前言

信息技术推动全球新一轮科技革命，产业变革加紧孕育兴起，与我国制造业转型升级形成历史性交汇。习近平总书记强调“我们要顺应第四次工业革命发展趋势，共同把握数字化、网络化、智能化发展机遇”。2023年9月，习近平总书记指出要加快发展以科技创新为主导的新质生产力。2024年政府工作报告提出要“实施制造业数字化转型行动”。

航空工业是国家高科技战略支柱性产业，中国航空工业集团有限公司（以下简称中航工业）党组出台了“创新决定三十条”，坚持以科技、人才、创新“三个第一”赋能新质生产力的发展，积极开展新质生产力的探索和实践，聚力聚势加快发展航空工业新质生产力。结合习近平总书记2023年10月在昌飞考察调研时的重要讲话精神，集团公司明确提出了要“加快数智转型，增强航空工业发展新动能”的数智航空建设目标。

要实现航空工业创新驱动战略以及加速数智转型建设目标，急需智能制造和数字化专门人才。中航工业党校/培训中心在2018年就开启了智能制造人才加速培养的进程。2021年，中航工业党校/培训中心组织清华大学教授、集团公司专家和国内智能制造专业人士研讨航空工业智能制造培训课程。基于集团公司提出的“动态感知、实时分析、自主决策、精准执行”的航空智能制造特征，形成了由智能制造内涵、关键技术和系统实施实践等部分组成的模块化培训课程体系，并面向集团公司各企业开展了多轮智能制造和数字化转型实践的技术骨干培训。

智能制造是新一代信息技术与先进制造技术的深度融合，是数字化、网络化和智能化等的共性使能技术，是贯彻新发展理念、实现高质量发展、开发新质生产力的重要实践。为进一步落实集团党组培养数智化转型人才的要求，按照集团核心课程教材建设相关要求，在总结培训经验的基础上，中航工业党校/培训中心决定开展智能制造教材编写，由中航工业党校副校长培训中心副主任胡冰与培训中心专务孔凡利组织主讲教师和业内专家多次研究并优化教材内容，历时近2年编写了本书。

本书既可作为企业技术人员开展智能制造和数字化转型活动的实施指南，也可作为航空和其他装备制造企业开展智能制造培训的配套教材，同时也可作为高等院校智能制造工程专业的参考教材。

本书共分3篇17章。第1篇为智能制造基础，共分4章。第1章工业智能化的技术发展概况，由清华大学自动化系张和明教授编写，综述了工业化的主要进程、工业革命的技术剖析、生产方式的演进变革，介绍了数控技术与装备、数字化设计制造、智能制造支撑技术的发展，分析了智能制造的内涵； 第2章世界典型国家的智能制造体系架构，由清华大学自动化系副系主任李清教授和清华大学自动化系瞿盟津博士编写，介绍了德国工业4．0、美国智能制造生态系统、美国工业互联网的体系架构； 第3章中国航空工业集团智能制造架构解析，由中航工业制造院原副总工程师王湘念、中航工业昌飞副总工程师汪广平和庆安副总工程师裴建平编写，介绍了集团公司开展智能制造顶层规划的背景和研究过程，剖析了集团公司智能制造总体架构、关键技术、实施要点及应用案例； 第4章智能制造能力成熟度模型及应用，由王湘念、汪广平和裴建平编写，介绍了智能制造能力成熟度模型的构成、内容评估方法和评估案例。

第2篇为智能制造技术，共分7章。第5章信息采集与数据处理技术，由清华大学精密仪器系董永贵教授编写，介绍了信息采集、数据处理与状态感知技术； 第6章产品数字化设计制造技术，由张和明教授编写，介绍了产品数字化建模、单一数据源构建与设计制造集成技术； 第7章产品设计与制造的仿真技术，由清华大学机械工程系赵海燕教授与张和明教授编写，介绍了产品设计仿真、制造工艺过程仿真、生产系统的建模与仿真，第8章数字孪生技术及飞机制造应用，由张和明教授编写，介绍了数字孪生技术及其在飞机智能制造领域的典型应用； 第9章先进制造技术与机器人应用，由中航工业首席技术专家制造院科技委副主任郭德伦牵头，中航工业制造院滕俊飞、姚艳彬、李怀学、邓云华等编写，介绍了工业领域的先进制造技术与机器人在航空制造中的典型应用； 第10章工业大数据与智能技术，由清华大学大数据系统软件国家工程研究中心总工程师王晨编写，介绍了工业数据体系与数据治理、工业大数据与人工智能技术； 第11章面向智能制造的工业软件与知识工程，由浙江大学王宏伟教授与英诺维盛(北京)新技术发展有限公司总经理赵敏编写，介绍了智能制造中的工业软件与知识工程。

第3篇为智能制造系统实施，共分6章。第12章智能制造系统构建，由清华大学国家CIMS中心工程部主任赵骥编写，介绍了智能制造系统构建必然要考虑到的各种因素、需要遵循的基本规律和规范化工程化的方法； 第13章智能制造产线/车间规划、设计与开发，由北京航臻科技有限公司总工程师马维民与中航光电副总工程师兼制造工程所所长张波利编写，介绍了智能制造车间/产线规划开发与管控的方法和典型实践案例； 第14章智能工厂规划与实施，由赵骥编写，介绍了智能工厂规划设计与实施； 第15章工业互联网平台，由航天云网科技发展有限责任公司总经理柴旭东与北京航天智造科技发展有限公司平台研发部副部长宿春慧编写，讨论了工业互联网平台的构成、运营和应用案例； 第16章智能生产管控一体化，由李清教授和瞿盟津博士编写，介绍了智能生产管控一体化和智能运维； 第17章智能制造最新实践，由中航工业首席技术专家沈飞工程技术中心主任潘新、中航工业首席技术专家成飞副总工程师牟文平、中航工业沈飞创新研究院研发工程师刘本刚和董泽光编写，集中展现了数字化、智能化技术的深度应用，展望了智能制造的未来。

在本书编写过程中，清华大学继续教育学院课程研究员张玉坤承担了组织各章作者编写和沟通等组编工作，清华大学继续教育学院资深主管魏玉按出版要求统一整理了本书的格式，中国商飞上海飞机制造有限公司先进监督工程三级专业总师兼5G工业创新中心平台部副部长邢宏文提供了数字孪生技术的相关资料。在此，谨对他们表示衷心的感谢！

最后，我们期待本书能够成为致力于推动企业智能制造转型人士的参考工具书，帮助读者清晰地把握智能制造基本原理和智能系统判断准则、掌握所涉及的多学科技术知识、了解具体智能制造转型升级的路径和具体的实施方法，更好地在企业智能制造转型中发挥作用，助力国家实施制造业数字化转型行动，发展制造业新质生产力！

编者

2024年9月