制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基�！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035 年遠景目標綱要》中指出，推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化是實現(xiàn)新型工業(yè)化的重要途徑，也是推動我國從制造大國向制造強國邁進的重要抓手。智能裝備作為智能制造的核心載體，已經(jīng)成為推動制造業(yè)升級、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量的重要驅動力。新一輪科技與產(chǎn)業(yè)革命正推動智能裝備設計、生產(chǎn)與運維技術迅速發(fā)展，支撐行業(yè)數(shù)字化轉型與智能化升級。把握數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展機遇，構建智能制造體系，推動關鍵核心技術攻關，補齊產(chǎn)業(yè)短板，才能推動機械裝備產(chǎn)業(yè)轉型升級，形成新的競爭優(yōu)勢。本書圍繞智能裝備的設計理論、生產(chǎn)技術、運維技術、設計生產(chǎn)與運維一體化實例等內(nèi)容，進行深入分析與閘述，旨在為培養(yǎng)具備智能制造裝備設計、生產(chǎn)與運維綜合素質的應用型人才提供系統(tǒng)化的知識體系和技術能力支撐，使其能夠解決智能制造領域的實際問題，進而推動技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)進步。
隨著新一代信息技術的發(fā)展，在裝備的設計理論與技術方面，更多先進的設計技術已經(jīng)在機械制造以及裝備設計領域得到了廣泛應用。這一發(fā)展得益于完善的智能設計系統(tǒng)，即人機高度協(xié)作、知識高度集成的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)具有自組織能力、開放的體系結構以及大規(guī)模知識集成化處理環(huán)境，能夠穩(wěn)定可靠地支持設計過程。通過應用智能設計系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)高效、靈活和可持續(xù)化的裝備設計過程。這些系統(tǒng)通過整合人工智能技術、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡和機器學習技術，強化了設計過程的自動化，并與計算機集成制造相結合，實現(xiàn)了設計制造一體化集成，提升了設計的質量與效率，幫助企業(yè)在競爭中更好地滿足市場需求并創(chuàng)造更大的價值。
智能裝備生產(chǎn)技術是一種綜合性制造技術，它將先進的科技手段與制造業(yè)相結合，旨在提高裝備的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質量和生產(chǎn)靈活性。這類技術涵蓋了從設計、加工、裝配到控制、監(jiān)控和維護等各個環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)裝備制造的智能化和自動化。智能裝備生產(chǎn)技術的核心目標是通過集成先進技術，使制造設備和生產(chǎn)系統(tǒng)具備更高的智能化水平，以應對市場需求的變化和提高企業(yè)的競爭力。
人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和機器學習等技術的集成應用，為智能裝備賦予了前所未有的運維能力。物聯(lián)網(wǎng)技術能夠收集大量裝備運行數(shù)據(jù)，不僅能實時監(jiān)測設備狀態(tài)，還可通過高階數(shù)據(jù)分析功能，識別裝備性能退化趨勢，預測潛在故障的發(fā)生。云計算技術的融合使得設備運維可以跨越地理界限，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理。此外，通過機器學習算法的持續(xù)優(yōu)化，不斷提升維護的準確性和效率。這種自動化和智能化的融合不僅確保了設備的高效運行，也推動了整個行業(yè)向更高水平的技術整合和創(chuàng)新發(fā)展。
以智能機器人和高端數(shù)控裝備的設計生產(chǎn)與運維過程為例，通過智能裝備設計理論與技術、生產(chǎn)技術與運維技術在智能機器人和高端數(shù)控裝備設計生產(chǎn)與運維過程中的應用，滿足現(xiàn)代制造業(yè)對高效、靈活和智能化的需求，推動智能裝備制造向智能化、網(wǎng)絡化和服務化方向不斷邁進。同時將智能裝備的設計、制造和運維過程進行整合，展現(xiàn)設計制造與運維一體化技術的重要性，實現(xiàn)生產(chǎn)資源的最優(yōu)配置和生產(chǎn)效率的最大化。
本書旨在系統(tǒng)性地介紹智能裝備設計、生產(chǎn)和運維的核心理論與技術，通過分享智能裝備相關理論和實際案例，培養(yǎng)具備實用技能的應用型人才，是在參考大量國內(nèi)外相關研究和工程實踐的基礎上，結合作者團隊多年的研究成果編寫而成。全書共6 章，本著少而精的原則，力求做到內(nèi)容新穎、重點突出、以點帶面。第1 章為緒論，簡要介紹了智能裝備設計生產(chǎn)與運維的基本概念、重要性和發(fā)展趨勢；第2~4 章分別對智能裝備設計理論與技術、智能裝備生產(chǎn)技術和智能裝備運維技術進行了闡述；第5 章和第6 章對智能機器人和高端數(shù)控裝備的設計、生產(chǎn)和運維技術進行了介紹。最后，對智能裝備設計與制造的未來發(fā)展進行了展望，提出了值得深入探討的戰(zhàn)略性與前沿性問題。這些問題圍繞智能裝備設計與制造的創(chuàng)新路徑、技術進步對產(chǎn)業(yè)變革的推動作用，以及如何在全球競爭中提升我國智能裝備的核心競爭力等方面展開，期望讀者通過思考這些問題，深入領悟智能裝備技術發(fā)展的規(guī)律，為推動智能制造理論與技術的創(chuàng)新奠定堅實基礎。本書在注重基礎知識與理論講解的同時，強調理論與實際的緊密結合。在本書的結構設計中，每個章節(jié)不僅僅局限于闡述基本概念和原理，還涵蓋了與智能裝備相關的最新技術和實際應用，深入探討其在現(xiàn)代制造業(yè)中的具體應用情況，揭示其在整個工業(yè)體系中的重要位置，旨在幫助讀者建立系統(tǒng)的知識體系，同時培養(yǎng)其實際操作能力和創(chuàng)新思維，使其在未來的工作中能夠靈活應對復雜的實際問題，從而更好地適應和推動現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展。
本書由合肥工業(yè)大學訾斌教授和中國科學院院士、浙江大學譚建榮教授任主編，主要負責全書架構搭建。合肥工業(yè)大學祖磊、浙江大學馮毅雄編寫第1 章，合肥工業(yè)大學趙萍、錢森和李元編寫第2 章、第3 章，合肥工業(yè)大學劉征宇編寫第4 章；合肥工業(yè)大學董方方、錢森編寫第5 章，合肥工業(yè)大學田曉青編寫第6 章。中國工程院院士、管理