本书系统地介绍了智能装备设计、制造、使用和运维等全生命周期所需的基础理论和方法，涵盖了智能装备各个方面的内容，展示了机械、信息、材料等多学科交叉融合与前沿技术创新的特点，系统地探讨了智能装备从理论到实践的整个过程。 本书本着少而精的原则，力求做到内容新颖、重点突出、以点带面。第1 章为绪论，简要介绍了智能装备设计生产与运维的基本概念、重要性和发展趋势；第2~4 章分别对智能装备设计理论与技术、智能装备生产技术和智能装备运维技术进行了阐述；第5 章、第6 章对智能机器人和高端数控装备的设计、生产和运维技术进行了介绍。本书既注重基础知识和基础理论的讲解，又理论联系实际，力求达到培养应用型人才的目的。 本书适用于已具有一定机械基础的学习者，包括在高等院校或职业学校的学生以及从业人员，可作为高等工科院校智能制造类专业的教材，用于课堂教学和学习参考，同时适合工程技术人员及相关领域的从业人员阅读参考，可帮助提升其机械知识和技能。

高等院校老师

序
前言
第1 章　绪论 1
1.1　智能装备概述 1
1.1.1　智能装备的定义与特点1
1.1.2　智能装备的特征与意义3
1.1.3　智能装备的分类 4
1.1.4　智能装备发展趋势6
1.2　智能装备设计 7
1.2.1　智能装备设计类型及方法.7
1.2.2　智能装备设计的评价11
1.3　智能装备制造 12
1.3.1　智能制造技术发展背景和意义 12
1.3.2　智能装备制造特征、目标及发展趋势 13
1.3.3　智能制造过程 16
1.4　智能运维与健康管理18
1.4.1　智能运维与健康管理概述18
1.4.2　智能运维的功能18
1.4.3　智能运维在智能设备中的应用 21
1.5　智能装备设计生产运维一体化23
1.5.1　设计与生产的协同23
1.5.2　生产与运维的整合24
1.5.3　一体化实施的关键技术26
第２章　智能装备设计理论与技术 28
2.1　引言 28
2.1.1　智能装备设计理论与技术概述 28
2.1.2　智能装备设计理论与技术发展历程 30
2.2　机械设计理论与方法32
2.2.1　机械设计基本原理32
2.2.2　机械设计流程与方法34
2.2.3　机械设计中的创新与优化42
2.3　现代设计理论与方法46
2.3.1　现代设计理论概述46
2.3.2　智能装备数字化设计49
2.3.3　数字化设计制造的未来趋势58
2.3.4　现代设计方法与工具介绍60
2.4　智能机械设计方法与技术67
2.4.1　智能机械 67
2.4.2　智能机械总体设计72
2.4.3　智能机械设计方法74
2.5　装备设计方法与技术78
2.5.1　装备设计基本要求78
2.5.2　装备系统主要分析方法82
2.5.3　装备系统设计 85
第3 章　智能装备生产技术 108
3.1　引言 108
3.1.1　智能装备生产技术概述108
3.1.2　智能装备生产技术发展历程109
3.1.3　工业生产中的智能装备112
3.2　机械制造技术基础113
3.2.1　传统机械制造工艺113
3.2.2　数控加工技术 114
3.2.3　智能车削生产线118
3.3　高性能制造理论与技术120
3.3.1　智能精密加工中心120
3.3.2　柔性制造系统设计128
3.4　关键基础智能部件的设计生产134
3.4.1　智能装备核心部件的设计134
3.4.2　智能装备核心部件的生产135
3.4.3　智能传感器的设计与制造136
3.4.4　人工智能与自动化技术在部件生产中的应用 138
3.5　智能机械制造技术139
3.5.1　智能机械制造加工基础139
3.5.2　新型制造加工技术144
3.6　装备制造技术 148
3.6.1　装备制造关键技术支撑148
3.6.2　装备制造管理 148
第4 章　智能装备运维技术 157
4.1　引言 157
4.1.1　智能装备运维的背景和意义157
4.1.2　智能装备运维关键技术.158
4.1.3　智能装备运维技术的发展现状与趋势 161
4.2　物联网与状态智能感知162
4.2.1　物联网基本概述162
4.2.2　物联网架构与技术165
4.2.3　基于物联网的装备状态智能感知 167
4.3　云计算与装备远程运维169
4.3.1　云计算基础 169
4.3.2　装备远程运维技术171
4.3.3　云计算与装备远程运维的融合 .173
4.3.4　云计算在装备远程运维中的应用实践 178
4.3.5　技术挑战与前景展望181
4.4　智能监控与可预测性维护182
4.4.1　装备智能监控技术182
4.4.2　基于智能监控的装备可预测性维护 186
4.4.3　智能装备可预测性维护应用188
4.4.4　挑战与展望 190
4.5　机器学习与故障诊断191
4.5.1 机器学习基础 191
4.5.2 故障诊断概述 195
4.5.3 机器学习算法在故障诊断中的应用 196
4.5.4 未来发展趋势及展望201
4.6　智能装备全生命周期管理系统202
4.6.1 装备全生命周期管理系统基础 202
4.6.2 系统功能 205
4.6.3 装备全生命周期各阶段应用208
第5 章　智能机器人设计与生产 214
5.1　引言 214
5.1.1 智能机器人的基本概念214
5.1.2 智能机器人的分类216
5.1.3 智能机器人的发展现状.219
5.1.4 智能机器人的核心技术简介 221
5.2　智能机器人总体设计228
5.2.1 总体设计原则 228
5.2.2　智能机器人机械结构230
5.2.3 智能机器人传感器245
5.2.4 智能机器人控制系统249
5.2.5 智能机器人协作系统255
5.3　智能机器人的设计与生产260
5.3.1 机器人减速器 260
5.3.2 机器人控制器 264
5.3.3　机器人驱动器 268
5.4　智能机器人设计制造运维一体化技术 273
5.4.1 一体化技术的理论基础与关键技术 273
5.4.2　机器人设计与运维的数据交互 294
5.4.3　机器人制造与运维的数据对接 297
5.4.4　机器人设计与制造的协同工作流程 299
5.4.5　数据驱动的一体化优化策略302
第6 章　高端数控装备智能设计生产与运维 305
6.1　引言 305
6.1.1　高端数控装备的基本概念305
6.1.2　高端数控装备的分类311
6.1.3　高端数控装备的发展前景与挑战 312
6.2　智能数控机床设计与生产314
6.2.1　引言 314
6.2.2　智能数控机床总体设计317
6.2.3　智能数控机床设计与生产320
6.3　增材制造装备设计与生产326
6.3.1　增材制造技术概述326
6.3.2　增材制造技术发展326
6.3.3　增材制造产业发展327
6.3.4 　增材制造装备设计与生产328
6.3.5　智能增材制造装备与运维334
6.4　增减材复合制造技术与装备338
6.4.1　增减材复合制造技术概述338
6.4.2　减材复合制造技术的装备与工艺 341
6.4.3　增减材复合制造技术的发展趋势与挑战 .346
6.5　高端数控装备运维技术347
6.5.1　智能运维概述 347
6.5.2　智能运维技术基础348
6.5.3　故障机理分析与建模356
6.5.4　大数据驱动的智能故障诊断357
6.5.5　数字孪生驱动的装备预测性维护 359
6.6　高端数控装备生产与运维一体化实例 360
6.6.1　高端数控装备生产与运维一体化概述 360
6.6.2　实例一：智能数控加工中心——CTX beta 450 TC 361
6.6.3　实例二：智能增材制造——禅月3D 打印云制造平台366
总结与展望 371
参考文献 375