前言

本书旨在对原书《现代集成制造系统概论：理念、方法、技术、设计与实施》（2004年出版）进行修订、更新、补充，结合近年来全球有关智能制造理念的科研实践，同时更名为“智能制造：理念、系统与建模方法”。原书用于研究生课程“现代集成制造系统概论”。该课程是20世纪90年代中期开始为系统工程专业开设的，其宗旨是使研究生掌握计算机集成制造系统和现代集成制造系统的理论、方法、技术，具有设计与实施制造系统的能力。原书自2004年出版后作为研究生课程“现代集成制造系统概论”的教材一直使用至今。

随着信息、机械、自动化、系统工程和管理等学科的发展，特别是以移动互联网、大数据、人工智能、物联网、云计算等为代表的新一代信息技术推进了智能制造(Smart Manufacturing)技术的快速发展，结合课题组获得的丰硕科研成果，我们感到必须加深与拓宽课程的内容，特别是需要编写能反映新一代信息技术环境下智能制造技术沿革、新内涵以及相关成果的教学参考书。因此，对原书内容进行了调整，增加了“新一代信息技术的发展及其对制造业的影响”“制造模式的变革”“制造系统的发展及智能制造的概念”“智能制造的技术构成及新一代信息技术支撑的智能工厂体系结构”“智能制造系统的组成”“面向智能制造的参考体系结构”等相关内容。本书对原课程目标进行了改革和更新，使研究生能够在及时获取新一代信息技术环境下智能制造领域中的最新理念、系统、方法与技术的基础上，掌握从事制造系统相关工程设计与实施需要的基本能力。

本书以智能制造理念为起点，讲述新一代信息技术对传统制造业企业的渗透、支持和冲击，给制造业带来的挑战和机遇，以及智能制造技术及系统的发展与沿革，并且系统介绍了智能制造的理念、技术、系统及建模方法等内容。在编写过程中，我们以国内外最新的研究成果和实践经验充实本书的内容；以系统论、方法论为指导，提升本书的学术水平，强化课程的科学性和系统性。我们将多年来科研中遇到的问题、获得的成果加以总结、系统化，并与国家的智能制造战略指导思想融合，较全面、系统地阐述了“智能制造理念、系统与建模方法”。本书可使读者直接面对国民经济建设主战场，在实施“中国制造2025”“新一代人工智能”以及“信息化和工业化深度融合”的重大战略中发挥作用。相信本书的出版具有很好的学术价值。

本书共7章。第1章对智能互联时代的制造业、制造模式的变革、制造系统的发展及制造系统的建模方法论进行综述，并为本书内容的展开进行铺垫；第2章分别从德国“工业4.0”的智能制造技术、美国工业互联网的智能制造技术和“中国制造2025”的智能制造等角度介绍智能制造模式，并探讨包括智能产品、智能制造过程、智能管理和服务、智能制造模式、智能制造基础关键技术等内容的智能制造技术体系、面向网络协同的智能工厂架构和智能企业协作框架；第3章介绍智能制造系统的基本组成，包括智能研发与设计系统、智能生产系统、智能管理与服务系统以及面向流程工业的制造系统；第4章介绍面向制造系统集成的支撑平台；第5章介绍制造系统的建模方法体系，包括建模方法论、多种系统参考体系结构、建模方法和建模工具的应用等内容；第6章讨论制造系统的总体设计技术；第7章介绍制造系统的基础关键技术。

本书既注重系统性和科学性，又注重实用性；既有综合性，又有专门深入的论述。其主要特色是：系统介绍新一代信息技术环境对制造业的影响、智能制造模式的产生和发展，以及当前流行的智能制造观，如“工业4.0”“工业互联网”和“中国制造2025”等；详细介绍智能制造技术体系及其系统构成，包括智能研发与设计系统、智能生产系统、智能管理与服务系统、产品智能服务系统等内容；系统介绍智能制造系统的建模方法体系，如建模方法论、参考体系结构和建模方法工具等；注重智能制造系统强调的关键技术，如制造系统的基础理论和支持技术、信息技术、计算机辅助技术、集成平台技术、制造过程控制技术，以及制造技术的新发展等，较全面地阐述实际系统开发中已采用或正在兴起的技术。本书涉及面广、内容丰富，努力反映出国家智能制造和新一代人工智能的战略部署及实施情况。

本书受到国家自然科学基金项目“互联网与大数据环境下面向高端装备制造的智能工厂运营优化(No.71690234)”和“面向MRO（维护、维修、运行）网络环境的维护服务协同优化与调度研究(No.61573257)”的资助。本书的编写经过多轮研究生教学实践的检验，效果较好。全书由刘敏和严隽薇策划、编写并统稿，特别感谢戴毅茹和凌卫青在本书前一版中做了大量工作，以及马玉敏提出宝贵的修改建议。本书得到同济大学电子与信息工程学院系统工程专业博士生章锋、李玲、徐高威等同学的协助，他们为本书多个章节的素材编写工作付出了辛勤劳动，谨在此对他们表示衷心的感谢。

本书涉及的范围比较广，讨论的问题比较新，也比较复杂，书中难免有不足之处，欢迎广大读者批评指正。

作者

2018年5月