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本書全面介紹了制造業(yè)人工智能系統(tǒng)的概念、系統(tǒng)組成及系統(tǒng)框架，同時，以案例為引導對于整個系統(tǒng)中的不同技術及各種技術在制造業(yè)人工智能系統(tǒng)中的作用與應用進行了介紹。全書分10章，內(nèi)容包括人工智能系統(tǒng)在制造業(yè)中的作用、增材制造、工業(yè)機器人、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)與云計算、人工智能算法、數(shù)字孿生技術、沉浸式擴展現(xiàn)實。
本書以制造過程中數(shù)據(jù)流作為主線，詳細介紹了不同的新興技術在制造業(yè)人工智能系統(tǒng)中的作用，并且提供了豐富的應用案例，從理論與實踐兩方面解決了與后續(xù)課程的銜接問題，具有系統(tǒng)性、實用性強，內(nèi)容新穎的特點。
本書可作為普通高等院校機械工程、自動化智能制造及人工智能等相關專業(yè)的本科生及研究生的教材，也可作為工程技術人員的參考用書。
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隨著科技革命與產(chǎn)業(yè)革命的深入推進，制造業(yè)作為立國之本、強國之基，在國際競爭中的核心地位不斷凸顯。21 世紀以來，尤其是2008 年全球金融危機以后，發(fā)達國家特別是科技強國紛紛重新審視“去工業(yè)化”政策，包括制造業(yè)外包政策和“重服務輕制造”的思想，重振制造業(yè)成了各國經(jīng)濟政策和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)迭代升級的主旋律。
近幾年，我國加快制造業(yè)升級的腳步，將包括新一代信息技術產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、農(nóng)機裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)作為未來制造業(yè)升級的重點突破對象。高端制造業(yè)的發(fā)展不能看成是低端制造業(yè)的簡單延伸，而要通過制造業(yè)與人工智能技術的深度結(jié)合、制造技術與信息技術的結(jié)合，對制造過程進行迭代升級，實現(xiàn)制造業(yè)的跨越式發(fā)展。在制造業(yè)與人工智能技術的結(jié)合、制造技術與信息技術的結(jié)合中，制造過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流在其中起著關鍵的作用。針對新興人工智能技術、信息技術與制造業(yè)的結(jié)合，本書提出了制造業(yè)人工智能系統(tǒng)的概念。該系統(tǒng)以制造過程中的數(shù)據(jù)流為基礎，實現(xiàn)制造過程具有對于信息自感知、自決策與自執(zhí)行的能力。
本書以智能化制造技術作為主線，介紹了人工智能系統(tǒng)在制造業(yè)中的應用，著重講解了九種新型數(shù)字基礎設施和技術（增材制造、工業(yè)機器人、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)與云計算、人工智能算法、數(shù)字孿生技術、沉浸式擴展現(xiàn)實）在制造業(yè)中的應用。九種新型數(shù)字基礎設施和技術，以數(shù)據(jù)要素作為驅(qū)動，相互串聯(lián)，從而實現(xiàn)制造業(yè)的智能化。對于我國來說，加快制造業(yè)的智能化，是培育我國經(jīng)濟增長新動能的必由之路，是搶占未來經(jīng)濟和科技發(fā)展制高點的戰(zhàn)略選擇，對推動我國制造業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，打造我國制造業(yè)競爭新優(yōu)勢，實現(xiàn)制造強國的目標具有重要戰(zhàn)略意義。
本書第1章主要介紹人工智能系統(tǒng)在制造業(yè)中的作用，以及制造業(yè)人工智能系統(tǒng)的含義、系統(tǒng)的體系組成與框架結(jié)構(gòu)。第2章主要對增材制造技術進行介紹，主要包括3D打印的定義、工藝過程、五種典型的3D打印技術（疊層制造技術、熔融沉積成形技術、立體光固化成形技術、選擇性激光燒結(jié)技術、三維打印技術）與3D打印材料。第3章主要對工業(yè)機器人的類型以及關鍵技術（傳感器、機械設計、程序設計、導航與定位以及路徑規(guī)劃）進行介紹。第4章主要對物聯(lián)網(wǎng)的定義、研究方向、體系結(jié)構(gòu)、關鍵技術與物聯(lián)網(wǎng)的應用進行介紹。第5章主要介紹工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術，包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)、功能作用、核心技術與平臺架構(gòu)，及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用場景與平臺案例。第6章主要對工業(yè)區(qū)塊鏈技術進行介紹，包括區(qū)塊鏈的概念，其在工業(yè)領域中的優(yōu)勢、機遇、挑戰(zhàn)與技術特點，工業(yè)區(qū)塊鏈的技術體系與在制造業(yè)中的應用。第7章主要對大數(shù)據(jù)與云計算的定義與特征、大數(shù)據(jù)與云計算的關系、大數(shù)據(jù)與云計算的基礎技術及兩種技術在工業(yè)生產(chǎn)中的應用進行了介紹。第8章對人工智能算法進行了介紹，主要包括機器學習與深度學習算法的原理與方法，以及人工智能算法的應用。第9章的內(nèi)容主要包括數(shù)字孿生技術的概念、意義及其應用價值，數(shù)字孿生技術的體系架構(gòu)、系統(tǒng)組成、孿生模型、數(shù)字孿生的使能技術和數(shù)字孿生工具，以及數(shù)字孿生在工業(yè)生產(chǎn)中的應用。第10章主要對兩種沉浸式擴展現(xiàn)實技術進行了介紹，即增強現(xiàn)實技術與虛擬現(xiàn)實技術，主要內(nèi)容包括增強現(xiàn)實技術與虛擬現(xiàn)實技術的定義與特征，兩者的區(qū)別、原理與系統(tǒng)組成，增強現(xiàn)實技術與虛擬現(xiàn)實技術的關鍵技術及其在工業(yè)領域的應用。
本書第1章由張青雷編寫，第2章和第3章由段建國編寫，第4章和第5章由秦際赟編寫，第6章和第7章由周瑩編寫，第8章由王琴編寫，第9章和第10章由劉震編寫。全書由張青雷統(tǒng)稿。
由于編者水平有限，書中難免出現(xiàn)錯誤，敬請廣大讀者批評指正。

編者

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