智能工廠技術已成為當今社會發(fā)展的焦點之一，掌握相關技術，實現(xiàn)知識更新的重要性日益凸顯。為滿足讀者快速了解和掌握智能工廠基礎知識的需求，本書以智能制造理念為起點，系統(tǒng)講述了智能工廠的總體架構(gòu)、各構(gòu)成要素、關鍵技術等，使讀者能夠從總體上把握智能工廠的技術體系及發(fā)展脈絡；此外，在各構(gòu)成要素講解方面，配有大量的應用實例，使內(nèi)容更容易被理解，并提高讀者的學習興趣。本書在編寫過程中力求圖文并茂、語言通俗易懂，便于初學者使用。
本書作為前沿技術科普圖書，可供機械設計、機電一體化及智能制造工程等專業(yè)師生，企業(yè)研發(fā)人員，生產(chǎn)管理人員，以及對智能工廠感興趣的人群參考。
第1章 智能制造的背景 1
1.1 制造業(yè)的發(fā)展歷程 1
1.1.1 國內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展歷程 1
1.1.2 國外制造業(yè)的發(fā)展歷程 3
1.2 國外智能制造國家戰(zhàn)略 5
1.2.1 德國工業(yè)4.0 5
1.2.2 美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 6
1.3 中國制造2025 8
1.4 智能制造的機遇與挑戰(zhàn) 10
1.4.1 智能制造的機遇 10
1.4.2 智能制造的挑戰(zhàn) 12
智海拾貝 制造大腦：制造運營管理（MOM） 14
第2章 智能工廠的總體框架 15
2.1 智能工廠的定義和特征 15
2.1.1 智能工廠的定義 15
2.1.2 智能工廠的特征 16
2.2 智能工廠功能劃分 17
2.2.1 Scheer教授提出的智能工廠架構(gòu) 17
2.2.2 智能工廠五個層級 18
2.3 智能工廠的核心 18
2.4 智能工廠的建設架構(gòu)與實現(xiàn) 19
2.4.1 智能工廠的架構(gòu)體系 19
2.4.2 數(shù)字信息化助跑智能工廠 21
2.5 智能工廠參考架構(gòu)模型 23
智海拾貝 德國自動化工業(yè)標桿：西門子安貝格工廠 25
第3章 智能工廠的構(gòu)成 27
3.1 智能工廠構(gòu)成要素 27
3.2 智能工廠裝備 27
3.2.1 智能數(shù)控機床 29
3.2.2 工業(yè)機器人 30
3.2.3 智能測量設備 31
3.2.4 智能刀具庫 32
3.3 智能工廠管理系統(tǒng) 34
3.4 智能工廠控制系統(tǒng) 35
3.5 智能工廠物流系統(tǒng) 36
3.5.1 AGV 38
3.5.2 RGV 39
3.5.3 立體倉庫堆垛機 41
3.5.4 自動分揀系統(tǒng) 41
3.5.5 射頻識別技術 42
3.6 智能工廠倉儲系統(tǒng) 43
3.7 智能工廠通信系統(tǒng) 44
3.7.1 智能工廠通信系統(tǒng)的功能劃分 45
3.7.2 現(xiàn)場總線與國家標準 46
3.7.3 車間網(wǎng)絡設計實例 46
3.8 智能工廠加工系統(tǒng) 48
3.9 智能工廠檢測系統(tǒng) 50
智海拾貝 數(shù)字化制造車間：三一重工 51
第4章 智能工廠關鍵技術 53
4.1 智能工廠信息使能技術 53
4.1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術 53
4.1.2 工業(yè)大數(shù)據(jù) 56
4.1.3 云計算技術 58
4.1.4 人工智能技術 58
4.1.5 數(shù)字孿生技術 61
4.2 智能設計技術 62
4.2.1 計算機輔助設計 63
4.2.2 計算機輔助工程 64
4.2.3 計算機輔助制造 66
4.2.4 計算機輔助工藝設計 68
4.2.5 產(chǎn)品全生命周期管理 69
4.2.6 虛擬制造 70
4.3 智能裝備與工藝技術 72
4.3.1 設備智能控制技術 74
4.3.2 智能加工處理過程 77
4.3.3 切削仿真的預測與優(yōu)化 78
4.3.4 工況自檢測 80
4.3.5 工藝知識自學習 80
4.3.6 制造過程自主決策及設備自律執(zhí)行 82
4.4 智能生產(chǎn)管理技術 83
4.4.1 智能生產(chǎn)動態(tài)調(diào)度 83
4.4.2 智能物料及倉儲管理 83
4.4.3 預測性制造技術 88
4.4.4 過程質(zhì)量監(jiān)控 89
4.5 智能安全技術 90
智海拾貝 基于OPC UA的通信接口標準 91
第5章 智能工廠運維 93
5.1 智能工廠運行 93
5.1.1 生產(chǎn)過程監(jiān)控 93
5.1.2 產(chǎn)品質(zhì)量管理及追溯 95
5.1.3 生產(chǎn)調(diào)度以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 96
5.2 智能工廠維護 98
5.2.1 設備故障預警 98
5.2.2 作業(yè)人員管理 98
5.2.3 數(shù)字化遠程維護技術 99
5.3 智能工廠運維存在的困難 101
智海拾貝 沈陽工學院智能工廠運行維護 101
第6章 智能工廠的實施 103
6.1 智能工廠的實施路徑 103
6.2 智能工廠的實施原則 108
6.2.1 推進智能制造的“三要三不要”原則 108
6.2.2 智能工廠的三個維度 109
6.3 智能工廠的實施 110
6.3.1 智能工廠的相關國家政策及六大方向 110
6.3.2 國內(nèi)外智能工廠實施現(xiàn)狀 111
6.3.3 智能工廠實施的步驟 112
6.4 機床行業(yè)智能工廠實施案例 116
智海拾貝 青島某公司智能制造：互聯(lián)工廠 132
第7章 智能工廠未來展望 135
7.1 新一代智能制造是發(fā)展方向 135
7.2 智能制造工程專業(yè)人才助力智能工廠發(fā)展 136
7.3 推行“并行推進、融合發(fā)展”的技術路線 137
智海拾貝 5G+制造，推動智能制造新范式 138
參考文獻 140
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