繫統108

412從數字化工廠到智能工廠的發展110

413智能工廠的基本特征110

42智能工廠的核心與構成112

421數字化工廠112

422CPS和CPPS114

423工業40三大集成的技術實現118

43智能工廠建設架構與實現124

431智能工廠建設架構124

432智能工廠建設案例128

44智能生產130

441智能生產繫統130

442智能生產中的功能集成實現技術136

443智能生產的場景及實現141

思考題和習題145

D5章智能制造演進範式與發展路徑146

51推進和實施智能制造的基本原則146

511智能制造的“三要”原則146

512智能制造的“三不要”原則150

52智能制造的發展演進與路徑159

521企業智能化發展階段159

522智能制造演進範式159

523智能制造的典型模式161

524企業實施智能制造的具體步驟的建議162

53智能制造未來展望163

531未來制造的新形態和新特征163

532未來工廠的設想167

533展望169

思考題和習題169

參考文獻170