智能制造系统与应用案例解析（郭飞燕）_郭飞燕、辛博、刘天元等编著_9787122489968

《智能制造系统与应用案例解析》围绕智能制造系统展开全面剖析。上篇介绍智能制造系统概论，阐述其定义、本质与内涵、发展历程、架构、模型及信息物理系统等基础知识，让读者对智能制造系统有宏观认知。中篇深入探讨关键使能技术与软硬件装备，涵盖智能传感、工业互联网、大数据等核心技术，以及智能数控机床、工业机器人等设备，剖析技术原理、应用场景及发展趋势。下篇通过纺织行业、复杂薄壁结构虚拟装配、直升机装配生产线等应用案例，展示智能制造系统在实际生产中的应用和成效。本书的电子课件和习题及参考答案可扫下方二维码获取。本书可作为高等院校智能制造、工业工程等专业师生的参考书籍，助力其系统学习专业知识；也适合制造业从业者、相关领域技术人员阅读，帮助他们深入理解智能制造技术，为工作实践提供指导；同时，对关注制造业发展、智能制造趋势的人士来说，也是了解该领域的优质读物。

上篇：智能制造系统概论第1章智能制造系统概述 002 1.1 智能制造系统的基础概念 003 1.1.1 智能制造系统定义 003 1.1.2 智能制造系统的本质与内涵 004 1.2 智能制造的发展历程 007 1.2.1 国外智能制造发展历程 007 1.2.2 国内智能制造发展历程 011 1.3 智能制造系统发展路径和趋势 015 1.3.1 智能制造系统发展阶段与路径 015 1.3.2 智能制造系统未来趋势 017 1.4 本章小结 019 思考题 019 第2章智能制造系统模型 020 2.1 智能制造系统架构 021 2.1.1 智能制造系统参考模型 021 2.1.2 智能制造系统总体环节 029 2.1.3 智能制造系统基本构成要素 033 2.1.4 智能制造系统标准化 034 2.2 离散与连续智能制造系统模型 039 2.2.1 离散智能制造系统模型 039 2.2.2 连续智能制造系统模型 045 2.3 信息物理系统 054 2.3.1 信息物理系统概述 054 2.3.2 信息物理系统的架构和层次 054 2.3.3 信息物理系统的特征 057 2.3.4 信息物理系统的应用 058 2.4 本章小结 064 思考题 064 中篇：智能制造系统关键使能技术与软硬件装备第3章智能制造系统支撑/核心技术 066 3.1 智能传感 067 3.1.1 智能传感的内涵 067 3.1.2 智能传感的关键技术 070 3.1.3 智能传感在智能制造中的应用 074 3.2 工业物联网和工业互联网 078 3.2.1 工业物联网 078 3.2.2 工业互联网 082 3.3 大数据 087 3.3.1 大数据的内涵 088 3.3.2 大数据的技术关键点 088 3.3.3 大数据在智能制造中的应用 091 3.4 云计算 095 3.4.1 云计算的产生背景 095 3.4.2 云计算的定义 096 3.4.3 云计算技术特征、组成、模型分类 097 3.4.4 云计算的相关技术 098 3.4.5 云计算的系统架构 099 3.4.6 云计算技术在工业中的应用过程 100 3.4.7 云计算技术的发展趋势 101 3.5 边缘计算 102 3.5.1 边缘计算的产生背景 102 3.5.2 边缘计算的定义 102 3.5.3 边缘计算的技术特征及组成 103 3.5.4 边缘计算技术的系统架构和核心技术 104 3.5.5 边缘计算技术在工业中的应用 104 3.5.6 边缘计算技术的发展趋势 105 3.6 虚拟现实、增强现实和混合现实 106 3.6.1 VR、AR和MR的产生背景 106 3.6.2 VR、AR和MR的定义 108 3.6.3 VR、AR和MR技术特征、技术组成、设备 109 3.6.4 VR、AR和MR的系统架构和核心技术 111 3.6.5 VR、AR和MR在工业中的应用过程 113 3.6.6 VR、AR和MR技术的发展趋势 115 3.7 数字孪生 115 3.7.1 数字孪生技术的产生背景 115 3.7.2 数字孪生技术的定义 117 3.7.3 数字孪生的组成、分类 118 3.7.4 数字孪生的系统架构和核心技术 119 3.7.5 数字孪生在工业中的应用过程 121 3.7.6 数字孪生技术的发展趋势 122 3.8 本章小结 122 思考题 123 第4章智能制造系统单元 124 4.1 智能数控机床 125 4.1.1 智能数控机床的发展与定义 125 4.1.2 智能数控机床的特征 126 4.1.3 智能数控机床控制原理与系统组成 127 4.1.4 智能数控机床技术 128 4.1.5 智能控制技术在机床加工中的具体应用 130 4.2 智能工业机器人 132 4.2.1 智能工业机器人的定义与发展历程 132 4.2.2 智能工业机器人的特征 133 4.2.3 智能工业机器人的关键技术 134 4.2.4 智能工业机器人的分类与应用 136 4.3 智能物流设备 138 4.3.1 智能物流设备的概念 138 4.3.2 智能物流设备的分类 139 4.3.3 智能物流设备的特征 140 4.3.4 智能物流技术 141 4.3.5 智能物流设备的发展 142 4.4 智能测量设备 143 4.4.1 智能测量设备的概念 143 4.4.2 智能测量设备的分类及应用 143 4.4.3 智能测量设备的发展历程 144 4.4.4 智能测量设备的发展趋势 146 4.4.5 智能测量设备的应用案例 147 4.5 智能工厂与车间 148 4.5.1 智能工厂与车间的概念 148 4.5.2 智能工厂与车间的发展历程 149 4.5.3 智能工厂与车间的系统架构 151 4.5.4 智能工厂与车间的特点 152 4.5.5 智能工厂与车间的实例 153 4.6 智能工业软件 155 4.6.1 智能工业软件的概述 155 4.6.2 研发设计类工业软件 157 4.6.3 生产控制类工业软件 159 4.6.4 经营管理类工业软件 162 4.6.5 智能工业软件的发展趋势 164 4.7 本章小结 165 思考题 166 第5章智能制造系统规划与调度 167 5.1 智能制造系统规划 168 5.1.1 智能制造系统工艺规划 168 5.1.2 智能制造系统车间规划 173 5.1.3 智能制造系统工厂规划 179 5.2 智能制造系统调度 181 5.2.1 智能制造系统调度概述 181 5.2.2 智能制造系统调度方法 184 5.2.3 智能制造系统调度典型案例 186 5.3 本章小结 190 思考题 190 第6章智能制造系统建模方法与工具 191 6.1 智能制造系统建模概述 192 6.2 制造系统建模方法论 192 6.3 制造系统建模语言 194 6.3.1 模型描述格式 194 6.3.2 语义描述语言 197 6.3.3 系统建模语言 200 6.4 基于SysML的制造系统建模案例 203 6.5 常用建模与仿真工具 207 6.5.1 常用的建模工具 207 6.5.2 常用的仿真工具 208 6.6 本章小结 209 思考题 210 第7章智能制造系统控制 211 7.1 单元/工作站级智能制造系统概述 212 7.1.1 定义与范围 212 7.1.2 智能制造系统控制单元 212 7.2 工业电气控制原理 219 7.2.1 电气控制系统 219 7.2.2 电气控制基础 220 7.2.3 电气控制的核心控制单元 221 7.2.4 现场总线与通信协议 224 7.3 智能制造系统控制方法 226 7.3.1 反馈控制 226 7.3.2 补偿控制 227 7.3.3 自适应控制 228 7.3.4 智能控制 230 7.3.5 专家控制系统在水泥生产优化控制中的应用 231 7.3.6 切削加工智能制造单元的控制 232 7.4 企业/车间级智能制造系统控制概述 233 7.4.1 企业/车间级智能制造系统控制的概念和地位 233 7.4.2 生产计划与控制在智能制造系统中的角色和意义 233 7.5 企业/车间级智能制造系统控制的基本原理 234 7.5.1 智能制造系统控制的框架 234 7.5.2 关键控制元素及其关系 234 7.5.3 系统控制的传输与流程 235 7.6 生产计划与控制的方法及软件手段 236 7.6.1 企业资源计划（ERP） 236 7.6.2 制造执行系统（MES） 238 7.6.3 ERP与MES的集成控制 242 7.7 企业/车间级智能制造系统控制的应用 243 7.7.1 生产资源计划与优化 243 7.7.2 实时监控与反馈控制 244 7.7.3 柔性化生产 244 7.7.4 库存管理与物流优化 244 7.7.5 数据驱动的决策支持 245 7.8 综合案例 245 7.8.1 西门子的数字化建设 245 7.8.2 法士特智慧工厂建设 247 7.9 本章小结 249 思考题 250 下篇：应用案例解析第8章纺织行业西服生产系统的智能调度案例 252 8.1 引言 253 8.2 西服生产系统的生产配置分析 254 8.3 原型系统的开发 257 8.4 本章小结 260 思考题 261 第9章复杂薄壁结构虚拟装配样机及其构建分析案例 262 9.1 背景技术 263 9.2 虚拟装配样机的技术内涵 264 9.3 虚拟装配样机构建技术框架 265 9.4 虚拟装配样机构建关键实现技术 267 9.5 虚拟装配样机综合构建 272 9.6 本章小结 273 思考题 274 第10章面向直升机装配生产线虚拟运行的多源数据感知与融合应用案例 275 10.1 背景技术 276 10.2 装配生产线多源数据感知与融合应用技术内涵 277 10.3 直升机装配生产线多源数据感知与融合应用关键实现技术 278 10.4 直升机装配生产线多源数据融合应用技术方案 286 10.5 本章小结 289 思考题 289 参考文献 290

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