本教材以制造系统为对象，以智能制造系统“动态感知、实时分析、智能决策、精准执行”的典型特征为主线，围绕产品研发设计、生产制造、运维服务的全生命周期智能化，系统阐述了智能制造工程的基本概念、理论基础与模式、产品智能化设计、制造系统智能感知、设计开发与运行控制、智能工厂运行管理等关键技术，拓展了工业大数据分析与智能决策、数字孪生等智能制造共性技术。全书体系完整、重点突出、主线清晰，从理论、方法与技术的体系化视角，构建起智能制造工程新工科专业核心课程知识体系。
本教材可作为高等院校智能制造工程、机器人工程等新工科专业本科生教材，以及机械工程、自动化等相关专业本科生和硕士研究生的参考教材，也可供从事智能制造专业的技术人员阅读参考。

第1章 绪论
1.1 智能制造工程的概念体系
1.1.1 智能制造工程的发展背景、需求与趋势
1.1.2 智能制造工程的核心概念视图
1.2 制造系统智能化演进
1.2.1 制造系统概念与构成
1.2.2 制造系统自动化
1.2.3 制造系统数字化
1.2.4 制造系统网络化
1.2.5 制造系统智能化
1.3 智能制造驱动产品生命周期管理变革
1.3.1 产品生命周期管理的演进历程
1.3.2 智能制造重新定义产品边界——研发设计视角
1.3.3 智能制造重新定义制造范式——生产制造视角
1.3.4 智能制造重构产品运维模式——运维服务视角
1.4 智能制造工程的技术体系
1.5 小结与习题
第2章 智能制造理论基础与模式
2.1 智能制造理论基础
2.1.1 控制论
2.1.2 系统工程理论
2.1.3 “工业4.0”参考架构
2.1.4 信息物理系统
2.2 智能制造基本范式
2.2.1 数字化制造范式
2.2.2 “互联网+”制造范式
2.2.3 “智能+”制造范式
2.3 智能制造典型模式
2.3.1 制造模式的定义与演进
2.3.2 大规模生产方式
2.3.3 大规模定制生产方式
2.3.4 个性化生产方式
2.4 小结与习题
第3章 产品智能化设计方法
3.1 智能产品的概念及内涵
3.2 智能产品设计过程与步骤
3.2.1 产品设计方法的发展历史
3.2.2 产品设计的一般过程与步骤
3.3 数据驱动的产品智能化设计方法
3.3.1 智能产品时代的设计方法
3.3.2 产品智能化设计的技术架构
3.3.3 数据驱动的产品性能预测
3.3.4 基于优化的产品方案生成
3.4 产品智能化设计的软件平台
3.4.1 产品智能化设计软件平台的基础
3.4.2 产品智能化设计典型软件平台
3.5 产品智能化设计应用案例
3.5.1 数据驱动的车架结构设计案例
3.5.2 基于深度学习的热杆轧制工艺设计案例
3.6 小结与习题
第4章 制造系统智能感知方法与技术
4.1 制造系统状态感知原理
4.2 制造系统传感器应用与选择方法
4.2.1 设备级传感器
4.2.2 系统级传感器——光纤传感器
4.2.3 车间级传感器RFID
4.2.4 多传感器融合技术
4.3 制造系统智能人机交互技术
4.3.1 机器视觉技术
4.3.2 多模态人机交互
4.3.3 制造系统智能人机交互技术应用
4.4 感知课程实验
4.4.1 基于手机传感器的测试技术应用实践
4.4.2 基于移动设备的零件二维图纸识别与增强显示
4.5 小结与习题
第5章 智能制造系统设计与开发
5.1 智能制造系统的主要装备
5.1.1 数控工艺装备
5.1.2 工业机器人
5.1.3 增材制造装备
5.1.4 智能物流设备
5.2 柔性智能制造单元
5.2.1 柔性智能制造单元的定义
5.2.2 柔性智能制造单元的组成
5.2.3 柔性智能制造单元案例
5.3 智能产线设计与布局
5.3.1 智能产线定义与构成
5.3.2 智能产线的设计过程及方法
5.3.3 智能车间/产线的设施布局设计
5.4 制造系统建模与仿真
5.4.1 制造系统建模与仿真的基本概念
5.4.2 制造系统建模与仿真的基本步骤
5.4.3 制造系统的常用仿真软件
5.4.4 柔性制造系统建模与仿真案例分析
5.5 流水生产线平衡设计
5.5.1 单一品种流水线生产线平衡设计
5.5.2 多品种流水生产线平衡设计
5.6 智能生产线管控系统设计
5.6.1 智能生产线管控系统概述
5.6.2 智能生产线管控系统的架构、组成与数据流
5.6.3 智能生产线管控系统的设计
5.6.4 车间级管控功能模块
5.6.5 单元级管控功能模块
5.7 小结与习题
第6章 智能制造系统运行控制技术
6.1 智能制造系统运行控制概述
6.1.1 智能制造系统运行控制的基本任务
6.1.2 智能制造系统的控制结构形式
6.1.3 智能制造控制系统的组成与功能
6.1.4 智能制造系统运行控制的信息流网络模型
6.2 可编程逻辑控制
6.2.1 PLC的产生和发展
6.2.2 PLC的组成与分类
6.2.3 PLC的运行原理
6.2.4 PLC编程语言
6.2.5 PLC在智能制造装备中的应用
6.2.6 PLC编程举例
6.3 数控机床运行控制
6.3.1 数控机床概述
6.3.2 数控机床工作过程
6.3.3 数控加工工艺基础
6.3.4 数控加工工序详细设计
6.3.5 数控加工编程基础
6.3.6 数控机床控制原理
6.4 工业机器人运行控制
6.4.1 工业机器人控制概述
6.4.2 工业机器人控制系统的组成及功能
6.4.3 工业机器人的运行控制方式
6.4.4 工业机器人的运行控制实现
6.5 物流系统的管理与控制
6.5.1 工件流的管理与控制
6.5.2 刀具流的管理与控制
6.5.3 自动化立体仓库的管理与控制
6.5.4 自动导引小车