制造是人類創(chuàng)造物質財富的最基本的實踐活動，是人類文明發(fā)展的基礎。隨著人類社會的進步與發(fā)展，人類創(chuàng)造物質財富的生產方式和制造技術也在不斷地進步與發(fā)展。進入21世紀以后，制造企業(yè)面臨的社會環(huán)境、市場環(huán)境和技術環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，突出表現(xiàn)在以下方面：
1）人類社會正面臨著能源與資源危機、生態(tài)與環(huán)境危機等挑戰(zhàn)。隨著社會的進步和經濟發(fā)展，人們的環(huán)保意識和要求大幅提升。這就要求企業(yè)不僅要為社會提供實用的高質量產品，還要承擔社會可持續(xù)發(fā)展責任。提高資源效率，降低環(huán)境污染，實現(xiàn)社會生產力增長與不可再生資源要素全面脫鉤，達到人類與自然和諧共生，成為可持續(xù)發(fā)展的目標。因此，啟動綠色工業(yè)革命成為世界發(fā)展的新趨勢。
2）企業(yè)面臨著日益激烈的市場競爭環(huán)境。經濟全球化使得每個企業(yè)必須面對世界各地其他企業(yè)的競爭，利用企業(yè)自身區(qū)位優(yōu)勢占領市場將變得越來越困難。一方面，多樣化和個性化的產品與服務成為市場需求的主要特征，產品銷售從賣方市場變?yōu)橘I方市場；另一方面，市場需求的變化呈現(xiàn)快速性和不可預測性的特點，產品的生命周期越來越短，客戶對產品的品種和規(guī)格需求越來越細化，對產品質量的要求越來越高。這種對產品多樣性和個性化服務的需求，以及需求的動態(tài)變化和不可預測，導致了通過大批量生產獲取利潤的傳統(tǒng)制造模式，已經不能滿足企業(yè)的生存和發(fā)展需要。這要求企業(yè)必須迅速適應市場的變化，縮短產品研發(fā)和制造周期，提高生產率，降低成本，提供高質量產品和個性化服務。
3）科學技術快速發(fā)展，管理理念日新月異，各種新技術，尤其是新一代信息技術在各行業(yè)得到廣泛而深入的應用。通過三次工業(yè)革命，人類社會和經濟發(fā)展進入了空前繁榮的時代，不僅創(chuàng)造了巨大物質財富，更是創(chuàng)造出豐富的知識財富，新產品、新業(yè)態(tài)、新模式和新理念不斷產生。這不僅促進了傳統(tǒng)制造企業(yè)向新型制造模式轉化，同時也為企業(yè)減耗增效、提升科技水平和競爭力提供了理論支撐和技術手段。
這些變化在世界范圍內引發(fā)了改進制造模式的熱潮，制造業(yè)正朝著自動化、柔性化、集成化、信息化和智能化的方向發(fā)展。敏捷制造、綠色制造、智能制造等新型制造模式的新思想、新理念相繼誕生并被應用。運用信息技術和智能技術對制造系統(tǒng)及其環(huán)境要素（包括人員、設備、組織、流程、市場、物質流、資金流、能量流和信息流等）進行集成優(yōu)化控制與管理，已被公認為是解決制造業(yè)的ETQCS難題的有效手段，即以良好的環(huán)境意識（E，Environment）、最快的上市速度（T，Time to Market）、可靠的質量（Q，Quality）、較低的成本（C，Cost）、優(yōu)質的服務（S，Service）來提高制造業(yè)的競爭力。
在這樣的背景下，以智能為主題的第四次工業(yè)革命正在逐漸形成。此次工業(yè)革命的核心就是將新一代的信息技術和方法與傳統(tǒng)的制造過程進行有機融合，形成一種支持新型制造模式的一體化智能制造系統(tǒng)。其中，新一代信息技術包括物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等，是驅動制造過程中其他技術的大腦和神經中樞。黨的二十大報告指出，“必須堅持科技是第一生產力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力”“開辟發(fā)展新領域新賽道，不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢�！敝悄苤圃煺�在世界范圍內興起，是制造業(yè)信息化技術發(fā)展的必然趨勢，正在帶動裝備制造業(yè)整體技術水平大幅提升。
實現(xiàn)智能制造需要對制造過程及其控制與管理模式進行重新審視和定義。本書編寫的主要目的是：通過介紹制造模式及其組織管理和信息化系統(tǒng)的演進，分析制造系統(tǒng)各發(fā)展階段的特點，明晰現(xiàn)行制造系統(tǒng)與未來智能制造系統(tǒng)的差異，并且從信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems，CPS）的新視角設計了一種智能制造系統(tǒng)的新結構，闡述了其各環(huán)節(jié)的功能和技術內涵。
本書著重從信息化系統(tǒng)構建的視角闡述了智能制造系統(tǒng)及其相關概念的演進、構成和技術內涵。全書共9章，其中第1章緒論，介紹了智能制造產生的社會和技術背景，闡述了智能制造的基本概念、智能制造的目標以及發(fā)展方向；第2章制造系統(tǒng)概述，介紹了制造系統(tǒng)的概念和分類，制造系統(tǒng)及其組織管理模式的演進，進而闡述了制造系統(tǒng)的作用和發(fā)展趨勢；第3章智能制造系統(tǒng)理論基礎，介紹了與智能制造系統(tǒng)密切相關的信息、系統(tǒng)、控制、管理、決策和信息物理系統(tǒng)的基本概念及其性質與作用，為深入理解智能制造系統(tǒng)的構成和技術內涵奠定基礎；第4章企業(yè)信息化系統(tǒng)的體系結構與功能，介紹了企業(yè)信息化系統(tǒng)的發(fā)展歷程，分析了企業(yè)現(xiàn)行信息化系統(tǒng)存在的問題，以及與智能制造系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系；第5章智能制造系統(tǒng)的內涵與體系結構，在介紹智能制造系統(tǒng)基本架構的基礎上，分析了美國、德國、日本智能制造系統(tǒng)的體系結構和內涵，著重闡述了中國智能制造系統(tǒng)的體系結構、主要特征和基本功能；第6章基于信息物理系統(tǒng)的智能制造系統(tǒng)，設計了基于CPS的智能制造系統(tǒng)的基本概念與體系架構，詳細闡述了單元級、系統(tǒng)級和企業(yè)級智能制造系統(tǒng)的構成、共性技術及功能；第7章智能制造的核心技術，介紹了智能制造系統(tǒng)涉及的共性關鍵技術，包括智能數(shù)據(jù)中心、工業(yè)互聯(lián)網、人工智能技術、狀態(tài)感知技術、控制優(yōu)化技術、科學決策技術以及虛擬制造與數(shù)字孿生技術；第8章智能制造系統(tǒng)建模基礎，從智能制造系統(tǒng)的建設與改進出發(fā)，介紹了企業(yè)集成化建模的基本思想和相關技術方法，包括產品與資源建模、過程建模、功能建模和組織建模等；第9章智能制造系統(tǒng)應用案例，結合當前的實際應用案例介紹了智能制造產線的構成，以及智能制造技術在提升產品質量與服務水平方面的應用。
本書的編者均來自東北大學智能技術與應用研究所，均長期從事企業(yè)信息化、自動化等領域課題的研究開發(fā)工作，已完成了百余項國家、省部級和企業(yè)合作課題，在2019年，完成了“河鋼智能制造產線總體規(guī)劃與設計”課題，為本書撰寫積累了堅實的理論基礎和大量的實際素材。
本書由李鴻儒教授和龐哈利教授統(tǒng)籌與規(guī)劃。具體分工為：李鴻儒負責撰寫第1、5章，龐哈利負責撰寫第2、3、4、8章（其中3.5節(jié)由賈明興撰寫），賈明興負責撰寫第6章（其中6.2.3節(jié)由袁平撰寫），尤富強負責撰寫第7章7.1～7.3節(jié)及7.5節(jié)，其中7.4節(jié)由陳春華撰寫，7.6節(jié)由牛大鵬撰寫，7.7節(jié)由龐哈利和尤富強共同撰寫，楊英華負責撰寫第9章。
本書是在借鑒了大量參考文獻的基礎上，結合編者的科研教學實踐編著而成的。衷心感謝這些參考文獻對本書編者的啟示和幫助。
智能制造涉及的技術領域極其廣泛，且正處于快速發(fā)展過程之中。由于掌握資料有限，加之編者水平有限，書中難免存在不足，敬請讀者諒解并歡迎批評指正。