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