為了深入貫徹教育、科技、人才一體化推進(jìn)的戰(zhàn)略思想，加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，高質(zhì)量培養(yǎng)卓越工程師，在新一代信息技術(shù)、綠色環(huán)保、新材料、國(guó)土空間規(guī)劃、智能網(wǎng)聯(lián)和新能源汽車、航空航天、高端裝備制造、重型燃?xì)廨啓C(jī)、新能源、生物產(chǎn)業(yè)、生物育種、未來產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域組織編寫了一批戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域“十四五”高等教育系列教材。本套教材屬于高端裝備制造領(lǐng)域。高端裝備技術(shù)含量高，涉及學(xué)科多，資金投入大，風(fēng)險(xiǎn)控制難，服役壽命長(zhǎng)，其研發(fā)與制造一般需要組織跨部門、跨行業(yè)、跨地域的力量才能完成。它可分為基礎(chǔ)裝備、專用裝備和成套裝備，例如：高端數(shù)控機(jī)床、高端成形裝備和大規(guī)模集成電路制造裝備等是基礎(chǔ)裝備；航空航天裝備、高速動(dòng)車組、海洋工程裝備和醫(yī)療健康裝備等是專用裝備；大型冶金裝備、石油化工裝備等是成套裝備。復(fù)雜產(chǎn)品的產(chǎn)品構(gòu)成、產(chǎn)品技術(shù)、開發(fā)過程、生產(chǎn)過程、管理過程都十分復(fù)雜，例如人形機(jī)器人、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、生成式人工智能等都是復(fù)雜產(chǎn)品�，F(xiàn)代高端裝備和復(fù)雜產(chǎn)品一般都是智能互聯(lián)產(chǎn)品，既具有用戶需求的特異性、產(chǎn)品技術(shù)的創(chuàng)新性、產(chǎn)品構(gòu)成的集成性和開發(fā)過程的協(xié)同性等產(chǎn)品特征，又具有時(shí)代性和永恒性、區(qū)域性和全球性、相對(duì)性和普遍性等時(shí)空特征。高端裝備和復(fù)雜產(chǎn)品制造業(yè)是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵，是事關(guān)國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)防安全的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平是國(guó)家科技水平和綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。高端裝備一般都是復(fù)雜產(chǎn)品，而復(fù)雜產(chǎn)品并不都是高端裝備。高端裝備和復(fù)雜產(chǎn)品在研發(fā)生產(chǎn)運(yùn)維全生命周期過程中具有很多共性特征。本套教材圍繞這些特征，以多類高端裝備為主要案例，從培養(yǎng)卓越工程師的戰(zhàn)略性思維能力、系統(tǒng)性思維能力、引領(lǐng)性思維能力、創(chuàng)造性思維能力的目標(biāo)出發(fā)，重點(diǎn)論述高端裝備智能制造的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新實(shí)踐。在論述過程中，力圖體現(xiàn)思想性、系統(tǒng)性、科學(xué)性、先進(jìn)性、前瞻性、生動(dòng)性相統(tǒng)一。通過相關(guān)課程學(xué)習(xí)，希望學(xué)生能夠掌握高端裝備的構(gòu)造原理、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)、系統(tǒng)工程方法、智能研發(fā)生產(chǎn)運(yùn)維技術(shù)、智能工程管理技術(shù)、智能工廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行技術(shù)、智能信息平臺(tái)技術(shù)和工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)，更重要的是希望學(xué)生能夠深刻感悟和認(rèn)識(shí)高端裝備智能制造的原生動(dòng)因、發(fā)展規(guī)律和思想方法。1�备叨搜b備智能制造的原生動(dòng)因所有的高端裝備都有原始創(chuàng)造的過程。原始創(chuàng)造的動(dòng)力有的是基于現(xiàn)實(shí)需求，有的來自潛在需求，有的是順勢(shì)而為，有的則是夢(mèng)想驅(qū)動(dòng)。下面以光刻機(jī)、計(jì)算機(jī)斷層掃描儀（CT）、汽車、飛機(jī)為例，分別加以說明。光刻機(jī)的原生創(chuàng)造是由現(xiàn)實(shí)需求驅(qū)動(dòng)的。1952年，美國(guó)軍方指派杰伊·拉斯羅普（Jay W�盠athrop）和詹姆斯·納爾（James R�盢all）研究減小電子電路尺寸的技術(shù)，以便為炸彈、炮彈設(shè)計(jì)小型化近炸引信電路。他們創(chuàng)造性地應(yīng)用攝影和光敏樹脂技術(shù)，在一片陶瓷基板上沉積了約為200μm寬的薄膜金屬線條，制作了含有晶體管的平面集成電路，并率先提出了“光刻”概念和原始工藝。在原始光刻技術(shù)的基礎(chǔ)上，又不斷地吸納更先進(jìn)的光源技術(shù)、高精度自動(dòng)控制技術(shù)、新材料技術(shù)、精密制造技術(shù)等，推動(dòng)著光刻機(jī)快速演進(jìn)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)奠定了基礎(chǔ)。CT的創(chuàng)造是由潛在需求驅(qū)動(dòng)的。利用倫琴（Wilhelm C�盧�塶tgen）發(fā)現(xiàn)的X射線可以獲得人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的二維圖像，但三維圖像更令人期待。塔夫茨大學(xué)教授科馬克（Allan M�盋ormack）在研究輻射治療時(shí)，通過射線的出射強(qiáng)度求解出了組織對(duì)射線的吸收系數(shù)，解決了CT成像的數(shù)學(xué)問題。英國(guó)電子與音樂工業(yè)公司工程師豪斯費(fèi)爾德（Godfrey N�盚ounsfield）在幾乎沒有任何實(shí)驗(yàn)設(shè)備的情況下，創(chuàng)造條件研制出了世界上第一臺(tái)CT原型機(jī)，并于1971年成功應(yīng)用于疾病診斷。他們也因此獲得了1979年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。時(shí)至今日，新材料技術(shù)、圖像處理技術(shù)、人工智能技術(shù)等諸多先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)廣泛地融入CT之中，顯著提升了CT的性能，擴(kuò)展了CT的功能，對(duì)保障人民生命健康發(fā)揮了重要作用。離散型制造智能工廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行序汽車的發(fā)明是順勢(shì)而為的。1765年瓦特（James Watt）制造出了第一臺(tái)有實(shí)用價(jià)值的蒸汽機(jī)原型，人們自然想到如何把蒸汽機(jī)和馬力車融合到一起，制造出用機(jī)械力取代畜力的交通工具。1769年法國(guó)工程師居紐（Nicolas�睯oseph Cugnot）成功地創(chuàng)造出世界上第一輛由蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。這一時(shí)期的汽車雖然效率低下、速度緩慢，但它展示了人類對(duì)機(jī)械動(dòng)力的追求和變革傳統(tǒng)交通方式的渴望。19世紀(jì)末卡爾·本茨（Karl Benz）在蒸汽汽車的基礎(chǔ)上又發(fā)明了以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力源的現(xiàn)代意義上的汽車。經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的技術(shù)進(jìn)步和管理創(chuàng)新，特別是新能源技術(shù)和新一代信息技術(shù)在汽車產(chǎn)品中的成功應(yīng)用，汽車的安全性、可靠性、舒適性、環(huán)保性以及智能化水平都產(chǎn)生了質(zhì)的躍升。飛機(jī)的發(fā)明是夢(mèng)想驅(qū)動(dòng)的。飛行很早就是人類的夢(mèng)想，然而由于未能掌握升力產(chǎn)生及飛行控制的機(jī)理，工業(yè)革命之前的飛行嘗試都是以失敗告終。1799年喬治·凱利（George Cayley）從空氣動(dòng)力學(xué)的角度分析了飛行器產(chǎn)生升力的規(guī)律，并提出了現(xiàn)代飛機(jī)“固定翼+機(jī)身+尾翼”的設(shè)計(jì)布局。1848年斯特林費(fèi)羅（John Stringfellow）使用蒸汽動(dòng)力無人飛機(jī)第一次實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力飛行。1903年萊特兄弟（Orville Wright和Wilbur Wright）制造出“飛行者一號(hào)”飛機(jī)，并首次實(shí)現(xiàn)由機(jī)械力驅(qū)動(dòng)的持續(xù)且受控的載人飛行。隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)和航空產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，飛機(jī)已經(jīng)成為一類既安全又舒適的現(xiàn)代交通工具。數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)的快速發(fā)展為高端裝備的原始創(chuàng)造和智能制造的升級(jí)換代創(chuàng)造了歷史性機(jī)遇。智能人形機(jī)器人、通用人工智能、智能衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、各類無人駕駛的交通工具、無人值守的全自動(dòng)化工廠，以及取之不盡的清潔能源的生產(chǎn)裝備等都是人類科學(xué)精神和聰明才智的迸發(fā)，它們也是由于現(xiàn)實(shí)需求、潛在需求、情懷夢(mèng)想和集成創(chuàng)造的驅(qū)動(dòng)而初步形成和快速發(fā)展的。這些星星點(diǎn)點(diǎn)的新裝備、新產(chǎn)品、新設(shè)施及其制造模式一定會(huì)深入發(fā)展和快速拓展，在不遠(yuǎn)的將來一定會(huì)融合成為一個(gè)完整的有機(jī)體，從而顛覆人類現(xiàn)有的生產(chǎn)方式和生活方式。2�备叨搜b備智能制造的發(fā)展規(guī)律在高端裝備智能制造的發(fā)展過程中，原始科學(xué)發(fā)現(xiàn)和顛覆性技術(shù)創(chuàng)新是最具影響力的科技創(chuàng)新活動(dòng)。原始科學(xué)發(fā)現(xiàn)側(cè)重于對(duì)自然現(xiàn)象和基本原理的探索，它致力于揭示未知世界，拓展人類的認(rèn)知邊界，這些發(fā)現(xiàn)通常來自于基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域，如物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等，它們?yōu)樾录夹g(shù)和新裝備的研發(fā)提供了理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)原則。顛覆性技術(shù)創(chuàng)新則側(cè)重于將科學(xué)發(fā)現(xiàn)的新理論新方法轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，它致力于創(chuàng)造新產(chǎn)品、新工藝、新模式，是推動(dòng)高端裝備領(lǐng)域高速發(fā)展的引擎，它能夠打破現(xiàn)有技術(shù)路徑的桎梏，創(chuàng)造出全新的產(chǎn)品和市場(chǎng)，引領(lǐng)高端裝備制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。高端裝備智能制造的發(fā)展進(jìn)化過程有很多共性規(guī)律，例如：①通過工程構(gòu)想拉動(dòng)新理論構(gòu)建、新技術(shù)發(fā)明和集成融合創(chuàng)造，從而推動(dòng)高端裝備智能制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生技術(shù)溢出效應(yīng)；②通過不斷地吸納、改進(jìn)、融合其他領(lǐng)域的新理論新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高端裝備及其制造過程的升級(jí)換代，同時(shí)還會(huì)促進(jìn)技術(shù)再創(chuàng)新；③高端裝備進(jìn)化過程中各供給側(cè)和各需求側(cè)都是互動(dòng)發(fā)展的。以醫(yī)學(xué)核磁共振成像（MRI）裝備為例，這項(xiàng)技術(shù)的誕生和發(fā)展，正是源于一系列重要的原始科學(xué)發(fā)現(xiàn)和重大技術(shù)創(chuàng)新。MRI技術(shù)的根基在于核磁共振現(xiàn)象，其本質(zhì)是原子核的自旋特性與外磁場(chǎng)之間的相互作用。1946年美國(guó)科學(xué)家布洛赫（Felix Bloch）和珀塞爾（Edward M�盤urcell）分別獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象，并因此獲得了1952年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。傳統(tǒng)的MRI裝備使用永磁體或電磁體，磁場(chǎng)強(qiáng)度有限，掃描時(shí)間較長(zhǎng)，成像質(zhì)量不高，而超導(dǎo)磁體的應(yīng)用是MRI技術(shù)發(fā)展史上的一次重大突破，它能夠產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)，顯著提升了MRI的成像分辨率和診斷精度，將MRI技術(shù)推向一個(gè)新的高度。快速成像技術(shù)的出現(xiàn)，例如回波平面成像（EPI）技術(shù)，大大縮短了MRI掃描時(shí)間，提高了患者的舒適度，拓展了MRI技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景。功能性MRI（fMRI）的興起打破了傳統(tǒng)的MRI主要用于觀察人體組織結(jié)構(gòu)的功能制約，它能夠檢測(cè)腦部血氧水平的變化，反映大腦的活動(dòng)情況，為認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究提供了強(qiáng)大的工具，開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。MRI裝備的成功，不僅說明了原始科學(xué)發(fā)現(xiàn)和顛覆性技術(shù)創(chuàng)新是高端裝備和智能制造發(fā)展的巨大推動(dòng)力，而且闡釋了高端裝備智能制造進(jìn)化過程往往遵循著“實(shí)踐探索、理論突破、技術(shù)創(chuàng)新、工程集成、代際躍升”循環(huán)演進(jìn)的一般發(fā)展規(guī)律。高端裝備智能制造正處于一個(gè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的關(guān)鍵時(shí)期。數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化是高端裝備智能制造發(fā)展的時(shí)代要求，它既蘊(yùn)藏著巨大的發(fā)展?jié)摿�，又充滿著難以預(yù)測(cè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。高端裝備智能制造已經(jīng)呈現(xiàn)出“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、平臺(tái)賦能、智能協(xié)同和綠色化、服務(wù)化、高端化”的諸多發(fā)展規(guī)律，我們既要向強(qiáng)者學(xué)習(xí)，與智者并行，吸納人類先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成果，更要持續(xù)創(chuàng)新前瞻思維，積極探索前沿技術(shù)，不斷提升創(chuàng)新能力，著力創(chuàng)造高端產(chǎn)品，走出一條具有特色的高質(zhì)量發(fā)展之路。3�备叨搜b備智能制造的思想方法高端裝備智能制造是一類具有高度綜合性的現(xiàn)代高技術(shù)工程。它的鮮明特點(diǎn)是以高新技術(shù)為基礎(chǔ)，以創(chuàng)新為動(dòng)力，將各種資源、新興技術(shù)與創(chuàng)意相融合，向技術(shù)密集型、知識(shí)密集型方向發(fā)展。面對(duì)系統(tǒng)性、復(fù)雜性不斷加強(qiáng)的知識(shí)性、技術(shù)性造物活動(dòng)，必須以辯證的思維方式審視工程活動(dòng)中的問題，從而在工程理論與工程實(shí)踐的循環(huán)推進(jìn)中，厘清與推動(dòng)工程理念與工程技術(shù)深度融合、工程體系與工程細(xì)節(jié)協(xié)調(diào)統(tǒng)一、工程規(guī)范與工程創(chuàng)新互相促進(jìn)、工程隊(duì)伍與工程制度共同提升，只有這樣才能促進(jìn)和實(shí)現(xiàn)工程活動(dòng)與自然經(jīng)濟(jì)社會(huì)的和諧發(fā)展。高端裝備智能制造是一類十分復(fù)雜的系統(tǒng)性實(shí)踐過程。在制造過程中需要協(xié)調(diào)人與資源、人與人、人與組織、組織與組織之間的關(guān)系，所以系統(tǒng)思維是指導(dǎo)高端裝備智能制造發(fā)展的重要方法論。系統(tǒng)思維具有研究思路的整體性、研究方法的多樣性、運(yùn)用知識(shí)的綜合性和應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛性等特點(diǎn)，因此在運(yùn)用系統(tǒng)思維來研究與解決現(xiàn)實(shí)問題時(shí)，需要從整體出發(fā)，充分考慮整體與局部的關(guān)系，按照一定的系統(tǒng)目的進(jìn)行整體設(shè)計(jì)、合理開發(fā)、科學(xué)管理與協(xié)調(diào)控制，以期達(dá)到總體效果最優(yōu)或顯著改善系統(tǒng)性能的目標(biāo)。高端裝備智能制造具有巨大的包容性和與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)新性。近幾年，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的浪潮席卷全球，為高端裝備智能制造的發(fā)展注入了前所未有的新動(dòng)能，以人工智能為典型代表的新一代信息技術(shù)在高端裝備智能制造中具有極其廣闊的應(yīng)用前景。它不僅可以成為高端裝備智能制造的一類新技術(shù)工具，還有可能成為指導(dǎo)高端裝備智能制造發(fā)展的一種新的思想方法。作為一種強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和智能驅(qū)動(dòng)的思想方法，它能夠促進(jìn)企業(yè)更好地利用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)來分析海量數(shù)據(jù)、揭示隱藏規(guī)律、創(chuàng)造新型制造范式，指導(dǎo)制造過程和決策過程，推動(dòng)制造業(yè)從經(jīng)驗(yàn)型向預(yù)測(cè)型轉(zhuǎn)變，從被動(dòng)式向主動(dòng)式轉(zhuǎn)變，從根本上提高制造業(yè)的效率和效益。生成式人工智能（AIGC）已初步顯現(xiàn)通用人工智能的“星星之火”，正在日新月異地發(fā)展，對(duì)高端裝備智能制造的全生命周期過程以及制造供應(yīng)鏈和企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建與演化都會(huì)產(chǎn)生極其深刻的影響，并有可能成為一種新的思想啟迪和指導(dǎo)原則。例如：①AIGC能夠賦予企業(yè)更強(qiáng)大的市場(chǎng)洞察力，通過海量數(shù)據(jù)分析，精準(zhǔn)識(shí)別用戶偏好，預(yù)測(cè)市場(chǎng)需求趨勢(shì)，從而指導(dǎo)企業(yè)研發(fā)出用戶未曾預(yù)料到的創(chuàng)新產(chǎn)品，提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力；②AIGC能夠通過分析生產(chǎn)、銷售、庫(kù)存、物流等數(shù)據(jù)，提出制造流程和資源配置的優(yōu)化方案，并通過預(yù)測(cè)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)建設(shè)高效靈活穩(wěn)健的運(yùn)營(yíng)體系；③AIGC能夠?qū)⑵髽I(yè)與供應(yīng)商和客戶連接起來，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)共享，提升業(yè)務(wù)流程協(xié)同效率，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供應(yīng)鏈狀態(tài)，預(yù)測(cè)潛在風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)企業(yè)及時(shí)調(diào)整協(xié)同策略，優(yōu)化合作共贏的生態(tài)系統(tǒng)。高端裝備智能制造的原始創(chuàng)造和發(fā)展進(jìn)化過程都是在“科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)”四維空間中進(jìn)行的，特別是近年來從新科學(xué)發(fā)現(xiàn)、到新技術(shù)發(fā)明、再到新產(chǎn)品研發(fā)和新產(chǎn)業(yè)形成的循環(huán)發(fā)展速度越來越快，科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)之間的供求關(guān)系明顯地表現(xiàn)出供應(yīng)鏈的特征。我們稱由科學(xué)�布夹g(shù)�补こ酞伯a(chǎn)業(yè)交互發(fā)展所構(gòu)成的供應(yīng)鏈為科技戰(zhàn)略供應(yīng)鏈。深入研究科技戰(zhàn)略供應(yīng)鏈的形成與發(fā)展過程，能夠更好地指導(dǎo)我們發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，能夠幫助我們回答高端裝備是如何從無到有的、如何發(fā)展演進(jìn)的、根本動(dòng)力是什么、有哪些基本規(guī)律等核心科學(xué)問題，從而促進(jìn)高端裝備的原始創(chuàng)造和創(chuàng)新發(fā)展。本套由合肥工業(yè)大學(xué)負(fù)責(zé)的高端裝備類教材共有12本，涵蓋了高端裝備的構(gòu)造原理和智能制造的相關(guān)技術(shù)方法。《智能制造概論》對(duì)高端裝備智能制造過程進(jìn)行了簡(jiǎn)要系統(tǒng)的論述，是本套教材的總論。《工業(yè)大數(shù)據(jù)與人工智能》《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》《智能制造的系統(tǒng)工程技術(shù)》論述了高端裝備智能制造領(lǐng)域的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化和系統(tǒng)工程技術(shù)，是高端裝備智能制造的技術(shù)與方法基礎(chǔ)�！陡叨搜b備構(gòu)造原理》《智能網(wǎng)聯(lián)汽車構(gòu)造原理》《智能裝備設(shè)計(jì)生產(chǎn)與運(yùn)維》《智能制造工程管理》論述了高端裝備（復(fù)雜產(chǎn)品）的構(gòu)造原理和智能制造的關(guān)鍵技術(shù)，是高端裝備智能制造的技術(shù)本體�！峨x散型制造智能工廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行》《流程型制造智能工廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行：制造循環(huán)工業(yè)系統(tǒng)》論述了智能工廠和工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的主要理論和技術(shù)，是高端裝備智能制造的工程載體。《智能制造信息平臺(tái)技術(shù)》論述了產(chǎn)品、制造、工廠、供應(yīng)鏈和企業(yè)生態(tài)的信息系統(tǒng)，是支撐高端裝備智能制造過程的信息系統(tǒng)技術(shù)�！吨悄苤圃鞂�(shí)踐訓(xùn)練》論述了智能制造實(shí)訓(xùn)的基本內(nèi)容，是培育創(chuàng)新實(shí)踐能力的關(guān)鍵要素。編者在教材編寫過程中，堅(jiān)持把培養(yǎng)卓越工程師的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的要求貫穿到教材內(nèi)容之中，著力培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維、系統(tǒng)思維、科技思維和工程思維。教材中選用了光刻機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、CT、MRI、高端智能機(jī)器人等多種典型裝備作為研究對(duì)象，圍繞其工作原理和制造過程闡述高端裝備及其制造的核心理論和關(guān)鍵技術(shù)，力圖擴(kuò)大學(xué)生的視野，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握高端裝備及其智能制造的本質(zhì)規(guī)律，激發(fā)學(xué)生投身高端裝備智能制造的熱情。在教材編寫過程中，一方面緊跟國(guó)際科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿，選擇典型高端裝備智能制造案例，論述國(guó)際智能制造的最新研究成果和最先進(jìn)的應(yīng)用實(shí)踐，充分反映國(guó)際前沿科技的最新進(jìn)展；另一方面，注重從我國(guó)高端裝備智能制造的產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際出發(fā)，以我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可控技術(shù)、產(chǎn)業(yè)案例和典型解決方案為基礎(chǔ)，重點(diǎn)論述我國(guó)高端裝備智能制造的科技發(fā)展和創(chuàng)新實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生深入探索高端裝備智能制造的中國(guó)道路，積極創(chuàng)造高端裝備智能制造發(fā)展的中國(guó)特色，使學(xué)生將來能夠?yàn)槲覈?guó)高端裝備智能制造產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展做出顛覆性、創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。在本套教材整體方案設(shè)計(jì)、知識(shí)圖譜構(gòu)建和撰稿審稿直至編審出版的全過程中，有很多令人欽佩的人和事，我要表示最真誠(chéng)的敬意和由衷的感謝！首先要感謝各位主編和參編學(xué)者們，他們傾注心力、廢寢忘食，用智慧和汗水挖掘思想深度、拓展知識(shí)廣度，展現(xiàn)出嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神，他們是教材的創(chuàng)造者！接著要感謝審稿專家們，他們用深邃的科學(xué)眼光指出書稿中的問題，并耐心指導(dǎo)修改，他們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和學(xué)者風(fēng)范為我們樹立了榜樣！再者，要感謝機(jī)械工業(yè)出版社的領(lǐng)導(dǎo)和編輯團(tuán)隊(duì)，他們的辛勤付出和專業(yè)指導(dǎo)，為教材的順利出版提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！最后，特別要感謝高教司和各主編單位領(lǐng)導(dǎo)以及部門負(fù)責(zé)人，他們給予的指導(dǎo)和對(duì)我們的支持，讓我們有了強(qiáng)大的動(dòng)力和信心去完成這項(xiàng)艱巨任務(wù)！由于編者水平所限和撰稿時(shí)間緊迫，教材中一定有不妥之處，敬請(qǐng)讀者不吝賜教！合肥工業(yè)大學(xué)教授中國(guó)工程院院士2024年5月離散制造涉及汽車、機(jī)床、電子設(shè)備、火箭、飛機(jī)、國(guó)防裝備、船舶、家電、家居、紡織、食品等行業(yè)，在我國(guó)制造業(yè)中占有較大比重，與國(guó)家發(fā)展、居民生活息息相關(guān)。傳統(tǒng)離散制造行業(yè)普遍存在自動(dòng)化、數(shù)字化水平較低，基礎(chǔ)支撐技術(shù)薄弱，產(chǎn)品附加值低，制造過程資源、成本和能耗較高，污染嚴(yán)重等問題。隨著制造業(yè)進(jìn)入了智能制造時(shí)代，離散制造的智能化已成為相關(guān)行業(yè)提質(zhì)增效、促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)由大變強(qiáng)的重要支撐。近年為適應(yīng)我國(guó)制造業(yè)的迅速發(fā)展，市面上出版了關(guān)于工業(yè)4��0、制造業(yè)智能化的相關(guān)書籍，而較少?gòu)南到y(tǒng)性、層次化的角度介紹離散型制造智能工廠的設(shè)計(jì)與運(yùn)行。本書編寫團(tuán)隊(duì)面向離散型制造智能工廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行，參考總結(jié)了相關(guān)領(lǐng)域的最新研究成果及發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合團(tuán)隊(duì)在相關(guān)方向的應(yīng)用基礎(chǔ)研究、工程技術(shù)研究及工程應(yīng)用實(shí)例，編寫了此書。嘗試為在校學(xué)生提供適用教材，并從工程應(yīng)用及科學(xué)研究的角度為讀者提供借鑒。本書以離散制造智能工廠為對(duì)象，聚焦其設(shè)計(jì)及運(yùn)行所涉及的理論、技術(shù)，結(jié)合工程應(yīng)用，較全面地介紹了離散型制造內(nèi)涵、離散型制造工廠智能化關(guān)鍵技術(shù)、離散型制造智能工廠關(guān)鍵裝備、離散型制造智能產(chǎn)線、離散型制造智能車間、離散型制造智能工廠、離散型制造智能物流。離散型制造工廠智能化的關(guān)鍵技術(shù)，涵蓋了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)字孿生和人工智能等，通過對(duì)相關(guān)技術(shù)的逐一分析介紹，便于讀者理解各技術(shù)之間的相互關(guān)系及其對(duì)制造業(yè)的深遠(yuǎn)影響，并突出每項(xiàng)技術(shù)在智能制造中的獨(dú)特作用和實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。離散制造的設(shè)備種類繁多，重點(diǎn)選取應(yīng)用廣泛、發(fā)展較為迅速的智能制造裝備、工業(yè)機(jī)器人、智能感知儀器裝備進(jìn)行介紹，從減材、增材、等材制造的角度重點(diǎn)介紹了智能切削加工裝備、增材制造裝備以及智能金屬成形裝備，結(jié)合分類及應(yīng)用場(chǎng)景介紹了工業(yè)機(jī)器人基本參數(shù)、集成系統(tǒng)以及智能技術(shù)，以離散制造工廠生產(chǎn)資源層的信息融合及處理技術(shù)介紹智能感知技術(shù)以及儀器裝備。智能制造生產(chǎn)線是離散型智能工廠運(yùn)行的重要載體，是智能工廠建設(shè)的重要物理基礎(chǔ)，智能化產(chǎn)線數(shù)字孿生建模、產(chǎn)線數(shù)字孿生仿真以及產(chǎn)線仿真與決策構(gòu)成了離散型數(shù)字化制造領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。結(jié)合企業(yè)的實(shí)際需求，對(duì)離散型智能制造車間的各種制造資源進(jìn)行合理的組織和布局，并進(jìn)行車間調(diào)度優(yōu)化，是離散型制造企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)關(guān)注的重點(diǎn)，直接影響著整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的總體性能。離散型制造智能工廠是先進(jìn)智能化技術(shù)在離散型制造工廠深度融合的產(chǎn)物，是智能制造技術(shù)的集成化運(yùn)用，可實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化管理與改進(jìn)、生產(chǎn)狀態(tài)預(yù)測(cè)、生產(chǎn)決策、運(yùn)行優(yōu)化、智能運(yùn)維、可視化管控等功能，涵蓋智能設(shè)備、產(chǎn)線、工廠等層級(jí)，同時(shí)包含對(duì)人力、物料、裝備等資源的綜合管控。物流是連接生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的重要紐帶，通過介紹離散型制造智能物流的概念、關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用實(shí)踐，引領(lǐng)讀者深入了解如何通過智能物流技術(shù)提升離散型制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。本書共8章，編寫分工如下：第1章緒論由劉志峰、洪軍、李新宇編寫，第2章離散型制造工廠智能化關(guān)鍵技術(shù)由李偉、李磊編寫，第3章離散型制造智能工廠關(guān)鍵裝備由朱利斌編寫，第4章離散型制造智能產(chǎn)線由洪軍、賈康編寫，第5章離散型制造智能車間由張超勇編寫，第6章離散型制造智能工廠由李聰波編寫，第7章離散型制造智能物流由李新宇編寫，第8章離散型智能制造工廠典型案例由張雷、柯慶鏑、黃海鴻編寫。離散型制造智能工廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行前言本書聚焦于離散型制造智能工廠的設(shè)計(jì)與運(yùn)行，可為從事離散制造相關(guān)工作的學(xué)生、研究人員、技術(shù)人員等提供參考。可滿足研究人員、技術(shù)人員對(duì)離散型制造智能技術(shù)、裝備、產(chǎn)線、車間、物流、工廠多層面的工程開發(fā)、建設(shè)需求，以及公眾對(duì)離散型制造智能工廠的學(xué)習(xí)以及興趣需求。