前言

制造业是国家经济的支柱产业，也是国家综合国力的重要组成部分。它不仅支撑人类文明的建立与发展，而且对国家经济、科技进步和国防实力的提升产生直接影响。进入21世纪，全球主要国家越来越重视制造业的发展。2015年，我国提出《中国制造2025》战略，旨在通过分阶段实施，实现由制造业大国向制造业强国的转变，其中智能制造是主攻方向，是制造业发展的重点。为适应这一趋势，国内制造企业在国家政策的指导下，积极推进智能制造，并急需大量相关专业技术人员。截至2024年6月，已有337所高校开设智能制造工程专业，为我国制造业的智能化转型培养大量人才。

为了满足智能制造工程专业技术人才的培养需求，教材建设团队在整合传统机械工程专业核心课的基础上，融合新一代信息技术,规划了包括智能制造技术基础、智能制造系统建模与优化、智能制造装备控制基础等多门智能制造工程专业核心课,并编写相关教材。《智能制造系统建模与优化》在整合了生产计划与控制、机械制造技术基础等教材内容的基础上,对教材内容和章节结构进行了重新设计,具有以下特点：  

（1） 将马克思主义立场观点与科学方法融合,用以解决“复杂制造问题”，提高学生正确认识、分析和解决问题的能力。同时，通过“中国制造2025”国家政策的引入，引导学生学习《智能制造工程实施指南2016-2020年》《国家智能制造标准体系建设指南》等资料，深刻理解我国在大力发展智能制造方面的举措，激发学生投身我国“制造强国”战略建设的斗志和热情，培养学生精益求精的大国工匠精神。 

（2） 围绕离散制造系统智能制造车间的生产问题，探讨应用智能算法建模求解生产计划制订，车间作业调度安排，工艺规划和切削加工等问题的方法和手段。因此，教材整体内容包括两个方面： 一方面，对车间级制造系统切削加工、工艺规划、车间调度和生产计划的复杂制造问题进行建模； 另一方面，利用智能算法、计算方法对复杂问题模型进行求解和优化。 

（3） 在构建车间级制造系统知识图谱的基础上，本书章节安排遵循基础知识、高阶知识前后贯通、延续递阶的原则，同时又强调以解决“复杂制造问题”为目标的工程教育思想的培养。因此，教材章节安排如下： 第1章为制造与制造系统，第2章为切削加工建模与智能优化，第3章为工艺规划建模与智能优化，第4章为车间调度建模与智能优化，第5章为工艺规划与调度智能集成，第6章为生产计划与智能排产，第7章为工程案例。

“智能制造

系统”慕课

（4） 本书同步建设数字教材等数字教学资源，在学堂在线平台上线了慕课“智能制造系统”。同时，教材中建设了大量的案例，以及用以求解案例的代码和程序。丰富多样的教学资源使学生有更多的方法和途径掌握相关的知识点。 

(5) 在工程实践方面，本书结合了多个具有代表性的案例，详细阐述了智能制造系统在实际应用中的操作和优化。通过对这些实际工程问题的深入分析和对解决方案的介绍，旨在帮助读者理解智能制造系统的实际应用过程，掌握真实生产环境中应用智能技术的实际技能和策略。每个案例均包括详细的背景描述、问题分析及解决方案，确保读者全面理解智能制造系统在实际工程中的应用效果与面临的挑战。

本书的体系架构体现了系统、高阶、实用的特点，既可作为高等院校智能制造工程、机械工程、工业工程等相关专业的核心教材，也可供从事智能制造研究与开发的工程技术人员参考。

本书结构和大纲由王进峰、李新宇规划制定，王进峰负责编写第1、2、3、4章； 李新宇负责编写第5、6、7章； 丁海民参与编写第1、2章； 刘齐浩参与编写第5、7章。王进峰负责统稿，研究生鲁绍朴参与编辑和修订了书中的部分图、表、公式。

感谢刘杨编辑为本书顺利出版所做的卓有成效的工作。感谢清华大学出版社为此教材出版所做的重大贡献。

由于编者水平有限，书中缺点和错误在所难免，敬请读者批评指正。

编者

2024年10月