智能制造：技术、系统及典型应用

第1篇智能制造基础 
引言
第1章工业智能化的技术发展概况
1.1工业化和信息化的发展概况
1.1.1工业化的历程
1.1.2两化融合进程
1.2数字化装备与数控技术
1.2.1计算机数控技术及数控设备
1.2.2自动编程系统
1.2.3工业控制系统
1.3数字化设计和制造技术
1.3.1数字化设计技术
1.3.2数字化管理技术
1.3.3数字化制造技术
1.3.4数字化设计制造系统集成技术
1.4智能制造的技术发展
1.4.1智能制造的内涵
1.4.2智能互联与感知技术
1.4.3工业大数据智能处理
1.4.4智能MES/MOM
1.4.5数字孪生技术
参考文献
第2章世界典型国家的智能制造体系架构
2.1新兴信息技术推动制造业的数字化转型
2.2智能制造的转型战略、体系结构及解决方案
2.2.1德国工业4.0
2.2.2美国智能制造生态系统和工业互联网参考体系结构
2.2.3我国智能制造系统体系架构
2.2.4各种智能制造体系的合作与互操作
2.3结论
参考文献
第3章中国航空工业集团智能制造架构解析
3.1中国航空工业集团开展智能制造顶层规划的背景和历程
3.1.1航空制造业的特点及航空装备特征分析
3.1.2航空装备研发生产面临的形势和需求
3.1.3智能制造架构研究过程和成果
3.2航空智能制造的典型特征和关键要素
3.2.1航空智能制造的典型特征
3.2.2航空智能制造的关键要素
3.3航空工业智能制造架构及分解
3.3.1总架构
3.3.2企业联盟层架构
3.3.3企业管理层架构
3.3.4生产管理层架构
3.3.5控制执行层架构
3.4中国航空工业集团智能制造实施要点
3.4.1建立一个创新中心
3.4.2突破三大关键技术
3.4.3落实七项行动计划
3.5智能制造架构在企业智能制造实践中的应用
3.5.1智能工厂建设实践中智能制造架构的应用
3.5.2智能车间/生产线建设实践中智能制造架构的应用
第4章智能制造能力成熟度模型及应用
4.1模型提出的背景及研究过程和成果
4.1.1模型提出的背景
4.1.2模型研究过程和成果
4.2模型的构成
4.2.1成熟度等级
4.2.2能力要素
4.2.3成熟度要求及其递进关系
4.3智能制造能力成熟度评估方法
4.3.1评估内容
4.3.2评估过程
4.3.3等级判定方法
4.4模型在制造企业中的应用
4.4.1模型对制造企业的应用价值
4.4.2制造企业应用模型的具体场合
4.4.3案例分析——昌飞公司智能仓储配送中心
4.4.4案例分析——庆安公司MES
参考文献
第2篇智能制造技术
引言
第5章信息采集与数据处理技术
5.1信号中的信息
5.1.1信号的生存域
5.1.2传感器与信号转换
5.1.3信号的采集与加工
5.2物理世界与网络世界中的数据流
5.2.1嵌入式系统与设备间的信息互联
5.2.2直接测量与软测量技术
5.2.3时间序列分析与智能感知
5.3可解释的状态感知技术
5.3.1测量中的数据可视化
5.3.2数据的相关与因果
5.3.3时间序列与可解释人工智能
参考文献
第6章产品数字化设计制造技术
6.1产品数字化建模技术
6.1.1数字化建模技术
6.1.2产品的数字化模型表示方法
6.1.3基于MBD的产品数字化定义
6.2产品数字化设计方法
6.2.1CAx/DFx
6.2.2产品模块化设计
6.2.3并行协同设计
6.3单一产品数据源构建方法
6.3.1基本思想
6.3.2单一产品数据源技术
6.4产品生命周期集成技术
6.4.1产品生命周期管理的技术框架
6.4.2产品结构与构型管理
6.4.3xBOM集成
6.4.4C4P应用系统集成技术
6.5应用案例
6.5.1波音飞机数字化设计制造案例
6.5.2西门子公司数字化设计制造案例
参考文献
第7章产品设计与制造的仿真技术
7.1仿真技术基础
7.1.1计算流体动力学方法
7.1.2有限元方法
7.1.3无网格方法
7.2产品设计仿真技术
7.2.1基于接口的CAE联合仿真技术
7.2.2分布式仿真技术
7.2.3基于HLA总线的协同仿真应用
7.3制造工艺过程仿真技术
7.3.1制造工艺过程模拟仿真的特点
7.3.2制造工艺过程模拟仿真的应用举例
7.4生产系统的建模与仿真
7.4.1生产系统建模与仿真的特点
7.4.2生产系统仿真的应用案例
参考文献
第8章数字孪生及飞机制造应用
8.1数字孪生发展概况
8.1.1数字孪生的产生背景
8.1.2数字孪生的概念与内涵
8.2数字孪生技术框架
8.2.1数字孪生系统组成
8.2.2数字孪生的总体框架
8.2.3数字孪生的实现流程
8.3数字孪生关键技术
8.3.1数字孪生模型构建技术
8.3.2数据融合与虚实交互
8.3.3大数据分析技术
8.3.4系统仿真技术
8.4数字孪生支撑平台
8.5数字孪生在飞机制造中的应用案例
8.5.1飞机制造业对数字孪生的应用需求
8.5.2基于数字孪生的产品设计应用
8.5.3基于设备数字孪生的应用
8.5.4基于产线数字孪生的应用
8.5.5基于飞机数字孪生的应用
8.5.6飞机试飞站的数字孪生应用
参考文献
第9章先进制造技术与机器人应用
9.1增材制造技术及应用
9.1.1增材制造技术
9.1.2增材制造技术的典型应用案例
9.2结构功能一体化制造技术
9.2.1多孔层板燃烧室火焰筒
9.2.2航空发动机整体叶盘结构制造技术
9.3金属壁板类结构制造技术
9.3.1超塑成形/扩散连接金属壁板类结构制造技术
9.3.2金属蜂窝壁板结构
9.4金属基复合材料结构制造技术
9.4.1金属基复合材料的概念
9.4.2金属基复合材料的优缺点
9.4.3金属基复合材料结构制造技术
9.4.4金属基复合材料的典型应用
9.5表面加工技术
9.5.1表面改性技术
9.5.2表面沉积技术
9.5.3表面喷涂技术
9.5.4表面造型技术
9.6机器人应用
9.6.1引言
9.6.2机器人在航空制造中的应用
9.6.3关键技术
9.6.4发展与展望
参考文献
第10章工业大数据与智能技术
10.1工业大数据与智能技术概论
10.1.1工业大数据分析
10.1.2工业智能
10.2工业数据体系与数据治理
10.2.1工业大数据与业务的关系
10.2.2工业大数据的特性
10.2.3工业数据质量
10.2.4工业数据治理与处理
10.3工业大数据分析与智能制造
10.3.1机器学习在工业中的应用
10.3.2工业常用机器学习算法介绍
10.3.3工业大数据的智能制造应用
10.3.4工业智能分析案例——挖掘机液压泵故障预测
参考文献
第11章面向智能制造的工业软件与知识工程
11.1工业软件与知识工程
11.1.1工业软件及其发展历程
11.1.2工业技术与知识的软件化
11.1.3工业软件是工业技术软件化的结晶
11.2企业实施知识工程的重要意义
11.2.1企业知识是极其重要的智力资产
11.2.2如何将碳基知识转为硅基知识
11.3工业软件是工业知识的顶级容器
11.3.1工业软件中的各种模型知识
11.3.2工业软件中的知识工具算法
11.3.3工业软件中的知识工具架构
11.3.4工业软件中的知识工具应用
11.4工业软件如何重新定义制造业
11.4.1工业软件是超级工业母机
11.4.2工业软件是核心软装备
参考文献
第3篇智能制造系统实施
引言
第12章智能制造系统构建
12.1智能制造系统
12.1.1从系统的角度看问题
12.1.2智能制造系统： 机电软融合的CPS
12.2构建智能制造系统的道与术
12.2.1解决问题的思路
12.2.2问题-模型化
12.2.3模型-算法化
12.2.4算法-软件化
12.2.5数据是灵魂
12.2.6人在智能制造系统中的作用
12.3如何构建智能制造系统
12.3.1智能制造系统的工程化实现
12.3.2深度数字化后的数据治理
12.3.3企业数字化转型的经验与误区
参考文献
第13章智能制造产线/车间规划、设计与开发
13.1智能制造产线的主要体现形式——柔性生产线
13.1.1柔性生产线关键技术
13.1.2柔性生产线对现有生产模式的改变
13.1.3典型案例实践与分享
13.2智能车间规划
13.2.1项目背景
13.2.2项目总体情况
13.2.3实施内容
13.2.4创新性和先进性
13.2.5实施成效
参考文献
第14章智能工厂规划与实施
14.1智能工厂的目标、特征及内容
14.1.1以企业价值创造为目标导向
14.1.2智能工厂的主要特征
14.1.3智能工厂规划的基本内容
14.2智能工厂规划设计
14.2.1复杂系统工程化设计方法
14.2.2顶层规划，逐层分解
14.2.3智能工厂实例
14.3智能工厂实施
14.3.1组织培训
14.3.2总体实施步骤
14.3.3实施案例
第15章工业互联网平台
15.1工业互联网平台的构成
15.1.1基础设施层
15.1.2工业互联网操作系统
15.1.3平台开发工具
15.1.4智能制造应用支撑层
15.2企业工业互联网平台的建设与运营
15.2.1企业工业互联网平台建设的实施路径
15.2.2企业工业互联网平台的部署方式
15.2.3企业工业互联网平台的企业运营服务
15.3应用案例
15.3.1某液压元器件生产企业
15.3.2某发动机涡轮叶片生产企业
15.3.3某热处理加工企业
参考文献
第16章智能生产管控一体化
16.1智能制造与管控一体化
16.2管控一体化与制造执行系统的发展
16.3典型管控一体化系统的参考体系结构与参考模型
16.4管控一体化与智能运维
16.5智能运维的体系架构、方法论及其使能技术
16.5.1智能运维的体系架构与方法论
16.5.2智能运维的使能技术
16.6航空发动机的智能运维
16.7结论
参考文献
第17章智能制造最新实践
17.1智能制造再理解
17.1.1什么是智能
17.1.2什么是人工智能
17.1.3智能制造再理解
17.2国内外智能制造新实践
17.2.1国外航空智能制造实践
17.2.2国内航空智能制造实践
17.3智能制造展望
17.3.1新型航空装备研制需求
17.3.2航空智能制造新模式
17.4本章小结
参考文献