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第1章 智能制造的概念与内涵4

一、智能制造的定义和内涵4

（一）智能制造的定义4

（二）智能制造的特征9

二、智能制造的发展与研究状况13

（一）制造模式的发展与演变13

（二）智能制造的国内外发展状况25

三、智能制造的技术框架39

（一）智能制造的基础理论、方法与标准体系39

（二）智能制造的关键技术40

（三）智能制造装备与应用工程44

（四）本书的结构框架50

第2章 智能制造对智能城市的影响53

一、概述53

（一）基本概念和定义53

（二）不同形态的城市对智能制造的不同需求55

二、智能制造对经济的影响56

（一）概述56

（二）智能制造提高企业竞争能力60

（三）智能制造对智能城市基础设施建设的影响61

（四）智能制造对经济发展的负面影响及对策63

三、智能制造对城市社会的影响66

（一）智能制造改善城市生态环境66

（二）智能制造保障城市居民衣食住行健康安全68

（三）智能制造支持城市结构布局优化68

（四）智能制造提高企业员工的幸福感74

（五）智能制造对城市社会的负面影响及对策76

第3章 智能设计技术83

一、概述83

（一）基本概念和定义83

（二）智能设计的需求86

（三）智能设计的演化89

二、基于知识的智能设计技术96

（一）概述97

（二）基于知识库的智能设计98

（三）基于模块化的智能设计104

（四）基于网络的开放式智能设计113

（五）基于网络的用户协同智能设计116

三、基于软件的智能设计技术121

（一）概述121

（二）基于CAD系统的智能设计122

（三）基于CAE系统的智能设计126

（四）基于虚拟现实的智能设计128

四、智能设计的关键技术131

（一）知识获取的智能技术131

（二）知识整理的智能技术135

（三）面向智能设计的模型技术137

（四）模拟人类思维的智能设计技术145

第4章 智能加工生产技术150

一、智能数控加工生产技术150

（一）概述150

（二）智能数控加工生产关键技术154

（三）典型智能数控加工生产技术162

二、智能生产监控165

（一）概述165

（二）智能生产监控关键技术168

（三）典型的智能生产监控方法170

三、增材制造180

（一）概述180

（二）增材制造技术分类183

（三）关键技术和发展趋势190

（四）增材制造技术的应用领域191

（五）总结和展望194

第5章 智能制造服务技术197

一、概述197

（一）制造服务的概念和定义197

（二）制造服务的需求199

（三）智能制造服务的需求201

二、智能制造服务模式204

（一）智能制造服务模式发展方向204

（二）大数据驱动的智能制造服务模式206

（三）物联网驱动的智能制造服务模式213

（四）基于互联网的开放式智能制造服务模式218

（五）基于云计算平台的智能制造服务模式220

三、智能制造服务的关键技术226

（一）智能信息采集技术226

（二）智能信息管理技术228

（三）智能信息处理技术230

（四）产品智能维护服务技术231

第6章 智能制造中的建模与仿真技术237

一、概述237

（一）建模与仿真技术237

（二）智能制造中的建模与仿真技术239

二、智能制造中的建模与仿真关键技术243

（一）面向全生命周期的智能产品及环境建模技术243

（二）基于模型/知识的智能制造支撑平台技术249

（三）智能制造建模仿真应用工程技术258

三、智能制造中的建模与仿真应用案例262

（一）虚拟采办应用案例262

（二）复杂产品多学科虚拟样机应用案例266

四、智能制造中的建模与仿真技术的发展270

（一）基于大数据驱动的建模与仿真技术270

（二）智能制造中的嵌入式（在线）仿真技术272

五、本章小结273

第7章 智能制造中的机器人技术278

一、现状与需求278

（一）工业机器人的发展278

（二）工业机器人应用现状280

（三）技术进步与需求283

二、新一代工业机器人典型研究289

（一）LWR机器人290

（二）Baxter机器人291

三、关键技术294

（一）机构与行为技术295

（二）感知与变化适应技术296

（三）交流合作技术297

（四）认知与决策技术298

四、智能制造机器人发展趋势299

第8章 智能制造中的控制优化技术307

一、离散行业智能制造中的控制优化技术307

（一）离散行业智能制造中的控制优化技术发展与应用现状307

（二）离散行业智能制造中的控制优化关键技术312

（三）离散行业智能制造中的控制优化技术发展趋势318

二、流程行业智能制造中的控制优化技术322

（一）基于模型的优化控制技术322

（二）多变量控制技术325

（三）智能决策技术335

（四）全流程智能调度技术340

第9章 智能供应链与物流管理技术350

一、智能供应链与物流管理的概念及内涵350

（一）供应链与物流管理的发展历程350

（二）智能供应链与物流管理的核心驱动力351

（三）智能供应链与物流管理的需求与挑战353

（四）智能供应链与物流管理的特征及目标354

（五）智能供应链与物流管理的成功应用357

二、智能供应链与物流管理相关技术及方法359

（一）智能供应链与物流管理技术体系359

（二）智能供应链管理与运作技术360

（三）供应链与物流管理智能决策模型及方法368

（四）智能信息处理技术375

三、智能供应链与物流管理系统设计384

（一）智能基础设施层385

（二）智能信息处理层386

（三）智能应用层388

（四）智能决策层391

四、沃尔玛的智能物流与供应链系统398

（一）沃尔玛供应链与物流管理概要398

（二）智能供应链与物流技术在沃尔玛的应用400

（三）沃尔玛智能供应链与物流管理的启示403

第10章 智能制造中的传感器及传感网技术407

一、概述407

二、需求与国内外现状408

（一）需求408

（二）现状409

三、关键技术418

（一）传感器418

（二）传感网422

四、发展趋势425

（一）传感器425

（二）传感网426

第11章 嵌入式系统430

一、概述430

（一）基本概念及定义430

（二）嵌入式系统的发展现状及趋势432

二、嵌入式系统的关键核心技术434

（一）嵌入式操作系统434

（二）嵌入式微处理器439

（三）嵌入式支撑软件442

（四）嵌入式应用软件442

三、嵌入式系统的应用领域443

（一）工业控制应用领域443

（二）机器人应用领域443

（三）智能家居应用领域444

（四）交通管理领域444

（五）电子商务领域444

（六）环境工程与自然445

四、嵌入式系统的产业发展445

（一）国外嵌入式产业发展445

（二）国内嵌入式产业发展445

第12章 离散型智能工厂449

一、离散制造业智能化发展背景449

二、离散型智能工厂的内涵与特征452

三、离散型智能工厂的体系结构457

（一）体系架构457

（二）典型功能单元及系统460

四、离散型智能工厂关键技术476

五、离散型智能工厂典型案例479

（一）西门子数字化工厂案例479

（二）宁夏小巨人智能工厂案例483

（三）三一智能工厂应用案例487

第13章 流程型智能工厂495

一、流程工业智能化发展历程495

二、流程工业智能工厂的特征与内涵502

三、流程工业智能化与非智能化的显著区别504

四、流程工业智能工厂技术路线507

五、流程工业智能工厂典型案例508

第14章 云制造系统流517

一、云制造系统概念与内涵517

（一）云制造与云制造系统定义517

（二）云制造系统概念模型517

（三）云制造系统体系结构519

二、云制造系统技术体系与技术特征522

（一）云制造系统技术体系522

（二）云制造系统技术特征523

（三）云制造系统技术基础528

三、云制造系统关键技术530

（一）云制造系统总体技术530

（二）制造资源和能力的智能感知与接入、处理技术530

（三）制造资源和能力虚拟化与服务化技术532

（四）云制造系统按需高效智能构建及管理技术535

（五）云制造系统智能系统运行、评估与维护技术537

（六）云制造系统安全与可靠性技术541

（七）云制造系统标准化技术544

（八）云制造系统中的数字化制造技术544

四、云制造系统应用案例545

（一）集团企业云制造系统案例545

（二）中小企业群云制造系统案例554

五、云制造系统发展557

（一）云制造使云计算在制造领域落地与拓展557

（二）云制造是智能制造的一种模式与手段559

（三）云制造技术的发展559

参考文献563

索引585