面向工业4.0的智能制造技术与应用

第1章 绪论001
1.1　智能制造001
1.1.1　智能制造的制造原理002
1.1.2　智能制造系统002
1.1.3　智能制造系统的综合特征003
1.1.4　智能制造关键技术003
1.2　工业4.0、工业互联网与中国制造2025 004
1.2.1　工业4.0 004
1.2.2　工业互联网005
1.2.3　中国制造2025 006
1.3　智慧工厂008
1.3.1　主要特征008
1.3.2　基本架构009
1.3.3　基本功能模块011
1.3.4　主要建设模式011
1.3.5　发展重点环节012
1.3.6　发展趋势014
1.3.7　微型化智慧工厂建设案例015
1.4　本章小结018

第2章 智能管理系统019
2.1　企业资源计划（ERP） 019
2.1.1　ERP 的定义019
2.1.2　ERP 的发展历程021
2.1.3　ERP 的体系架构与功能026
2.1.4　ERP 实施方法029
2.2　制造执行系统（MES） 031
2.2.1　MES 概念及内涵032
2.2.2　MES 的体系架构032
2.2.3　典型MES 应用案例034
2.2.4　MES 未来的发展035
2.3　智能管理系统在智慧工厂中的应用035
2.3.1　产品介绍037
2.3.2　整体流程039
2.3.3　ERP 重点模块043
2.3.4　MES 的应用048
2.4　本章小结052

第3章 柔性制造系统053
3.1　柔性制造系统概述053
3.1.1　柔性制造系统的产生背景及发展053
3.1.2　柔性制造系统的基本概念054
3.1.3　柔性制造系统的组成055
3.1.4　柔性制造的分类056
3.1.5　柔性制造技术的特点和发展趋势057
3.2　生产运作与管理058
3.2.1　柔性制造系统生产运作与管理的任务058
3.2.2　柔性制造系统的生产计划059
3.2.3　柔性制造系统的生产控制061
3.3　智慧工厂中的柔性制造系统062
3.3.1　智慧工厂中柔性制造系统概貌062
3.3.2　柔性制造系统的柔性体现062
3.3.3　智慧工厂中柔性制造系统的设备调度069
3.3.4　智慧工厂中柔性制造系统的生产调度070
3.3.5　实时数据采集与工业大数据分析078
3.4　本章小结079

第4章 智能物流系统080
4.1　智能物流概述080
4.1.1　主要技术080
4.1.2　发展方向082
4.2　智能仓储系统085
4.2.1　信息管理系统086
4.2.2　信息标记技术089
4.2.3　拣选系统094
4.3　AGV 系统098
4.3.1　概述098
4.3.2　AGV 优点098
4.3.3　AGV 分类098
4.3.4　AGV 主要应用100
4.3.5　AGV 系统101
4.3.6　AGV 实例103
4.4　传输系统108
4.4.1　概述108
4.4.2　传输系统分类108
4.4.3　传输系统主要应用109
4.5　本章小结112

第5章 工业机器人系统113
5.1　工业机器人概述113
5.1.1　工业机器人的发展历程113
5.1.2　工业机器人定义和特点115
5.1.3　工业机器人分类116
5.1.4　工业机器人的主要技术参数118
5.1.5　工业机器人发展趋势119
5.2　工业机器人主要组成部分120
5.2.1　工业机器人机械结构120
5.2.2　工业机器人驱动系统122
5.2.3　工业机器人感知系统124
5.2.4　工业机器人控制系统126
5.3　工业机器人的典型应用128
5.3.1　焊接机器人128
5.3.2　喷涂机器人129
5.3.3　装配机器人130
5.3.4　搬运机器人131
5.4　工业机器人在智慧工厂中的应用131
5.4.1　上下料机器人132
5.4.2　搬运机器人133
5.4.3　装配机器人136
5.5　本章小结139

第6章 数字控制与先进加工140
6.1　数字控制140
6.1.1　数字控制概述140
6.1.2　数控机床在智慧工厂中的应用141
6.2　增材制造与先进加工技术144
6.2.1　增材制造技术144
6.2.2　电子束与离子束加工技术147
6.2.3　激光加工、超声波加工技术151
6.3　本章小结155

第7章 机器视觉检测与识别156
7.1　图像采集156
7.1.1　光源156
7.1.2　镜头158
7.1.3　相机160
7.2　视觉检测识别技术160
7.2.1　形状检测160
7.2.2　特征检测163
7.2.3　模板匹配168
7.3　视觉尺寸测量170
7.3.1　相机成像模型170
7.3.2　相机标定172
7.4　视觉空间定位174
7.4.1　视觉定位分类175
7.4.2　定位系统比较180
7.4.3　视觉定位应用领域181
7.5　机器视觉在智慧工厂中的应用183
7.6　本章小结184

第8章 通信机制185
8.1　计算机网络构架与拓扑结构185
8.1.1　网络模型与结构186
8.1.2　工业以太网介绍190
8.2　有线接口技术193
8.2.1　串行通信接口技术193
8.2.2　PROFIBUS 现场总线199
8.2.3　基金会现场总线FF 205
8.3　无线接口技术207
8.3.1　ZigBee 技术207
8.3.2　蓝牙技术211
8.3.3　Wi-Fi 技术215
8.3.4　433MHz 专用通信技术与LoRa 通信技术218
8.4　智慧工厂中的通信222
8.5　本章小结223

第9章 状态监测与环境控制224
9.1　概述224
9.2　生产加工过程监控225
9.2.1　生产过程监测227
9.2.2　设备运行状态监测228
9.2.3　智慧工厂设备智能管理系统229
9.3　环境控制233
9.4　安全管控234
9.4.1　安全管控基本原理235
9.4.2　安全生产影响因素与安全管控内容236
9.4.3　全要素安全管控方法238
9.5　本章小结240

第10章 虚拟仿真技术241
10.1　基本概念241
10.1.1　定义241
10.1.2　特点242
10.1.3　发展历程243
10.1.4　发展趋势243
10.1.5　应用244
10.2　智慧工厂虚拟仿真系统245
10.3　本章小结250

参考文献251