智能制造技术

本书主要介绍了智能制造的概念和发展现状，智能制造模式、技术体系与技术特征，智能设计技术，智能制造工艺，智能制造信息技术，智能监测、诊断与控制，智能制造系统，智能制造装备，智能工厂等相关知识。本书各章章首以思维导图的方式给出了知识框架，便于读者直观地了解各章内容体系；配套了课件、习题答案等电子资源，读者可扫描封底和每章末的二维码查看。本书旨在帮助读者了解智能制造的相关概念和原理，进一步掌握智能制造内涵和发展，助力智能制造应用型人才的培养。
本书可作为高等院校智能制造及相关专业的教材，也可供智能制造相关领域的技术人员参考。

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第1章 智能制造概述1
1.1 智能制造及相关概念3
1.1.1 智能制造的定义3
1.1.2 智能制造技术3
1.1.3 智能制造系统4
1.2 智能制造的发展4
1.2.1 智能制造的发展现状4
1.2.2 智能制造的发展趋势6
1.3 智能制造模式和技术体系8
1.3.1 协同制造模式9
1.3.2 流程型智能制造9
1.3.3 远程运维服务模式10
1.4 智能制造技术特征11
1.4.1 自动化制造11
1.4.2 智能化制造12
1.4.3 网络化制造13
本章小结13
思考题13
第2章 智能设计技术14
2.1 数字化设计14
2.1.1 物理工厂数字化15
2.1.2 系统能力可视化16
2.1.3 展望工业元宇宙17
2.2 智能CAD系统及设计方法18
2.2.1 智能设计产生与发展18
2.2.2 智能设计层次19
2.2.3 智能设计特点19
2.2.4设计方法20
2.2.5 智能CAD系统的开发途径24
2.3 基于数字孪生的产品设计与虚拟样机25
2.3.1 数字孪生的概念25
2.3.2 数字孪生技术26
2.3.3 数字孪生与机电一体化概念设计27
2.3.4 虚拟样机技术29
本章小结36
思考题36
第3章 智能制造工艺38
3.1 数控加工工艺39
3.1.1 数控加工工艺介绍39
3.1.2 车削加工工艺40
3.1.3 加工中心加工工艺46
3.2 智能加工工艺50
3.2.1 智能切削技术的内涵与流程50
3.2.2 智能切削加工过程中的关键技术52
3.2.3 智能加工技术在切削过程中的应用66
3.3 制造加工过程的智能预测70
3.3.1 智能预测系统70
3.3.2 基于加工误差传递网络的工序质量智能预测72
3.3.3 基于磨削的智能预测系统74
3.4 智能制造数据库及其建模76
3.4.1 数据库基础知识76
3.4.2 概念模型与E-R图79
3.4.3 概念模型和逻辑模型的转换规则及实例79
3.4.4 关系模型与关系规范化理论81
3.4.5 数据库设计过程81
本章小结82
思考题83
第4章 智能制造信息技术84
4.1 云计算与大数据85
4.1.1 云计算的定义85
4.1.2 云计算的分类87
4.1.3 云计算与大数据的关系88
4.1.4 云计算大数据平台的主要技术框架88
4.2 工业物联网技术90
4.2.1 物联网的定义90
4.2.2 物联网的体系结构90
4.2.3 工业物联网中的关键技术91
4.2.4 工业物联网的应用91
4.3 智能制造与信息物理系统93
4.3.1 信息物理系统的定义93
4.3.2 信息物理系统的体系结构94
4.3.3 信息物理系统的特征96
4.3.4 信息物理系统与智能制造96
4.4 虚拟现实与人工智能技术97
4.4.1 虚拟现实与人工智能的定义及特点97
4.4.2 虚拟现实在智能制造中的应用100
4.5 智能制造的信息安全技术102
4.5.1 智能制造信息安全技术102
4.5.2 智能制造中工控系统网络信息安全103
4.5.3 智能制造中云安全与大数据安全104
本章小结104
思考题105
第5章 智能监测、诊断与控制106
5.1 概述107
5.2 智能监测108
5.2.1 智能传感器108
5.2.2 智能终端111
5.2.3 机器视觉114
5.3 智能诊断125
5.3.1 故障智能诊断的发展125
5.3.2 故障智能诊断方法126
5.3.3 智能制造系统的故障诊断129
5.3.4 故障智能诊断案例130
5.4 智能控制136
5.4.1 智能控制的概念及发展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
本章小结140
思考题141
第6章 智能制造系统142
6.1 概述143
6.2 智能制造系统体系架构145
6.2.1 智能制造系统体系的总体架构145
6.2.2 智能制造系统的特征146
6.2.3 智能制造系统的优点147
6.3 智能制造系统调度控制147
6.3.1 流水排序调度算法148
6.3.2 非流水排序调度算法149
6.4 智能制造系统供应链管理152
6.4.1 制造业供应链管理概念152
6.4.2 智能供应链管理153
6.4.3 多智能体在供应链中的应用157
6.5 智能制造服务系统160
6.5.1 智能服务系统160
6.5.2 智能管理系统161
本章小结165
思考题165
第7章 智能制造装备166
7.1 概述167
7.2 智能数控机床168
7.2.1 智能数控机床关键技术169
7.2.2 智能数控机床介绍170
7.3 工业机器人174
7.3.1 工业机器人的概念175
7.3.2 工业机器人的发展176
7.3.3 工业机器人的组成176
7.3.4 工业机器人的分类和选用181
7.4 3D打印装备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打印的市场及应用189
7.5 智能生产线191
7.5.1 智能生产线简介191
7.5.2 智能生产线的架构192
7.5.3 智能生产线关键技术193
7.5.4 智能生产线案例194
7.6 智能物流195
7.6.1 智能物流简介195
7.6.2 智能物流的架构196
7.6.3 智能物流关键技术196
7.6.4 智能物流装备197
本章小结201
思考题201
第8章 智能工厂202
8.1 概述203
8.2 制造执行系统（MES）204
8.2.1 MES简介204
8.2.2 MES分类204
8.2.3 MES特点与功能205
8.2.4 发展趋势205
8.3 制造运营管理系统（MOM）205
8.3.1 MOM简介205
8.3.2 MOM工具特性和功能206
8.3.3 MOM与MES的区别206
8.3.4 MOM的发展208
8.4 智能工厂208
8.4.1 智能工厂的基本架构208
8.4.2 智能工厂的信息系统架构211
8.4.3 智能工厂的基本特征212
8.4.4 数字化工厂案例214
本章小结217
思考题217
参考文献218