本書從技術角度出發介紹智能制造提出的原因和發展的目標。全書共分六章：第1章介紹制造業發展的脈絡，概述智能制造的圖景；第2章介紹發展智能制造的驅動力，包括綠色制造和消費者的個性化定制需求；第3章介紹智能工廠建設的基礎與框架，智能工廠是先進制造的實施者，其發展需要堅實的基礎，包括先進的制造技術和先進的管理理念；第4章介紹信息物理系統，它是智能制造的核心技術，是利用新一代信息技術提升制造水平的必經之路；第5章介紹物聯網、大數據、機器學習等關鍵共性技術，說明這些技術為什么能夠在智能制造中發揮作用；第6章介紹智能制造的信息安全技術，保證信息安全就是保證企業的資產安全。
本書適宜從事制造業相關工作的技術人員參考。

李陽，工學博士，畢業于西北工業大學機械設計及理論專業，現就職于重慶城市職業學院。致力于人工智能在機械加工過程中的應用研究，具備全面的制造工藝技術背景，已有多年"智能制造導論"教學經驗。有豐富的企業信息系統數據安全維護經驗，著有《智能制造系統數據訪問控制技術》，曾參與國家863項目。

段正勇，工學博士，高級工程師，現就職于于重慶文理學院，碩士生導師。專長于高加速度沖擊激勵與試驗技術，兼顧石油鉆采設備、機械創新設計與分析等，發表研究論文40余篇，曾參與國家 863 項目、重大專項子課題。長期擔任測控技術、信號處理、故障診斷等課程教學。

崔平平，長年專注于機電一體化系統設計，現就職于重慶城市職業學院。有多年企業工作經歷，曾參與智能制造產線設計和維護，對智能制造有全面的認識和深入理解。已有多年運動控制、生產線方案設計等課程教學經驗。

最近幾年，“智能制造”成為出鏡率很高的詞，在各類新聞報道中頻頻出現，用以說明智能制造的圖像往往是大量工業機器人精確配合工作的自動生產線，或者是正在打印復雜零件的3D打印機。這種圖景是智能制造的外在表現，如果不深入了解智能制造，會誤以為智能制造就是這些具象的設備，企業的智能化升級就是采購先進的設備，實施自動化生產線。
實際上，智能制造更應該被理解為一種思維和觀念。隨著社會經濟的發展，人們已經從滿足衣食住行的基本需求轉變為“對美好生活的向往”，而科學技術的發展為滿足這一向往提供了可能性，充分利用科學技術的先進成果，推動生產力快速提升，才能為滿足這一向往提供堅實的支撐。“制造”是包含需求、設計、生產、質檢、物流、維護和服務等環節的復雜系統，提升制造水平需要在各個環節進行協同的、持續的改進，要善于把新理論、新技術創造性地融入這些環節中，以實現發展先進制造的目標。
技術發展史一再證明，生產力的發展總是在經過緩慢的量變之后才會出現質變。蒸汽機、電力、計算機、互聯網已經成為重要的里程碑，近年來，物聯網、大數據、人工智能的出現和快速發展預示著新一輪的生產力大發展，我們必須抓住歷史的契機，把我國的生產力水平提高到一個新的臺階。
積極發展“智能制造”是我國推進產業升級的重要抓手，對待“智能制造”不能大而化之。本書希望從歷史趨勢、社會需求、技術基礎等方面介紹智能制造，以期為讀者提供一個認識智能制造的基石。本書包括緒論和六章：在緒論里，以日常生活中經常遇到的堵車現象為例，說明智能化能夠為生活帶來的好處；第1章介紹制造業發展的脈絡，說明前三次技術革命環環相扣的關系，概述智能制造的圖景；第2章介紹企業的目標和社會生活對于企業的新要求，這也是發展智能制造的驅動力；第3章介紹智能工廠建設的基礎與框架，智能工廠是先進制造的實施者，其發展需要堅實的基礎；第4章介紹信息物理系統，它是智能制造的核心技術，是利用新一代信息技術提升制造水平的必經之路；第5章介紹物聯網、機器學習等關鍵共性技術，說明這些技術為什么能夠在制造中發揮作用；第6章介紹智能制造的信息安全技術，保證信息安全就是保證企業的資產安全，就像每個企業都會設置門禁，防止無關人員進出造成財產損失。
本書由三位作者共同規劃完成，并進行了大量的資料整理工作，其中，緒論、前3章和第6章由李陽執筆；段正勇完成了第5章的撰寫；崔平平完成了第4章的撰寫。
智能制造涵蓋的范圍很廣，涉及多個學科，且智能制造目前還處于發展階段的初期，還需要大量的研究和實踐總結。限于作者水平，書中不妥之處，懇請讀者批評指正！

李陽
2024年5月

緒論１

第1章 制造技術的發展路線9
1.1 工業革命　10
1.2 智能制造的賦能技術　21
1.3 制造的環節　24
1.3.1 智能設計　25
1.3.2 智能生產　27
1.3.3 智能供應鏈　32
1.3.4 智能服務　35
參考文獻　36

第2章　發展智能制造的驅動力38
2.1 追求利潤　39
2.1.1 改善QCD　39
2.1.2 推進智能制造　41
2.2 綠色制造　42
2.2.1 綠色制造的含義　42
2.2.2 綠色制造的緊迫性　43
2.2.3 智能化賦能綠色化　44
2.3 個性化定制　47
2.3.1 制造模式的演化　47
2.3.2 個性化定制的定義　50
2.3.3 個性化定制的實施途徑　53
2.3.4 個性化定制案例　63
參考文獻　67

第3章 智能工廠69
3.1 智能工廠的目標　71
3.2 智能工廠規劃的基礎　73
3.2.1　工藝分析　73
3.2.2 精益生產　75
3.2.3 信息化管理　80
3.3 智能工廠模型　83
3.3.1 管理層　86
3.3.2 計劃層　86
3.3.3 控制層　90
3.3.4 現場層　94
3.4 系統集成　99
參考文獻　101

第4章 智能制造的技術核心102
4.1 CPS發展簡史　103
4.1.1 控制論　104
4.1.2 嵌入式系統　105
4.1.3 CPS的提出　108
4.2 CPS的技術構想　109
4.2.1 數據感知　110
4.2.2 數據處理　111
4.2.3 分析認知　116
4.2.4 決策控制　116
4.3 信息物理生產系統（CPPS）　120
4.4 CPPS的應用案例　122
4.4.1 攪拌摩擦焊簡介　123
4.4.2 攪拌摩擦焊CPPS的搭建　124
4.4.3 攪拌摩擦焊CPPS的控制效果　126
參考文獻　128

第5章 智能制造的關鍵共性技術129
5.1 傳感器　130
5.1.1 傳感器簡介　130
5.1.2 工業生產中傳感器的作用　132
5.1.3 多傳感器信息融合　133
5.2　物聯網　135
5.2.1 物聯網的重要性　136
5.2.2 IPv6　137
5.2.3 RFID　139
5.2.4 5G通信　140
5.3 大數據　143
5.3.1 什么是大數據　143
5.3.2 大數據的特征　144
5.3.3 大數據視角轉變　146
5.3.4 大數據處理過程　152
5.4 云計算與邊緣計算　157
5.4.1 云計算　157
5.4.2 邊緣計算　164
5.5 人工智能　166
5.5.1 人工智能的基本思想　167
5.5.2 機器學習　170
5.5.3 深度學習　174
參考文獻　179

第6章 智能制造的信息安全180
6.1 智能制造系統的安全需求　182
6.1.1　典型安全威脅　182
6.1.2 基本安全需求　185
6.1.3 網絡系統的安全服務　185
6.2 訪問控制模型簡介　188
6.2.1 自主訪問控制　190
6.2.2 強制訪問控制　190
6.2.3 基于角色的訪問控制　192
6.2.4 基于屬性的訪問控制　193
6.2.5 基于權能的訪問控制　194
6.3 智能制造系統數據訪問架構　195
6.4 智能制造系統的訪問控制需求　198
6.5 訪問控制的實施　201
6.5.1 發布-訂閱模式　201
6.5.2 谷歌云平臺的訪問控制　203
6.5.3 虛擬對象的訪問控制　210
參考文獻　214