中国战略性新兴产业研究与发展

本书共分3篇16章，分别由智能制造装备产业发展综述、智能制造装备产业重大发展方向与支撑技术、智能制造装备产业战略指导组成。本书主要剖析靠前外科技与产业发展状况，探讨目前我国智能制造装备科技与产业发展存在的问题，并研究现行的相关产业政策、未来规划等，结合我国产业状况、优势和国外技术发展前沿，提出发展方向、发展策略等。

孙容磊博士，华中科技大学教授，博士生导师，中国人工智能学会智能制造专业委员会秘书长，国家自然科学基金项目评审专家，中国中小企业协会项目评审与咨询专家。
孙容磊教授长期从事智能制造与机器人研究，主持国家重点基础研究发展计划(973)、国家自然科学基金、国家科技支撑计划等项目研究，两次荣获部级科技进步奖二等奖，获国家发明专利8项，计算机软件著作权2项，发表SCI、EI收录论文40余篇，合作出版《数字制造基础》，参与编写((中国机械工程技术路线图))《2012高技术发展报告》。

序言
前言
编写说明
第1篇智能制造装备产业发展综述
第1章智能制造装备产业概述2
1.1智能制造装备的特征3
1.2典型智能制造装备4
1.3产业发展的重要性5
第2章我国智能制造装备产业发展分析7
2.1产业发展概况7
2.2产业发展规模与成就10
2.2.1“十一五”期间装备制造业的成就10
2.2.2“十二五”期间装备制造业的成就11
2.3产业发展政策14
2.3.1智能制造“十二五”规划14
2.3.2中国制造202517
2.4产业发展过程中存在的主要问题20
2.5推动产业发展的关键措施22
第3章国外智能制造装备产业发展分析26
3.1发达国家智能制造装备产业的发展特点26
3.1.1美国智能制造装备产业的发展特点27
3.1.2日本智能制造装备产业的发展特点28
3.1.3德国智能制造装备产业的发展特点29
3.2国外智能制造装备产业发展政策支持30
3.2.1美国产业发展政策支持30
3.2.2日韩产业发展政策支持31
3.2.3欧盟产业发展政策支持32
3.3国外智能制造装备产业发展经验33
3.3.1美国智能制造装备产业的成功经验33
3.3.2日本智能制造装备产业的振兴之路35
3.3.3德国智能制造装备产业的发展经验39
第4章国内外智能制造装备产业发展比较41
4.1产业发展阶段和技术水平比较41
4.2发展规模比较42
4.3管理方式比较43
参考文献45
第2篇智能制造装备产业重大发展方向与支撑技术
第5章智能机床50
5.1智能机床概述50
5.2智能机床的关键技术与主要功能51
5.2.1智能机床的关键技术51
5.2.2智能机床的主要功能54
5.3国外智能机床产业发展概述55
5.4我国智能机床产业发展概述58
5.5存在的问题60
5.6发展重点61
5.7发展趋势62
5.8发展对策63
参考文献64
第6章工业机器人65
6.1工业机器人概述65
6.2工业机器人核心关键技术67
6.2.1工业机器人环境感知与传感技术67
6.2.2工业机器人轨迹规划与自动编程技术67
6.2.3工业机器人控制系统技术68
6.2.4工业机器人人机交互技术68
6.2.5工业机器人自主导航技术68
6.3国外工业机器人产业发展概述69
6.4我国工业机器人产业发展概述74
6.5存在的问题78
6.6发展重点78
6.7产业发展趋势80
6.8发展对策81
参考文献82
第7章增材制造83
7.1增材制造概述83
7.2增材制造装备核心关键技术85
7.2.1成型新材料85
7.2.2粉末制造技术86
7.2.3精度控制技术86
7.2.4快速成型工艺后处理技术87
7.2.5快速成型软件87
7.2.6激光技术87
7.2.7直写技术88
7.3国外增材制造装备产业发展概况88
7.4我国增材制造装备产业发展概况92
7.5存在的问题97
7.6发展重点98
7.7发展趋势99
7.8发展对策100
参考文献101
第8章智慧工厂102
8.1智慧工厂概述102
8.2核心技术104
8.2.1工业互联网技术104
8.2.2大数据分析与云计算技术104
8.2.3决策分析技术105
8.2.4设备端智能化技术105
8.3国外智慧工厂产业发展概况105
8.4我国智慧工厂产业发展概况107
8.5存在的问题108
8.6发展趋势109
8.7发展重点110
8.8发展对策111
参考文献113
第9章云制造114
9.1云制造概述114
9.2云制造核心技术116
9.2.1云制造总体技术116
9.2.2云端化技术116
9.2.3云制造服务环境构建与管理技术117
9.2.4云制造业务运行、管理模式与技术117
9.2.5云制造普适人机交互技术118
9.2.6云制造可信与安全制造服务技术118
9.3国外云制造产业发展概述118
9.4我国云制造产业发展概述120
9.5存在的问题123
9.6发展重点126
9.7发展趋势126
9.8发展对策127
参考文献128
第10章工业大数据130
10.1工业大数据概述130
10.2核心技术132
10.2.1工业大数据采集与预处理132
10.2.2工业大数据存储与管理133
10.2.3工业大数据计算模式与系统133
10.2.4工业大数据分析与挖掘134
10.2.5大数据可视化分析134
10.2.6大数据隐私与安全134
10.3国外工业大数据产业发展概况135
10.4我国工业大数据产业发展概况137
10.5存在的问题139
10.6发展重点141
10.7发展趋势142
10.8发展对策143
参考文献145
第11章工业互联网146
11.1工业互联网概述146
11.2工业互联网核心技术148
11.2.1工业互联网体系架构技术148
11.2.2工业互联网实时通信技术149
11.2.3工业异构异质网络的融合技术149
11.2.4工业大数据的存取和利用技术149
11.2.5工业互联网的安全技术149
11.3国外工业互联网产业发展概况150
11.4我国工业互联网产业发展概况152
11.5存在的问题155
11.6发展重点156
11.7发展趋势158
11.8发展对策159
参考文献160
第12章工业信息安全161
12.1工业信息安全概述161
12.2工业信息安全的核心技术163
12.2.1工业网络信息安全总体技术163
12.2.2工控系统信息安全等级保护技术163
12.2.3大数据分析、漏洞挖掘技术163
12.2.4防火墙技术163
12.2.5工控系统纵深防护技术164
12.2.6可信计算应用技术164
12.2.7工控系统安全风险评估技术165
12.3国外工业信息安全产业发展概况165
12.4国内工业信息安全产业发展概况168
12.5存在的问题169
12.6发展重点171
12.7发展趋势172
12.8发展对策173
参考文献174
第3篇智能制造装备产业发展战略指导
第13章智能制造装备产业发展规划178
13.1发展重点178
13.2发展目标180
13.2.1操作系统与工业软件180
13.2.2智能制造核心信息设备180
13.2.3高档数控机床与基础制造装备181
13.2.4工业机器人181
13.2.5增材制造181
13.3技术创新发展规划182
13.3.1操作系统与工业软件182
13.3.2智能制造核心信息设备182
13.3.3智能机床183
13.3.4工业机器人183
13.3.5增材制造184
13.4发展布局184
13.4.1测控装置184
13.4.2关键执行与传动零部件185
13.4.3智能制造主机与成套系统186
13.5产业链布局187
13.5.1高端数控机床产业链188
13.5.2工业机器人产业链188
13.5.3增材制造产业链188
13.5.4工业大数据产业链189
13.5.5工业信息安全产业链189
13.5.6虚拟现实与增强现实产业链190
13.6发展模式与发展理念190
第14章可行性分析192
14.1资源分析192
14.1.1高素质人才资源192
14.1.2智能制造装备产业发展的现有基础193
14.1.3资金来源与体制195
14.2市场需求分析199
14.2.1国外市场前景分析199
14.2.2国内市场前景分析201
14.3风险分析203
第15章国际合作与竞争204
15.1我国开展智能制造产业国际合作的必要性204
15.2我国开展智能制造产业国际合作的现实基础206
15.3我国开展智能制造产业国际合作的主要模式207
第16章发展智能制造产业注意事项210
16.1注重智能制造产业绿色发展210
16.2承担智能制造企业的社会责任211
16.3积极推进标准化进程212
16.4优化创新创业环境214
16.5注重专利与知识产权保护215
参考文献219

前言互联网、大数据、云计算、人机交互等新一代信息技术正在重构人类的生产和生活方式，也将促进制造业的变革。智能化、网络化、数字化已成为制造业的发展方向，环境友好、资源节约、人机和谐日益成为制造业的刚性约束，开放、共享、共创正逐步改变着制造业的发展理念。面对新的世界经济形势和发展机遇，我国相继发布了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《中国制造2025》，智能制造已成为落实制造强国战略的重要举措和主攻方向，未来10～15年，我国智能制造及智能制造装备产业将迎来重要的历史发展机遇。
    本书分3篇详细介绍了智能制造装备的内涵和国内外智能制造装备产业的发展现状，深入系统地分析了智能制造装备产业重大发展方向与支撑技术，提出了智能制造产业发展战略规划与建议。全书内容如下：
    第1篇介绍了智能制造装备的内涵，剖析、分析了国内外智能制造装备产业的发展历程、发展特点以及主要国家的科技产业政策。
    第2篇以重大发展方向和支撑技术为线索，深入系统地分析了智能制造装备产业链的发展状况。其中第一章至第三章分别分析了智能机床、工业机器人、增材制造的产业发展状况，第四章分析了智能工厂的产业发展状况，第五章至第八章分别介绍了支撑智能制造的云制造、工业大数据、工业互联网、工业信息安全的产业发展状况。每章均详细分析了产业发展的关键技术、技术发展趋势和国内外产业发展动态，结合我国产业发展所面临的问题和挑战，提出了发展重点与对策。
    第3篇结合《中国制造2025》以及《国民经济和社会发展第十三个五年(2016—2020年)规划纲要》，论证了我国智能制造装备产业的发展重点、发展目标、发展规划与战略布局，从资源、市场、风险三方面分析了智能制造装备产业发展的可行性，探讨了开展智能制造产业国际合作与竞争的必要性、现实基础以及主要模式，提出了智能制造装备产业可持续发展的注意事项。
    本书兼顾智能制造装备产业发展和技术体系分析，既可供政府管理部门、智库及咨询机构、企业管理人员在制定产业政策和发展规划时参考，又可供各类技术管理人员、工程技术人员了解、学习智能制造及相关产业的基本概念和技术体系时使用。
    智能制造理论与智能制造装备产业正处于快速形成与发展阶段，部分观点尚未形成共识，不同领域的研究人员有不同的认识与解读，加之笔者水平和能力有限，书中难免存在不足和可商榷之处，欢迎广大读者批评指正。
    2016年7月5日