智能制造概论（微课版）（第2版）-图书-人邮教育社区

特别说明

本书为“十四五”职业教育国家规划教材。

内容摘要

本书系统地介绍了智能制造相关的基本理论和技术，以及这些技术的应用情况，并重点介绍了智能制造的概念、系统、支撑技术、软件、设计、装备、服务和管理等相关内容。本书既包括对智能制造发展现状的概述，也包括对智能制造未来趋势的介绍，能够帮助读者了解智能制造相关概念，掌握智能制造关键技术，旨在一定程度上为培养智能制造领域应用型人才提供参考资料。
本书既可作为高等院校智能制造工程、机械工程、电气工程及自动化等专业的教材，也可作为制造企业和研究机构相关人员的参考书。

前言

党的二十大报告指出：“推进新型工业化，加快建设制造强国”。本书结合企业生产实践，科学选取典型案例题材和安排学习内容，在学习者学习专业知识的同时，激发其爱国热情、培养其爱国情怀，培养和传承中国工匠精神，筑基中国梦。
制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。自18世纪中叶开启工业文明以来，世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明，没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。然而，与世界先进水平相比，我国制造业仍然大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、产业国际化程度、信息化水平等方面仍存在不足，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。为了实现从制造大国向制造强国的转变，我国正在部署推进以智能制造为主攻方向的制造业转型升级。多年来，我国推行工业化和信息化深度融合，使得信息技术广泛应用于制造业的各个环节，在发展智能制造方面具有一定的优势。智能制造日益成为制造业发展的重大趋势和核心内容，是加快发展方式转变、促进工业向中高端迈进、建设制造强国的重要举措，也是新常态下打造新的国际竞争优势的必然选择。
正是基于这样的背景，编者编写了这本能反映新一代信息技术环境下智能制造的概念、技术、沿革及相关成果的教学用书。在编写本书的过程中，编者在结合多年的教材编写经验和专业教学实践的基础上，尽可能以国内外研究成果和实践充实本书内容，并且以系统论和方法论为指导，力求提升本书的科学性、系统性和完整性。本书不仅系统介绍智能制造相关的基本理论和技术，以及这些技术的应用情况，而且重点介绍智能制造发展现状，适合智能制造工程及相关专业的教学。
本书共包括8个项目。项目1为智能制造概述，主要介绍制造模式的发展历程，智能制造的产生背景，智能制造的概念、关键环节与特征，智能制造的模式，智能制造的发展趋势等。项目2介绍智能制造系统的相关内容，包括系统和制造系统的定义、特征等，智能制造系统的概念、特征、关键技术、架构、发展现状和趋势等。项目3介绍智能制造支撑技术，包括人工智能技术、大数据技术、云计算技术、第五代移动通信技术、物联网技术等。项目4介绍ERP、MES、PLM、CPS等智能制造软件的概念、功能等。项目5介绍智能设计的相关知识，包括智能设计的产生、概念，智能设计方法，以及智能设计系统概述、关键技术和发展趋势等。项目6介绍智能制造装备的基本内容及智能机床、3D打印设备、工业机器人和智能仪器仪表4种智能制造设备。项目7介绍智能制造服务的相关内容，包括智能制造服务的概念体系、发展概述和未来应用等。项目8主要介绍智能制造管理的相关内容，包括智能制造管理的概念和发展，智能制造管理体系，智能制造中的精益管理、供应链管理及智能制造工厂等。
本书具有以下特点。
（1）既注重系统性和科学性，又注重完整性和实用性，全面介绍了智能制造体系及其构成，涉及智能制造的概念、技术、软件、装备、服务、管理等方面的知识。
（2）各项目末都提供形式多样的练习题，便于教师授课和学生巩固所学知识。
（3）通过人物介绍、公司简介、应用案例等形式，融入大量素质教育元素，弘扬了中华优秀传统文化和职业精神，以及精益求精的专业精神、职业精神和工匠精神，有助于培养学生的创新意识，激发学生的爱国热情。
本书由王道平、朱梦影和王婷婷担任主编，负责设计本书的结构、草拟写作大纲和统稿，参与本书编写工作的还有李明芳、郝玫、李小燕、葛根哈斯、周玉等。
在编写本书的过程中，编者参考了大量相关书籍和资料，这些书籍和资料对本书的编写起到了重要作用，在此向所有相关书籍和资料的作者表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，敬请广大读者批评指正。

项目1　智能制造概述 1
【情景导入】 1
【教学要点】 1
【学习目标】 2
【技能目标】 2
【素质目标】 2
【学习路径】 2
任务1.1　制造模式的发展历程 3
1.1.1　手工作坊制造 3
1.1.2　大规模制造 3
1.1.3　精益制造 4
1.1.4　柔性制造 5
1.1.5　敏捷制造 5
1.1.6　智能制造 6
任务1.2　智能制造的产生背景 7
1.2.1　４次工业革命 7
1.2.2　部分国家的智能制造发展战略 8
1.2.3　我国发展智能制造的指导思想和战略目标 10
任务1.3　智能制造的概念、关键环节与特征 12
1.3.1　智能制造的概念 12
1.3.2　智能制造的关键环节 13
1.3.3　智能制造的特征 14
任务1.4　智能制造的模式 15
任务1.5　智能制造的发展趋势 18
1.5.1　智能制造是我国制造业发展的必然选择 18
1.5.2　我国智能制造面临的挑战 19
1.5.3　智能制造的未来 20
应用案例：海尔公司的智能制造之路 21
项目小结 22
知识巩固与技能训练 22

项目2　智能制造系统 24
【情景导入】 24
【教学要点】 24
【学习目标】 25
【技能目标】 25
【素质目标】 25
【学习路径】 25
任务2.1　系统 26
2.1.1　系统的定义和分类 26
2.1.2　系统的特征 27
2.1.3　系统的功能 29
任务2.2　制造系统 29
2.2.1　制造系统的定义 29
2.2.2　制造系统的特征 30
2.2.3　制造系统的发展趋势 31
任务2.3　智能制造系统的概念、特征和关键技术 32
2.3.1　智能制造系统的概念 33
2.3.2　智能制造系统的特征 34
2.3.3　智能制造系统的关键技术 35
任务2.4　智能制造系统架构 36
任务2.5　智能制造系统的发展现状和趋势 38
2.5.1　智能制造系统的发展现状 38
2.5.2　智能制造系统的发展趋势 39
应用案例：用友工业互联网平台—智能制造整体解决方案 42
项目小结 43
知识巩固与技能训练 44

项目3　智能制造支撑技术 45
【情景导入】 45
【教学要点】 45
【学习目标】 46
【技能目标】 46
【素质目标】 46
【学习路径】 46
任务3.1　人工智能技术 47
3.1.1　人工智能概述 47
3.1.2　人工智能的发展历程 49
3.1.3　人工智能的分类 50
3.1.4　人工智能技术的应用领域 51
任务3.2　大数据技术 52
3.2.1　大数据概述 52
3.2.2　大数据的核心技术 55
3.2.3　工业大数据 57
任务3.3　云计算技术 60
3.3.1　云计算的概念和特点 60
3.3.2　云计算的关键技术 61
3.3.3　智能制造云平台 63
任务3.4　第五代移动通信技术 65
3.4.1　5G的概念和特点 65
3.4.2　5G的应用场景 66
3.4.3　5G在智能制造中的应用 68
任务3.5　物联网技术 69
3.5.1　物联网技术的概念和特征 70
3.5.2　物联网的架构 71
3.5.3　物联网技术在智能制造中的应用 72
应用案例：阿里云工业互联网平台 73
项目小结 74
知识巩固与技能训练 74

项目4　智能制造软件 76
【情景导入】 76
【教学要点】 76
【学习目标】 77
【技能目标】 77
【素质目标】 77
【学习路径】 77
任务4.1　企业资源计划 78
4.1.1　ERP的概念 78
4.1.2　ERP的发展历程 79
4.1.3　ERP的功能 80
任务4.2　制造执行系统 82
4.2.1　MES的起源及概念 83
4.2.2　MES的发展历程和趋势 84
4.2.3　MES的功能 85
任务4.3　产品生命周期管理 88
4.3.1　PLM的概念 88
4.3.2　PLM的层次结构 90
4.3.3　PLM的功能 91
任务4.4　信息物理融合系统 92
4.4.1　CPS的概念和特征 93
4.4.2　CPS的架构 95
4.4.3　CPS的应用 96
应用案例：华为—以数字化工业软件引领智能制造新纪元 97
项目小结 98
知识巩固与技能训练 98

项目5　智能设计 100
【情景导入】 100
【教学要点】 100
【学习目标】 101
【技能目标】 101
【素质目标】 101
【学习路径】 101
任务5.1　智能设计概述 102
5.1.1　设计及其本质 102
5.1.2　智能设计的产生 103
5.1.3　智能设计的概念 105
任务5.2　智能设计方法 106
5.2.1　面向对象的知识表示方法 106
5.2.2　基于规则的设计方法 107
5.2.3　基于案例的设计方法 108
5.2.4　基于原型的设计方法 109
5.2.5　基于约束满足的设计方法 110
任务5.3　智能设计系统 110
5.3.1　智能设计系统概述 110
5.3.2　智能设计系统的关键技术 114
5.3.3　智能设计系统的发展趋势 115
应用案例：达索系统（中国）—以CATIA引领智能制造设计新纪元 116
项目小结 117
知识巩固与技能训练 118

项目6　智能制造装备 120
【情景导入】 120
【教学要点】 120
【学习目标】 121
【技能目标】 121
【素质目标】 121
【学习路径】 121
任务6.1　智能制造装备概述 122
6.1.1　智能制造装备的概念和意义 122
6.1.2　智能制造装备的技术特征 124
任务6.2　智能机床 126
6.2.1　机床的发展历程 127
6.2.2　智能机床的概念 128
6.2.3　智能机床的关键技术 130
6.2.4　典型智能机床介绍 131
任务6.3　3D打印设备 132
6.3.1　3D打印概述 133
6.3.2　常见的3D打印技术的原理 134
6.3.3　3D打印技术的发展趋势与面临的挑战 136
任务6.4　工业机器人 137
6.4.1　工业机器人的概念 137
6.4.2　工业机器人的基本组成结构 138
6.4.3　国内外工业机器人发展概况 140
任务6.5　智能仪器仪表 142
6.5.1　智能仪器仪表简介 142
6.5.2　智能仪器仪表的功能、特点 143
6.5.3　智能仪器仪表的发展趋势 144
应用案例：格力智能制造装备闪耀第三届中国制造高峰论坛 145
项目小结 146
知识巩固与技能训练 146

项目7　智能制造服务 148
【情景导入】 148
【教学要点】 148
【学习目标】 149
【技能目标】 149
【素质目标】 149
【学习路径】 149
任务7.1　制造服务概述 150
7.1.1　制造服务的概念体系 150
7.1.2　制造服务的创新模式 152
7.1.3　制造服务的共性技术 154
任务7.2　智能制造服务概述 155
7.2.1　智能制造服务的定义 155
7.2.2　智能制造服务的概念体系 156
7.2.3　智能制造服务的特点 156
任务7.3　智能制造服务技术、体系与知识工程 157
7.3.1　智能制造服务技术 157
7.3.2　智能制造服务体系 159
7.3.3　智能制造服务知识工程 161
任务7.4　智能制造服务的发展趋势 166
7.4.1　多种制造模式下的智能制造服务发展概况 166
7.4.2　智能制造服务的未来应用 169
应用案例：创世纪—智能制造服务业公司积极培育和发展的业务 171
项目小结 172
知识巩固与技能训练 172

项目8　智能制造管理 174
【情景导入】 174
【教学要点】 174
【学习目标】 175
【技能目标】 175
【素质目标】 175
【学习路径】 175
任务8.1　智能制造管理概述 175
8.1.1　智能制造管理的概念 176
8.1.2　智能制造管理的发展 177
任务8.2　智能制造管理体系 179
8.2.1　成本管理 179
8.2.2　质量管理 181
8.2.3　设备管理 185
任务8.3　智能制造中的精益管理 188
8.3.1　精益管理的概念 188
8.3.2　精益管理的作用及目标 189
8.3.3　精益管理优化过程和方法选择 191
任务8.4　智能制造中的供应链管理 192
8.4.1　供应链管理概述 192
8.4.2　智能供应链 194
任务8.5　智能制造工厂 195
8.5.1　智能制造工厂概述 195
8.5.2　智能制造工厂的架构 197
应用案例：智·造—百宏以智能制造推动质量管理 199
项目小结 201
知识巩固与技能训练 201

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出版信息

书　　名：智能制造概论（微课版）（第2版）
执行编辑：本书的内容有任何问题，请联系刘晓东
出版日期：2026-10-30
书　　号：978-7-115-69179-8
作　　者： 王道平
定　　价：56.00 元
页　　数：202
印刷方式：黑白印刷
开　　本：16开
出版状态：上市销售

作者介绍

王道平，毕业于清华大学计算机系，主要研究方向为大数据技术与应用、智能制造、工业互联网等，承担多项国家自然科学基金课题和省部级课题，主编了《智能制造概论》、《工业互联网导论》《大数据处理》等教材，其中1部被评为北京高校优质本科教材，2部被评为北京市高等教育精品教材，2部被评选为“十四五”职业教育国家规划教材。