李恩义，男，1988年出生，群众，讲师，任职于安阳工学院，毕业于南京理工大学兵器科学与技术专业，博士，研究方向为计算流体动力学。主要从事机械类、航空航天类专业的教学科研工作。近年来先后在《工程热物理学报》《火力指挥与控制》《弹道学报》《航空动力学报》等省级以上刊物发表学术论文十余篇，参与教材编写1本。主持和参与国家、省、市级科研课题研究3项。

　　《智能制造在机械制造业中的应用》一书全面探讨了智能制造技术及其在机械制造领域的广泛应用。书中首先从智能制造的概念入手，结合信息技术与制造技术的深度融合，分析了智能制造的技术体系与信息化基础，为读者奠定了坚实的理论基础。随后，作者深入剖析了智能制造系统的架构与运行机制，包括智能制造系统的调度控制和供应链管理，展示了如何构建高效协同的生产体系。　
　　在具体内容中，《智能制造在机械制造业中的应用》以云制造、工业机器人、3D打印技术和数字孪生技术为核心，详细阐述了这些技术在机械制造业中的实际应用。其中，云制造模式通过企业集团的私有云应用实例，展示了其在资源共享与效率提升方面的独特优势。工业机器人部分则从基础原理到行业应用进行了全面解析，揭示了其在智能制造中的重要作用。3D打印技术则通过与传统制造技术的结合，展现了其在模具制造等领域的创新应用。数字孪生技术则从制造过程规划到实际系统的应用，探讨了其在优化生产流程和提升产品质量中的潜力。　
　　全书内容新颖且实践性强，结合了理论分析与案例研究，旨在为从事机械制造及相关行业的读者提供前沿视角和实用指导。作者指出，智能制造不仅推动了制造业的数字化、智能化转型，还为产品创新、生产模式、产业形态和管理方式带来了革命性变化。通过《智能制造在机械制造业中的应用》，读者可以全面了解智能制造的核心概念、技术体系及其在机械制造业中的具体应用，为未来的研究与实践提供重要的参考价值。

　　第一章 智能制造概述
　　第一节 智能制造的概念
　　智能制造是伴随信息技术的不断普及而逐步发展起来的。1988年，纽约大学的怀特（P.K.Wright）教授和卡内基梅隆大学的布恩（D.A.Bourne）教授出版的《智能制造》一书，首次提出了智能制造的概念：智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。智能机器通过与人的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。
　　工业和信息化部、财政部联合制定的《智能制造发展规划（2016－2020年）》给出了一个比较全面的描述性定义：智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。中国工程院周济院士在《新一代智能制造》一文中，详细介绍了智能制造的三个基本范式，并指出新一代的智能制造核心特征是具备认知与学习功能的人工智能技术的广泛应用。推动智能制造，能够有效缩短产品研制周期、提高生产效率和产品质量、降低运营成本和资源能源消耗，促进基于互联网的众创、众包、众筹等新业态、新模式的孕育发展。智能制造具有以智能工厂为载体、以关键制造环节智能化为核心、以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，这实际上指出了智能制造的核心技术、管理要求、主要功能和经济目标。
　　一、智能制造的意义
　　智能制造正在世界范围内兴起，它是制造技术发展，特别是制造信息技术发展的必然，是信息化、自动化和人工智能向纵深发展的结果。智能制造能实现各种制造过程自动化、智能化、精益化、绿色化，并带动装备制造业整体技术水平的提升。
　　智能制造将给人类社会带来革命性变化。智能机器将替代人类完成大量体力劳动和相当部分的脑力劳动，人类可以更多地从事创造性工作，人类工作生活环境和方式将朝着以人为本的方向迈进。同时，智能制造将有效减少资源与能源的消耗和浪费，持续引领制造业绿色发展、和谐发展。
　　智能制造代表着信息化与工业化、信息技术与制造技术的深度融合，将给制造业带来以下4个方面的变化。
　　（一）产品创新：生产装备和产品的数字化、智能化
　　将数字技术和智能技术融入制造所必需的装备及产品中，使装备和产品的功能得到极大改进。
　　1.智能制造装备和系统的创新
　　数字化智能技术一方面使数字化制造装备（如数控机床、工业机器人）得到快速发展，大幅度提升生产系统的功能、性能与自动化程度；另一方面，这些技术的集成进一步形成柔性制造单元、数字化车间乃至数字化工厂，使生产系统的柔性自动化程度不断提高，并向具有信息感知、优化决策、执行控制等功能特征的智能化生产系统方向发展。
　　2.具有智能的产品不断诞生
　　例如，典型的颠覆性变化产品之一数码相机，采用电荷耦合器件（Charge－Coupled Device，CCD）代替了原始胶片感光，实现了照片的数字化获取，同时采用智能技术实现人脸的识别，并自动选择感光与调焦参数，保证普通摄影者获得逼真而清晰的照片。这一创新产品的出现，颠覆了传统的摄影器材产业。
　　3.改变了为用户服务的方式
　　例如，在传统的飞机发动机、高速压缩机等旋转机械中植入小型传感器可将设备运行状态的信息，通过互联网远程传送到制造商的客户服务中心，实现对设备进行破坏性损伤的预警、寿命的预测、最佳工作状态的监控。这不仅使设备智能化，而且改变了产业的形态，使制造商不仅为用户提供智能化的设备，而且可以为用户提供全生命周期的服务，其服务收入常常超过设备收入，从而推动制造商向服务商转型。
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第一章 智能制造概述 001
第一节 智能制造的概念 001
第二节 智能制造的技术体系 009
第三节 智能制造信息技术基础 011

第二章 智能制造系统 042
第一节 智能制造系统体系架构 042
第二节 智能制造系统调度控制 0501
第三节 智能制造系统供应链管理 059

第三章 云制造在机械制造业中的应用 067
第一节 云制造定义 067
第二节 云制造模式概述 068
第三节 企业集团私有云制造模式行业运用 077

第四章 工业机器人在机械制造业中的应用 079
第一节 工业机器人简述 079
第二节 工业机器人机构 093
第三节 工业机器人行业应用. 103

第五章 3D打印技术在机械制造业中的应用 120
第一节 3D打印技术的简介与分类 120
第二节 3D打印技术与传统制造技术的结合 133
第三节 3D打印技术在模具制造方面的应用 145

第六章 数字孪生在机械制造业中的应用 152
第一节 数字孪生制造 152
第二节 基于数字孪生的制造过程规划 172
第三节 数字孪生系统的应用 191

参考文献 211