本书以江苏省现代模具智能制造与虚拟仿真实训平台为基础，以产品生命周期管理（PLM）为主线，通过传送带、AGV小车、工业机器人等设备实现智能制造。本书将虚拟仿真技术与智能制造有机融合，集聚智能制造核心要素，主要包括智能制造产线、虚拟仿真实训、工业机器人技术、增材制造技术、微型机床的创新加工、大数据应用技术、大数据创意编程、物联网技术和人工智能技术应用等内容。

本书以“技术素养+管理能力”人才培养为目标，注重理论与工程实际相结合。编写过程中，注重融入新技术、新工艺、新规范，紧跟智能制造的趋势和特点，缩短学生在专业技术技能和生产一线要求之间的距离，具有高素质技术技能人才培养的特色。

本书属于智能制造通识类教材，适合作为高等职业院校机电一体化技术、电气自动化技术、数控技术、工业机器人技术、企业管理、财务管理、金融管理等专业的教材，也可作为智能制造技术人员的参考书或培训用书。

面对科技进步与产业变革的加速推进，新时代的高等职业教育正面临着诸多挑战，亟须打破传统框架，形成新理念、新思维、新模式、新知识和新技术。党的二十大报告

指出：“加快建设国家战略人才力量，努力培养造就更多大师、战略科学家、一流科技领军人才和创新团队、青年科技人才、卓越工程师、大国工匠、高技能人才。”改革，始终是高等职业教育持续发展的核心议题。在新的形势下，传统专业的交叉融合趋势日益明显，多学科交叉融合的教育模式逐渐显现。以智能制造、工业机器人、增材制造、物联网技术、大数据和人工智能等专业为核心的新工科建设，已成为我国高等职业教育的改革方向。传统职业教育需遵循国家发展战略，进行跨界、整合及重构，驱动职业教育协同育人机制，助力区域经济与产业发展。

本书第一版于2021年7月出版。在过去的几年里，智能制造和新一代信息技术又获得了新的发展，如大数据、物联网、人工智能等技术广泛应用于制造行业。为适应智能制造技术的新发展，同时为继续保持本书的先进性、实用性和通用性，编者及时进行了补充和修订。

此次修订，基于以下几点考虑：一是紧跟智能制造技术领域的最新发展动态，确保教材内容的时效性与前沿性；二是弱化教材实验依赖于特定平台，确保教材的实践性和通用性；三是融入党的二十大报告关于大国工匠和高技能人才建设的战略精神，鼓励学生在掌握基础理论的同时，勇于探索和创新实践。在修订过程中，我们保留了前一版的精华内容，如清晰的项目任务、丰富的实践案例，以及贴近岗位的教学设计，同时体现了诸多新特色：一是紧跟新技术发展，增加了小米汽车生产线案例、完善了ABB机器人操作指令、更新了3D打印新技术等；二是强化智能技术的应用，增加了大数据环境搭建和人工智能技术的应用实践；三是强化思政教育元素，引导学生树立正确的价值观,为实现科技自立自强贡献力量。

本书具备以下显著特点：

（1）融入课程思政，注重素养提升。以习近平总书记提出的“培养更多高素质技术技能人才、能工巧匠、大国工匠”为指导，紧扣《“十四五”智能制造发展规划》，顺应工业互联网发展的产业集群新业态，将产品智能制造环节的理论、技术技能训练贯穿项目任务全过程，坚持技能训练与价值引领相结合，融入课程思政。将分析问题、解决问题的思维方法贯穿到项目任务中,并体现恪守标准、执行规范、团队协作、严谨专注、精益求精和追求卓越的职业素养养成。

（2）打破壁垒，融会贯通。基于“工科+ 商科”的人才培养理念，优化“专业引领、能力驱动、校企联动”的人才培养机制，打破专业壁垒与界限，致力于培养兼具技术素养和管理能力的复合型技术技能人才。这一目标的实现与教育教学体系架构、教学模式、人才培养体系、实践教学、教学质量等因素紧密相连，本书致力于构建“技术素养+ 管理能力”的复合型高素质技术技能人才培养体系。

（3）校企合作，产教融合。本书项目源自校企深度产教融合的真实项目，是一本由一批既具备丰富工程实践经验又拥有深厚教学实践经验的人员共同编写创作的“理虚实”一体化教材。以上海西马特机械制造有限公司真实产品智能加工为任务，以提升实践能力为导向，围绕虚拟智造产线搭建、智能仓储与输送、工业机器人应用、智能加工与检测等技能主线，充分彰显智能制造领域技术技能人才培养新特性、新趋势；与华为技术有限公司合作，精选大数据、人工智能和物联网等技术的项目案例，将新一代信息技术的学习与应用融入教学任务。将“理论学习、虚拟仿真、实践操作”有机融合，强化职业岗位能力训练，强化学生对智能制造全系统、全产业链、产品全生命周期管理的系统了解和掌握。

（4）新形态设计，配套数字化资源。本书构建“课程模块化、教学现场化”的教学模式，强化实践现场对理论课程与课堂教学的融入性，推动课程内容与教学实践的有机结合，实现教育教学与生产实践的紧密衔接。将教材难点和每个项目任务操作过程拍摄成微课，通过扫描书中二维码观看，同时配套提供企业实际工程案例、视频、动画、教学设计、教学课件等丰富的数字化资源。

本书由江苏财经职业技术学院智能工程技术学院蒋道霞、嵇正波、赵林林任主编，符学龙、林伟、陈宁宁任副主编，全书由江苏财经职业技术学院杜萍主审。参加编写工作的还有智能工程技术学院武涛、张驰、于云峰、刘欢、顾航、赵瑞晓。具体编写分工如下：项目一由嵇正波、刘欢编写，项目二由武涛编写，项目三由林伟编写，项目四由符学龙、赵林林编写，项目五由于云峰编写，项目六由蒋道霞、赵瑞晓编写，项目七由张驰编写，项目八由陈宁宁编写，项目九由顾航编写。全书由蒋道霞统稿、定稿。

由于编写时间紧、相互协调难度大等原因，本书难免存在不足，恳请使用本书的教师和学生批评指正，以便本书不断改进和完善。

编 者

2024 年7 月

项目一 智能制造产线 1
任务一 初识智能制造1
一、智能制造基本概念  2
二、智能制造典型特征  2
三、“工业40”与“制造强国”  3
任务二 智能制造产线认知5
一、智能制造产线硬件系统  6
二、智能制造产线软件架构  9
三、智能工厂案例——小米汽车工厂  11
任务三 体验智能生产12
一、主轴箱智能生产  13
二、鲁班锁智能装配  18
三、摇摆气缸智能装配  22
四、书签个性化定制  25
五、冲压零件智能生产  27
任务四 智能制造产品成本核算29
一、成本的构成与制造型企业通常的架构  30
二、主轴箱制造成本核算  31
巩固与练习37
项目二 虚拟仿真实训 39
任务一 MES 系统及数字孪生39
一、MES系统和数字孪生技术概述  40
二、认识 MES 系统  41
任务二 智能制造产线虚拟仿真与搭建50
一、物流在智能工厂中的重要地位  51
二、产线仿真搭建及智能工厂规划的十大核心要素  52
任务三 虚拟运行与数据分析65
一、生产排程  65
二、虚拟运行演示及智能制造特性  66
巩固与练习81
项目三 工业机器人技术 83
任务一 工业机器人认知83
一、工业机器人概述  84
二、ABB工业机器人  88
任务二 积木搬运89
一、示教器手动操作  90
二、常用编程指令应用  98
三、积木搬运程序设计 111
任务三 矩形轨迹的移动114
一、坐标系的建立  114
二、矩形轨迹的移动程序设计  118
巩固与练习120
项目四 增材制造技术 121
任务一 3D打印世界探秘121
一、减材制造简述  122
二、增材制造技术概述  122
三、3D打印技术与3D打印机分类  128
四、3D打印优势  131
五、3D打印应用领域  133
六、3D打印发展趋势  134
七、3D打印面临的挑战  135
任务二 三维模型处理与打印实操136
一、Simplify 3D切片软件使用方法  137
二、3D打印原理  138
三、3D打印操作步骤  139
任务三 逆向工程技术（以小熊模型为例）141
一、逆向工程定义  142
二、逆向工程技术与流程  142
三、Geomagic Studio杰魔封装点云  150
巩固与练习154
项目五 微型机床的创新加工 156
任务一 双节棍的加工156
一、仪表车床简介  157
二、双节棍加工实操  157
任务二 立方体的加工161
一、仪表铣床简介  161
二、立方体加工实操  162
巩固与练习164
项目六 大数据应用技术 165
任务一 认识大数据技术165
一、背景介绍  166
二、大数据技术基本理论  166
任务二 Hadoop大数据平台的安装与应用174
一、背景介绍  175
二、基于Windows的Hadoop大数据平台安装与配置  175
三、大数据平台Hadoop的应用  195
巩固与练习203
项目七 大数据创意编程 204
任务一 编程初相识204
一、名言导入  205
二、程序编写相关概念  205
三、相关软件介绍与安装  205
任务二 Turtle绘图209
一、名言导入  210
二、Turtle库的介绍  210
三、Turtle绘图基础知识和语法  210
四、运行“机器猫”程序  213
任务三 学习程序、编写程序216
一、名言导入  216
二、程序理解与绘制  217
巩固与练习220
项目八 物联网技术 222
任务一 物联网世界探秘222
一、物联网的概念  223
二、物联网的特征  223
三、物联网的起源与发展  224
四、物联网的战略意义  224
五、物联网的应用  225
六、华为物联网实验箱的架构  225
七、华为物联网实验箱的介绍与使用  226
任务二 智能门禁系统的设计制作232
一、原理图解析  233
二、实验仪器  233
三、硬件连接  234
四、代码的编写  234
五、编译及下载  237
六、微信实训平台效果  238
任务三 智能窗帘系统的设计制作240
一、原理图解析  241
二、实验仪器  241
三、硬件连接  242
四、代码的编写  243
五、编译及下载  246
六、微信实训平台效果  247
巩固与练习248
项目九 人工智能技术应用 250
任务 认识人工智能技术250
一、背景介绍  251
二、人工智能技术基本理论  251
三、人工智能技术的应用举例  252
四、国产模型之光——DeepSeek智能平台技术解析  257
巩固与练习259
参考文献 260

蒋道霞，江苏财经职业技术学院；嵇正波，江苏财经职业技术学院；赵林林，江苏财经职业技术学院

本书以江苏省现代模具智能制造与虚拟仿真实训平台为基础，以产品生命周期管理（PLM）为主线，通过传送带、AGV小车、工业机器人等设备实现智能制造。本书将虚拟仿真技术与智能制造有机融合，集聚智能制造核心要素，主要包括智能制造产线、虚拟仿真实训、工业机器人技术、增材制造技术、微型机床的创新加工、大数据应用技术、大数据创意编程、物联网技术和人工智能技术应用等内容。

本书以“技术素养+管理能力”人才培养为目标，注重理论与工程实际相结合。编写过程中，注重融入新技术、新工艺、新规范，紧跟智能制造的趋势和特点，缩短学生在专业技术技能和生产一线要求之间的距离，具有高素质技术技能人才培养的特色。