本书介绍了工业网络化制造与智能工厂的前沿技术，力图使机械类、自动化类和电气类专业相关技术人员与学生了解和掌握我国机械行业的攻关热点。全书分为8章，第1章介绍制造业信息化发展概况和网络技术概况等；第2章介绍工业网络化制造概念、内涵、特征、基本构成和系统结构；第3章介绍工业网络化制造的关键技术；第4章概述了工业网络化制造的相关技术；第5章是面向工业的网络化制造的协同设计；第6章介绍了面向工业网络化制造过程的传感器技术；第7章阐述工业网络化制造模式下的产品生命周期质量管理；第8章概述了工业网络化制造模式下的智能

1、介绍了工业网络化制造与智能工厂的先进理论和前沿技术。

2、每章内容各有侧重，读者可根据自己的专业领域选取不同部分进行针对性阅读。

3、全面介绍工业网络化制造的相关概念、关键技术和行业应用。

4、介绍了工业网络化制造相关的制造技术、控制技术、管理技术和安全技术。

5、介绍工业网络化模式下的智能工厂。

在当今信息时代，制造业正面临着前所未有的机遇与挑战。随着科技的不断进步和网络技术的迅猛发展，工业网络化制造正在成为推动制造业转型升级的重要战略方向。《工业网络化制造及应用》一书旨在全面介绍工业网络化制造的理论、技术和应用，以及面向工业的网络化制造模式下的智能工厂，帮助读者对制造业未来发展方向加以深入认识和探索。

随着互联网、云计算、大数据等技术的广泛应用，传统的制造模式正经历着深刻的变革。工业网络化制造作为一种全新的制造模式，以信息化和网络化技术为支撑，实现了设备、工艺和资源的高度集成和协同，不仅可以提高生产效率和产品质量，还能够促进资源优化配置和创新能力的提升。

本书旨在为读者全面介绍工业网络化制造的相关概念、技术和应用。首先，本书回顾了制造业发展的历程，探讨制造业信息化发展的现状和趋势。随后详细介绍网络技术在工业网络化制造中的重要性，包括互联网与5G技术、云计算、大数据以及网络与信息安全等方面的内容。在对工业网络化制造进行概述后，深入探讨了工业网络化制造的关键技术，包括总体技术、基础技术、应用实施技术和集成技术。这些技术被细分为不同的章节，以便读者能够更加深入地理解其原理和应用。此外，本书还介绍了工业网络化制造相关的制造技术、控制技术、管理技术和安全技术，如敏捷制造、快速成型技术、虚拟制造技术、智能制造技术、数据隐私保护和工业网络安全等。这些技术在工业网络化制造中扮演着重要的角色，为实现智能化、灵活化和高效化的制造提供了坚实的支持。最后，本书还重点介绍了面向工业网络化制造的协同设计、传感器技术和产品生命周期质量管理等领域的内容，以及工业网络化模式下的智能工厂。这些领域的研究和应用对于实现工业网络化制造的全面转型和提升制造业竞争力具有重要意义。

本书旨在为读者提供一本系统、全面、实用的参考书，帮助读者了解和应用工业网络化制造的最新理论和技术，推动制造业向智能化、网络化和可持续发展的方向迈进。

本书由哈尔滨理工大学组织编写，付祥夫、李荣义、程耀楠和张为共同编著。其中，第1、6、8章由付祥夫编写，第2章由张为编写，第3章由程耀楠编写，第4、7章由李荣义编写，第5章由程耀楠、张为编写，全书由付祥夫统稿。研究生李康男、王成龙和陈恩义参与了大量的绘图和文字整理工作，在此表示衷心的感谢！

希望本书能够为读者提供有价值的信息并带来深入的思考，促进制造业的创新发展和转型升级。

由于笔者水平有限，书中难免有疏忽和不妥之处，敬请读者批评指正。

编著者

第1章 概论 1

1.1制造业发展历程1

1.2制造业信息化发展概况2

1.3网络技术概况11

1.3.1互联网与5G技术11

1.3.2云计算13

1.3.3大数据16

1.3.4网络与信息安全18

1.4工业网络化制造的意义22

第2章 工业网络化制造概述26

2.1工业网络化制造概念27

2.2工业网络化制造内涵与特征28

2.2.1工业网络化制造的内涵28

2.2.2工业网络化制造的特征29

2.2.3工业网络化制造的产生背景30

2.3工业网络化制造基本构成31

2.4工业网络化制造系统32

2.4.1工业网络化制造系统结构33

2.4.2工业网络化制造系统构建主要内容34

第3章工业网络化制造的关键技术36

3.1工业网络化制造的技术体系36

3.2总体技术37

3.3基础技术40

3.4应用实施技术43

3.5集成技术45

第4章 工业网络化制造的相关技术47

4.1工业网络化制造相关的制造技术47

4.1.1敏捷制造47

4.1.2快速成型技术50

4.1.3虚拟制造技术57

4.1.4智能制造技术64

4.2工业网络化制造相关的控制技术71

4.2.1分级递阶智能控制71

4.2.2混合智能控制72

4.2.3基于工业网络化远程加工、检测和监控技术74

4.2.4集成智能控制系统80

4.3工业网络化制造相关的管理技术81

4.3.1企业组织管理模式81

4.3.2企业内部技术管理83

4.4工业网络化制造相关的安全技术83

4.4.1数据隐私保护83

4.4.2工业网络安全85

第5章 面向工业网络化制造的协同设计88

5.1工业网络化协同设计概述88

5.1.1工业网络化协同设计概念88

5.1.2分布式技术90

5.1.3协同设计平台94

5.2工业网络化协同设计系统关键技术96

5.2.1基于网络的协同设计系统技术方案96

5.2.2协同感知技术98

5.3面向工业网络化制造的协同设计102

5.3.1产品和制造信息资源库102

5.3.2工业网络化制造资源集成平台104

5.3.3工业网络化协同设计和加工工具集109

5.4面向工业网络化制造的协同工艺设计与管理111

5.4.1协同工艺设计的主要内容111

5.4.2协同工艺设计的体系结构114

5.4.3协同工艺设计流程管理116

第6章 面向工业网络化制臺这程的传感器技术122

6.1工业网络化制造过程传感器概述122

6.1.1工业网络化制造过程传感器基本概念122

6.1.2工业网络化制造过程传感器分类123

6.1.3基于网络传感器的智能监控终端127

6.2刀具状态监测传感器129

6.2.1切削刀具的状态变化特征129

6.2.2刀具状态监测的目的和方法130

6.2.3刀具状态监测的实现134

6.3加工质量检测传感器138

6.3.1高精度位移传感器138

6.3.2零件三维形状及表面轮廓测量140

6.3.3表面残余应力及其检测141

6.3.4加工硬化及其检测143

6.3.5微观组织特征及其检测145

6.4工业网络化智能车间物流传感器146

6.4.1车间无线传感器网络146

6.4.2车间物流常用传感器148

6.4.3车间物联网传感器信息处理150

第7章 工业网络化制造模式下的产品生命周期质量管理159

7.1工业网络化制造模式下的产品生命周期质量管理概述159

7.1.1产品生命周期质量管理的意义159

7.1.2产品生命周期质量管理的概念161

7.1.3产品生命周期质量管理的构成162

7.2工业网络化制造模式下的产品质量监控164

7.2.1加工过程中监控技术概述164

7.2.2加工过程中监控系统结构及其功能166

7.2.3加工过程监控系统实例169

7.3工业网络化制造模式下的产品质量控制173

7.3.1产品质量控制概念及意义173

7.3.2产品质量控制方法174

7.3.3产品质量控制基本框架178

7.4产品生命周期质量综合评价体系181

7.4.1产品生命周期质量综合评价概述181

7.4.2产品生命周期质量综合评价建立的基本思想183

7.4.3面向产品生命周期的质量评价方法184

第8章 工业网络化制造模式下的智能工厂188

8.1工业互联网概念188

8.1.1工业互联网的架构188

8.1.2工业互联网发展现状191

8.1.3工业互联网应用场景193

8.2工业网络化智能工厂概述197

8.2.1智能工厂分类197

8.2.2智能工厂发展历程199

8.2.3智能工厂重点发展方向201

8.3工业网络化制造模式下的智能工厂203

8.3.1智能工厂的物理系统203

8.3.2智能化系统架构204

8.3.3智能建模与优化决策207

8.4智能工厂的典型案例210

8.4.1智慧工厂大屏可视化决策系统210

8.4.2基于云边协同的智能工厂工业物联网架构与自治生产管控技术211

8.4.3i5智能制造基地214

参考文献217