智能制造工程:理论、方法与技术

本教材以制造系统为对象，以智能制造系统“动态感知、实时分析、智能决策、精准执行”的典型特征为主线，围绕产品生研发设计/生产制造/运维服务的全生命周期智能化，系统阐述了智能制造工程的基本概念、理论基础与模式、产品智能化设计、制造系统智能感知、设计开发与运行控制、智能工厂运行管理等关键技术，拓展了工业大数据分析与智能决策、数字孪生等智能制造共性技术。全书体系完整、重点突出、主线清晰，从理论、方法与技术的体系化视角，建构起智能制造工程新工科专业核心课程知识体系。本教材可作为高等院校智能制造工程、机器人工程等新工科专业本科生教材，也可用于机械工程、自动化等相关专业本科生和硕士研究生的参考教材，也可供从事智能制造专业的技术人员阅读参考。

胡耀光，教授，博士生导师，北京理工大学智能制造工程专业责任教授，工业与智能系统工程研究所所长，北京市高等学校教学名师。主要从事智能制造/装备运维与工业软件等方向的研究工作，任中国机械工程学会信息工作委员会委员、中国汽车工程学会数字化与智能化工作委员会委员。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金等纵向科研项目20余项，共发表SCI/EI收录论文80余篇，出版学术著作3部、教材1部，获农业机械科学技术奖二等奖1项。主持教育部产教融合育人、北京市高等教育教学改革等教学研究项目10余项，主持教育部产教融合育人、北京市高等教育教学改革等教学研究项目10余项，先后荣获北京市青年教师教学基本功比赛一等奖、最佳教学演示奖，卓越联盟高校青年教师教学创新大赛一等奖，第一届北京高等学校教学创新大赛一等奖，北京理工大学迪文优秀教师奖一等奖，北京高等学校优秀专业课（公共课）主讲教师，北京市高等学校教学名师奖等多项荣誉。主讲课程\"生产计划与控制\"2019年入选北京市优质本科课程，2020年入选首批国家级线下一流课程，获国家级教学成果奖二等奖1项、北京市教育教学成果奖一等奖1项。

第1章 绪论 1.1 智能制造工程的概念体系 1.1.1 智能制造工程的发展背景、需求与趋势 1.1.2 智能制造工程的核心概念视图 1.2 制造系统智能化演进 1.2.1 制造系统概念与构成 1.2.2 制造系统自动化 1.2.3 制造系统数字化 1.2.4 制造系统网络化 1.2.5 制造系统智能化 1.3 智能制造驱动产品生命周期管理变革 1.3.1 产品生命周期管理的演进历程 1.3.2 智能制造重新定义产品边界——研发设计视角 1.3.3 智能制造重新定义制造范式——生产制造视角 1.3.4 智能制造重构产品运维模式——运维服务视角 1.4 智能制造工程的技术体系 1.5 小结与习题 第2章 智能制造理论基础与模式 2.1 智能制造理论基础 2.1.1 控制论 2.1.2 系统工程理论 2.1.3 “工业4.0”参考架构 2.1.4 信息物理系统 2.2 智能制造基本范式 2.2.1 数字化制造范式 2.2.2 “互联网+”制造范式 2.2.3 “智能+”制造范式 2.3 智能制造典型模式 2.3.1 制造模式的定义与演进 2.3.2 大规模生产方式 2.3.3 大规模定制生产方式 2.3.4 个性化生产方式 2.4 小结与习题 第3章 产品智能化设计方法 3.1 智能产品的概念及内涵 3.2 智能产品设计过程与步骤 3.2.1 产品设计方法的发展历史 3.2.2 产品设计的一般过程与步骤 3.3 数据驱动的产品智能化设计方法 3.3.1 智能产品时代的设计方法 3.3.2 产品智能化设计的技术架构 3.3.3 数据驱动的产品性能预测 3.3.4 基于优化的产品方案生成 3.4 产品智能化设计的软件平台 3.4.1 产品智能化设计软件平台的基础 3.4.2 产品智能化设计典型软件平台 3.5 产品智能化设计应用案例 3.5.1 数据驱动的车架结构设计案例 3.5.2 基于深度学习的热杆轧制工艺设计案例 3.6 小结与习题