本书稿以加强学生职业素养教育、拓宽学生对智能制造相关领域的认知为原则，紧跟制造业的发展趋势，对智能制造的理论和实践知识进行了系统、概括地论述。依据智能制造的特点，全书稿共分为5章，分别是智能制造概述、智能制造装备技术、智能制造信息技术、智能制造生产管理、智能制造服务。

第1章 智能制造概述………………………………………………………………………… 1

1.1 智能制造的产生 ……………………………………………………………………… 1

　1.1.1 制造业发展历程及其在国民经济中的作用 …………………………………… 1

　1.1.2 各国智能制造的发展及其原因 ………………………………………………… 5

　1.1.3 智能制造的概念 ………………………………………………………………… 8

1.2 智能制造的演进、特征及意义………………………………………………………… 9

　1.2.1 智能制造的演进和特征 ………………………………………………………… 9

　1.2.2 智能制造的意义………………………………………………………………… 11

1.3 智能制造体系………………………………………………………………………… 12

　1.3.1 数字化制造……………………………………………………………………… 12

　1.3.2 数字化网络化制造……………………………………………………………… 12

　1.3.3 数字化网络化智能化制造……………………………………………………… 13

1.4 中国智能制造的驱动因素与全球智能制造的发展现状…………………………… 13

　1.4.1 中国智能制造的驱动因素……………………………………………………… 13

　1.4.2 全球智能制造的发展现状……………………………………………………… 15

1.5 智能制造的应用与发展前景………………………………………………………… 17

　1.5.1 智能制造的应用………………………………………………………………… 17

　1.5.2 智能制造的发展前景…………………………………………………………… 21

第2章 智能制造装备技术 ………………………………………………………………… 26

2.1 工业机器人技术……………………………………………………………………… 26

　2.1.1 工业机器人概述………………………………………………………………… 26

　2.1.2 工业机器人的结构……………………………………………………………… 31

　2.1.3 工业机器人的核心技术………………………………………………………… 32

　2.1.4 工业机器人技术的应用………………………………………………………… 33

　2.1.5 工业机器人技术的发展趋势…………………………………………………… 34

2.2 增材制造技术………………………………………………………………………… 36

　2.2.1 增材制造概述…………………………………………………………………… 36

　2.2.2 增材制造的关键技术…………………………………………………………… 40

　2.2.3 增材制造技术的应用…………………………………………………………… 41

　2.2.4 增材制造技术的发展方向……………………………………………………… 44

2.3 智能检测技术………………………………………………………………………… 45

　2.3.1 智能检测技术的定义…………………………………………………………… 45

　2.3.2 智能检测系统的原理、组成及分类 …………………………………………… 46

　2.3.3 智能检测技术的应用…………………………………………………………… 48

　2.3.4 智能检测技术的发展方向……………………………………………………… 51

2.4 物联网技术…………………………………………………………………………… 52

　2.4.1 物联网技术概述………………………………………………………………… 52

　2.4.2 物联网的组成…………………………………………………………………… 53

　2.4.3 物联网的关键技术……………………………………………………………… 54

　2.4.4 物联网技术在制造业的应用…………………………………………………… 57

2.5 高档数控机床技术…………………………………………………………………… 58

　2.5.1 数控技术的发展现状…………………………………………………………… 58

　2.5.2 高档数控机床的发展现状……………………………………………………… 62

　2.5.3 高档数控机床的发展趋势……………………………………………………… 64

　2.5.4 智能数控机床…………………………………………………………………… 65

　2.5.5 高档数控机床在制造业中的应用……………………………………………… 68

第3章 智能制造信息技术 ………………………………………………………………… 70

3.1 信息物理系统(CPS)………………………………………………………………… 71

　3.1.1 CPS概述 ……………………………………………………………………… 71

　3.1.2 CPS的发展脉络 ……………………………………………………………… 72

　3.1.3 CPS的技术体系 ……………………………………………………………… 74

　3.1.4 CPS的应用体系 ……………………………………………………………… 76

3.2 工业大数据技术……………………………………………………………………… 80

　3.2.1 工业大数据概述………………………………………………………………… 81

　3.2.2 工业大数据的关键技术………………………………………………………… 84

　3.2.3 工业大数据分析的应用软件…………………………………………………… 87

　3.2.4 工业大数据的应用……………………………………………………………… 88

3.3 工业云技术…………………………………………………………………………… 91

　3.3.1 工业云概述……………………………………………………………………… 91

　3.3.2 工业云的架构…………………………………………………………………… 92

　3.3.3 工业云的需求与发展…………………………………………………………… 93

　3.3.4 工业云的应用…………………………………………………………………… 95

3.4 人工智能技术 ……………………………………………………………………… 100

　3.4.1 人工智能技术概述 …………………………………………………………… 100

　3.4.2 机器学习 ……………………………………………………………………… 102

　3.4.3 HCPS与人机交互 …………………………………………………………… 106

　3.4.4 人工智能技术在制造业中的应用 …………………………………………… 108

3.5 机器视觉识别技术 ………………………………………………………………… 109

　3.5.1 机器视觉识别技术概述 ……………………………………………………… 109

　3.5.2 机器视觉识别的关键技术 …………………………………………………… 111

　3.5.3 机器视觉识别技术的应用 …………………………………………………… 112

第4章 智能制造生产管理………………………………………………………………… 115

4.1 企业资源计划(ERP)系统 ………………………………………………………… 115

　4.1.1 ERP系统概述 ………………………………………………………………… 115

　4.1.2 ERP系统的功能模块 ………………………………………………………… 117

　4.1.3 ERP系统的应用 ……………………………………………………………… 119

　4.1.4 ERP系统软件 ………………………………………………………………… 120

4.2 制造执行系统(MES)……………………………………………………………… 122

　4.2.1 MES概述 ……………………………………………………………………… 122

　4.2.2 MES的功能模块 ……………………………………………………………… 124

　4.2.3 MES的应用 …………………………………………………………………… 126

　4.2.4 MES的发展趋势 ……………………………………………………………… 127

4.3 精益管理 …………………………………………………………………………… 128

　4.3.1 精益管理概述 ………………………………………………………………… 128

　4.3.2 精益管理可行性分析 ………………………………………………………… 130

　4.3.3 精益管理的目标和组织管理优化过程 ……………………………………… 131

　4.3.4 精益管理的应用 ……………………………………………………………… 133

4.4 智能制造工厂 ……………………………………………………………………… 134

　4.4.1 智能制造工厂概述 …………………………………………………………… 134

　4.4.2 智能制造工厂的关键技术 …………………………………………………… 134

　4.4.3 智能制造工厂的架构 ………………………………………………………… 137

　4.4.4 智能制造工厂的发展趋势 …………………………………………………… 142

第5章 智能制造服务……………………………………………………………………… 145

5.1 智能制造服务概述 ………………………………………………………………… 145

　5.1.1 智能制造服务的概念 ………………………………………………………… 145

　5.1.2 智能制造服务的核心特征 …………………………………………………… 147

　5.1.3 智能制造服务的关键技术 …………………………………………………… 148

　5.1.4 智能制造服务的应用价值 …………………………………………………… 151

5.2 智能制造协同规划 ………………………………………………………………… 152

　5.2.1 智能制造协同规划的概念 …………………………………………………… 152

　5.2.2 智能制造协同规划的体系结构 ……………………………………………… 152

　5.2.3 智能制造协同规划的优点 …………………………………………………… 154

　5.2.4 智能制造协同规划的应用 …………………………………………………… 155

5.3 智能定制 …………………………………………………………………………… 156

　5.3.1 智能定制的概念 ……………………………………………………………… 156

　5.3.2 智能定制的实现流程 ………………………………………………………… 157

　5.3.3 智能定制的优势 ……………………………………………………………… 158

　5.3.4 智能定制的应用 ……………………………………………………………… 158

5.4 智能制造服务体系 ………………………………………………………………… 161

　5.4.1 智能制造服务体系的内涵 …………………………………………………… 161

　5.4.2 智能制造服务体系的特点 …………………………………………………… 162

　5.4.3 智能制造服务体系的结构 …………………………………………………… 162

　5.4.4 智能制造服务体系的应用价值 ……………………………………………… 164

参考文献……………………………………………………………………………………… 165