智能制造技术导论（微课版）

本书较为全面地介绍智能制造系统。全书共6章，主要介绍绪论、智能制造系统、智能制造之智能决策、智能制造之智能服务、智能制造的典型应用和智能制造的支撑技术。每章还提供典型案例及思考与练习，帮助读者巩固所学内容。 本书内容精练、语句通顺、概念性强、案例翔实，可作为高校智能制造专业的教材使用，也可为有志于从事智能制造工作的读者提供理论参考。

张小红， 硕士研究生， 江苏电子信息职业学院，讲授课程： 工业机器人技术、工业机器人编程与调试，主要研究项目及领域： 工业机器人技术、机电一体化技术，毕业于扬州大学机械电子工程专业，现从事工业机器人技术研究方向。出版教材：《工业机器人安装与调试》、《智能制造导论》。

第 1章　绪论………………………………………………………………………………… 1 1.1　智能制造 ………………………………………………………………………………………………　1 1.1.1　智能 ………………………………………………………………………………………………　2 1.1.2　智能制造 …………………………………………………………………………………………　2 1.1.3　智能制造的典型特征 ……………………………………………………………………………　3 1.1.4　智能制造的构成及作用 …………………………………………………………………………　3 1.1.5　智能制造的体系架构 ……………………………………………………………………………　5 1.2　制造系统的发展 ………………………………………………………………………………………　8 1.2.1　制造系统的发展历史与现状 ……………………………………………………………………　8 1.2.2　制造系统研究和应用领域的发展趋势 ………………………………………………………　12 1.3　典型案例 ……………………………………………………………………………………………　13 1.4　拓展阅读 ……………………………………………………………………………………………　14 讨论与交流　…………………………………………………………………………………………………　23 本章小结　……………………………………………………………………………………………………　23 思考与练习　…………………………………………………………………………………………………　23 第　2章 智能制造系统………………………………………………………………………25 2.1　智能制造系统概述 …………………………………………………………………………………　25 2.1.1　智能制造系统的定义 …………………………………………………………………………　25 2.1.2　智能制造系统的架构 …………………………………………………………………………　26 2.1.3　智能制造系统的特点 …………………………………………………………………………　29 2.1.4　智能制造系统的典型特征 ……………………………………………………………………　29 2.2　智能制造系统的自动化 ……………………………………………………………………………　30 2.2.1　自动化制造系统概述 …………………………………………………………………………　30 2.2.2　自动化制造系统分类 …………………………………………………………………………　30 2.2.3　自动化制造系统组成 …………………………………………………………………………　40 2.2.4　自动化制造系统总体设计 ……………………………………………………………………　48 2.2.5　自动化制造系统分系统设计 …………………………………………………………………　52 智能制造技术导论（微课版） 2 2.3　智能制造系统的信息化 ……………………………………………………………………………　55 2.3.1　信息化制造系统概述 …………………………………………………………………………　55 2.3.2　信息化制造系统构成 …………………………………………………………………………　55 2.3.3　制造系统的计划管理系统 ……………………………………………………………………　59 2.3.4　制造系统的调度控制系统 ……………………………………………………………………　64 2.4　典型案例 ……………………………………………………………………………………………　67 2.5　拓展阅读 ……………………………………………………………………………………………　70 讨论与交流　…………………………………………………………………………………………………　74 本章小结　……………………………………………………………………………………………………　74 思考与练习　…………………………………………………………………………………………………　74 第３章　智能制造之智能决策……………………………………………………………77 3.1　智能决策的定义 ……………………………………………………………………………………　77 3.2　智能决策的技术特征 ………………………………………………………………………………　81 3.2.1　数据驱动技术 …………………………………………………………………………………　81 3.2.2　决策支持技术 …………………………………………………………………………………　82 3.2.3　知识推理技术 …………………………………………………………………………………　83 3.2.4　人机交互技术 …………………………………………………………………………………　85 3.3　智能决策的典型应用 ………………………………………………………………………………　86 3.3.1　生产运行管理 …………………………………………………………………………………　86 3.3.2　协同工艺设计 …………………………………………………………………………………　87 3.3.3　先进计划与调度 ………………………………………………………………………………　88 3.3.4　物流优化管理 …………………………………………………………………………………　90 3.3.5　质量精确控制 …………………………………………………………………………………　92 3.4　典型案例 ……………………………………………………………………………………………　93 3.5　拓展阅读 ……………………………………………………………………………………………　95 讨论与交流　…………………………………………………………………………………………………　97 本章小结　……………………………………………………………………………………………………　97 思考与练习　…………………………………………………………………………………………………　97 第４章　智能制造之智能服务……………………………………………………………99 4.1　智能服务的定义 ……………………………………………………………………………………　99 4.2　智能服务的关键技术 ………………………………………………………………………………　101 4.2.1　识别技术 ………………………………………………………………………………………　101 4.2.2　实时定位系统 …………………………………………………………………………………　102 4.2.3　信息物理融合系统 ……………………………………………………………………………　102 4.2.4　网络安全技术 …………………………………………………………………………………　103 目　录 3 4.2.5　协同系统服务技术 ……………………………………………………………………………　105 4.3　智能服务的典型案例 ………………………………………………………………………………　106 4.3.1　个性化定制 ……………………………………………………………………………………　106 4.3.2　产品远程运维 …………………………………………………………………………………　108 4.3.3　设备运行监控 …………………………………………………………………………………　109 4.3.4　装备异常监测 …………………………………………………………………………………　109 4.4　智能服务的发展趋势与重点研究领域 ……………………………………………………………　110 4.4.1　智能制造服务的发展趋势 ……………………………………………………………………　110 4.4.2　智能制造服务的重点研究领域 ………………………………………………………………　110 4.5　典型案例 ……………………………………………………………………………………………　111 4.6　拓展阅读 ……………………………………………………………………………………………　112 讨论与交流　…………………………………………………………………………………………………　114 本章小结　……………………………………………………………………………………………………　114 思考与练习　…………………………………………………………………………………………………　115 第５章　智能制造的典型应用…………………………………………………………　117 5.1　智能工厂 ……………………………………………………………………………………………　117 5.1.1　智能工厂概述 …………………………………………………………………………………　117 5.1.2　智能工厂的特征 ………………………………………………………………………………　118 5.1.3　智能工厂的建设模式 …………………………………………………………………………　118 5.1.4　智能工厂发展侧重环节 ………………………………………………………………………　119 5.2　智能物流 ……………………………………………………………………………………………　121 5.2.1　智能物流的定义 ………………………………………………………………………………　121 5.2.2　智能物流的技术 ………………………………………………………………………………　122 5.2.3　智能物流的特点 ………………………………………………………………………………　122 5.2.4　智能物流在国内外的应用 ……………………………………………………………………　123 5.3　智能产品 ……………………………………………………………………………………………　125 5.3.1　智能产品的定义 ………………………………………………………………………………　125 5.3.2　智能产品的种类 ………………………………………………………………………………　125 5.4　智能管理 ……………………………………………………………………………………………　126 5.4.1　智能管理的定义 ………………………………………………………………………………　126 5.4.2　智能管理系统开发的特点 ……………………………………………………………………　127 5.5　典型案例 ……………………………………………………………………………………………　128 5.6　拓展阅读 ……………………………………………………………………………………………　129 讨论与交流　…………………………………………………………………………………………………　130 本章小结　……………………………………………………………………………………………………　130 思考与练习　…………………………………………………………………………………………………　130 智能制造技术导论（微课版） 4 第６章　智能制造的支撑技术…………………………………………………………　132 6.1　智能硬件技术 ………………………………………………………………………………………　132 6.1.1　工业机器人 ……………………………………………………………………………………　132 6.1.2　数控机床 ………………………………………………………………………………………　140 6.1.3　智能仓储 ………………………………………………………………………………………　146 6.2　智能识别技术 ………………………………………………………………………………………　148 6.2.1　机器视觉技术 …………………………………………………………………………………　148 6.2.2　射频识别技术 …………………………………………………………………………………　155 6.2.3　工业互联网 ……………………………………………………………………………………　160 6.2.4　智能传感器 ……………………………………………………………………………………　162 6.3　智能信息技术 ………………………………………………………………………………………　165 6.3.1　工业大数据 ……………………………………………………………………………………　165 6.3.2　云计算和云服务技术 …………………………………………………………………………　170 6.3.3　虚拟制造技术 …………………………………………………………………………………　174 6.3.4　人工智能技术 …………………………………………………………………………………　179 6.4　典型案例 ……………………………………………………………………………………………　186 6.5　拓展阅读 ……………………………………………………………………………………………　189 讨论与交流　…………………………………………………………………………………………………　190 本章小结　……………………………………………………………………………………………………　190 思考与练习　…………………………………………………………………………………………………　190