本书内容先进，填补国内同类图书空白，已列为湖北省学术著作出版基金、国家出版基金申报项目。
本书将智能制造技术融合到航天装备制造过程，详细讨论了航天制造关键过程中的智能化技术。智能制造是什么，我国的航天制造业为什么需要智能制造是本书讨论的第一个问题。了解之后，本书首先从整个航天行业角度出发，阐述了智能制造技术对航天产业链、价值链造成的冲击和变革。第二部分详细阐述了信息技术与航天制造技术融合。数字化制造是智能制造的基础，本书首先介绍航天数字化制造技术，在此技术上对新一代信息技术与航天制造的进一步融合进行了研究。第三部分对航天产品关键工艺中涉及的智能技术、智能装备进行了详细阐述，包括机械加工、成型、焊接、装配等，后对航天特种加工机器人进行了介绍。
航天制造业是体现国家科技实力和竞争力的重要战略性行业，我国经过50多年努力已跻身于世界航天大国行列。但相比航天强国，我国航天制造业仍存在一定的差距。智能技术的应用能够弥补制造技术水平与产品需求之间的差距，有效推进战略转型，使我国航天制造业实现工业化、规模化、产业化。这也是保持我国航天制造业持续快速发展、促使我国向航天强国迈进的必由之路。
本书就智能制造技术与航天装备制造过程的融合展开了讨论，详细讨论了航天制造关键过程中的智能化技术。
第1~2章首先讨论了智能制造是什么，我国的航天制造业为什么需要智能制造这两个问题。之后，本书从整个航天行业角度出发，阐述了智能制造技术对航天产业链、价值链造成的冲击和带来的变革。
第3~4章详细阐述了信息技术与航天制造技术的融合。数字化制造是智能制造的基础，本书首先介绍了航天数字化制造技术，在此技术上对新一代信息技术与航天制造的进一步融合进行了研究。
第5~13章对航天产品关键工艺中涉及的智能技术、智能装备进行了详细阐述，包括钣金件成形、机械加工、热处理、表面处理、焊接、共底夹层制造、复合材料制造增材制造、大型部件装配等制造过程中的智能技术和装备。
第14章介绍了智能制造生产线、智能制造车间案例。航天产品智能车间与智能生产线是智能技术在生产中的集成应用实例，本章选择几类典型车间进行了介绍。
本书主要由孟光、郭立杰、程辉撰写。胡蓝、张在房、南博华、李照谦、刘晓、唐丽娜、鞠鹏飞、尹玉环、田杰、王晓蕾、鞠博文、朱小刚、王涛等也参加了部分内容的撰写工作，在此对他们表示感谢。在完成本书的过程中，我们参考了大量文献，在此向文献作者们表示衷心的感谢。同时，感谢华中科技大学出版社的邓薇、万亚军等为本书出版付出的辛勤劳动。
由于作者能力有限，书中难免存在疏漏之处，请各位读者谅解。
作者
2019年5月
孟光，上海交通大学教授、博导，教育部长江学者奖励计划特聘教授、国家杰出青年基金获得者，现任上海市 航天局副局长 中国航天技术（上海）研究院 副院长；曾任上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室主任、机械与动力工程学院院长。现为中国振动工程学会常务理事，IFToMM 国际转子动力学会议学术委员会委员和 I MECH E 国际旋转机械振动会议组织委员会委员，International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation副主编,《航空学报》，《振动工程学报》，《应用力学学报》，《振动与冲击》，《机械强度》等杂志编委。
第1章航天产业发展历程及需求/1
1.1航天产品介绍/1
1.1.1运载火箭/1
1.1.2卫星系统/2
1.1.3载人飞船/3
1.1.4其他航天产品/4
1.2国外航天产业发展及启示/5
1.2.1美国航天产业发展/5
1.2.2俄罗斯航天产业发展/7
1.2.3欧盟航天产业发展/8
1.2.4国际航天产业发展的启示/9
1.3中国航天产业的发展/11
1.3.1中国航天产业发展历程/11
1.3.2构建商业航天新业态/13
1.4航天制造特点与需求/18
1.4.1中国制造特点/18
1.4.2航天制造发展需求/24
1.4.3发展航天智能制造技术与装备的任务/28
第2章新工业革命时代的航天制造体系/31
2.1新工业革命/32
2.1.1德国“工业4.0”战略/32
2.1.2美国“先进制造伙伴”计划/33
2.1.3“中国制造2025”战略/35
2.2智能制造/36
2.3互联制造/38
2.3.1概念分析/38
2.3.2航天互联制造/40
2.4价值链协同发展/44
2.4.1航天价值链细化与重构/44
2.4.2航天制造协同发展/48
2.4.3航天价值链协同管控/49
2.5从制造到服务/51
2.5.1航天制造服务化/52
2.5.2航天制造服务化过程中价值链变化/53
第3章航天领域数字化制造/56
3.1航天领域数字化制造现状/56
3.2航天领域数字化制造关键技术框架/58
3.2.1MBD技术/58
3.2.2数字样机/59
3.2.3MDO技术/60
3.2.4并行数字化产品定义/61
3.2.5BOM技术/61
3.2.6MES/62
3.3基于MBD的航天数字化工艺典型应用/63
3.3.1数字化协同产品研发/66
3.3.2数字化工艺设计和管理/71
3.3.3数字化工艺仿真/76
3.4航天数字化制造执行管理技术的应用/80
3.4.1生产调度管理/80
3.4.2生产现场作业执行管理/81
3.4.3物流管理/82
3.4.4生产过程质量管理/85
第4章新一代信息技术与航天制造技术的融合/87
4.1大数据技术/87
4.1.1航天智能制造业大数据的来源与特点/87
4.1.2航天制造大数据平台/88
4.1.3航天制造业大数据应用/89
4.2物联网技术/91
4.2.1航天制造智能物联的特点/91
4.2.2航天制造物联网关键技术/91
4.2.3航天制造车间物联网示例/93
4.3数字孪生技术/98
4.3.1数字孪生技术发展现状/98
4.3.2航天制造数字孪生的关键技术/102
4.3.3航天制造数字孪生技术的应用/113
4.4综合集成应用/118
4.4.1航天智能制造的纵向集成/118
4.4.2航天价值链的横向集成/119
第5章航天钣金件数字化制造技术/122
5.1钣金件数字化制造内涵及过程特性/122
5.1.1钣金件制造过程的特性分析/122
5.1.2钣金件数字化制造技术和系统/125
5.2钣金件成形工艺过程智能化设计/130
5.2.1面向制造过程的知识重用/130
5.2.2钣金件成形工艺过程及设计方式/132
5.2.3钣金件成形工艺流程智能化设计/134
5.3钣金件成形模具数字化设计/140
5.3.1钣金件成形模具结构特点/141
5.3.2钣金件成形模具数字化设计方法/141
5.4典型钣金件成形回弹补偿/145
5.4.1钣金件制造模型及其数字化定义/145
5.4.2典型钣金件回弹问题及解决方法/149
5.4.3型材零件拉弯成形回弹预测与补偿/151
5.4.4框环零件液压成形回弹预测与补偿/156
5.5钣金件数字化检测/162
5.5.1钣金件检测内容/163
5.5.2钣金件数字化检测流程/163
5.6典型钣金件数字化制造应用案例/165
5.6.1框环零件液压成形数字化制造应用案例/165
5.6.2型材零件拉弯成形数字化制造应用案例/167
5.7钣金件数字化制造技术发展展望/169
第6章面向难切削材料的智能化特种加工技术与装备/171
6.1电加工技术原理与应用/171
6.2电加工关键技术的智能化需求/173
6.3闭式整体叶盘多轴联动数控电火花成形加工技术与装备/174
6.3.1多轴联动电火花成形加工数控系统/175
6.3.2专用CAM系统/177
6.3.3智能工艺专家系统/179
第7章航天材料与典型构件智能热处理技术与装备/181
7.1航天典型构件虚拟热处理技术/182
7.1.1虚拟热处理技术内涵/182
7.1.2虚拟热处理技术范围/183
7.1.3虚拟热处理技术研究进展/184
7.1.4虚拟热处理技术在航天领域的应用进展/186
7.1.5虚拟热处理技术在航天领域的发展方向/187
7.2航天热处理材料与工艺数据库/188
7.2.1热处理数据库内涵/188
7.2.2航天热处理材料与工艺数据库建设/189
7.2.3航天热处理材料与工艺数据库发展方向/190
7.3航天热处理数字化装备与技术/190
7.3.1热处理数字化装备内涵/190
7.3.2热处理数字化装备研究进展/191
7.3.3航天领域典型热处理数字化装备/194
7.3.4航天领域热处理数字化装备发展方向/199
第8章自动化和智能化航天表面工程技术与装备/200
8.1航天表面工程技术概述/200
8.2物理气相沉积技术/200
8.2.1物理气相沉积技术分类/200
8.2.2物理气相沉积技术的发展现状/203
8.2.3物理气相沉积技术应用/206
8.3喷涂技术/208
8.3.1喷涂技术分类/208
8.3.2喷涂技术的发展现状/210
8.3.2喷涂技术应用/212
8.4激光表面处理技术/216
8.4.1激光表面处理技术/216
8.4.2激光表面处理技术的发展现状/217
8.4.3激光表面处理技术的应用/218
第9章典型航天结构件智能焊接技术与装备/222
9.1焊接工艺及仿真技术/222
9.1.1焊接仿真技术/222
9.1.2焊接专家系统/228
9.2基于自适应检测与反馈控制的智能焊接技术与装备/231
9.2.1基于电弧稳定性控制的焊接过程传感与反馈控制技术/232
9.2.2搅拌摩擦焊恒压力/温度自适应控制技术/236
9.2.3基于激光跟踪的焊缝路径自适应控制/238
9.2.4基于熔池视觉检测的熔化焊自适应控制/242
9.2.5激光焊接过程质量在线检测/244
9.2.6激光电弧复合焊接过程质量在线监测/248
9.3焊接缺陷实时智能评定技术/251
第10章大温差弱刚性航天夹层构件制造技术/254
10.1大型共底夹层构件特点及需求/254
10.2共底蒙皮数据采集及处理技术/255
10.2.1共底蒙皮数据采集/255
10.2.2采集数据处理/257
10.3共底蒙皮的制备技术/260
10.3.1泡沫夹芯热成型与数控加工/260
10.3.2蒙皮与PMI泡沫夹芯的粘接固化/262
10.4共底粘接质量检测/264
10.4.1接触式超声检测技术——多次纵波脉冲回波法/264
10.4.2脉冲相位红外热成像无损检测技术/267
10.4.3无损检测技术验证/276
第11章复合材料制造技术与装备/278
11.1纤维缠绕成型工艺与制造技术/279
11.1.1纤维缠绕成型工艺/280
11.1.2纤维缠绕设备/282
11.1.3纤维缠绕工艺的发展趋势/285
11.2模压成型工艺与智能制造技术/287
11.2.1模压成型工艺概述/287
11.2.2模压料的工艺性及自动化生产/289
11.2.3模压成型工艺参数优化技术/297
11.3热压罐成型工艺与智能制造技术/317
11.3.1热压罐成型工艺概述/317
11.3.2热压罐成型工艺数字化制造技术/319
第12章增材制造技术与装备/324
12.1增材制造技术概述/324
12.2增材制造技术的典型工艺与装备/326
12.2.1激光选区熔化技术/326
12.2.2激光熔融沉积技术/336
12.2.3激光选区烧结技术/344
12.3增材制造技术的应用/350
12.3.1激光选区熔化技术在航天领域的应用/350
12.3.2激光熔融沉积技术在航天领域的应用/357
12.3.3激光选区烧结技术在航天领域的应用/360
12.3.4增材制造技术在深空探测领域的应用/363
12.4增材制造技术发展趋势/367
第13章航天大型部件自动化柔性对接装配技术/371
13.1大型部件自动化装配技术现状/371
13.2对接装配调姿定位系统/376
13.3数字化装配位姿测量系统/381
13.3.1激光跟踪仪测量技术/382
13.3.2电子经纬仪测量技术/383
13.3.3室内GPS测量技术/385
13.4测量匹配调整的多自由度协调控制技术/390
13.5运载火箭筒体构件柔性对接装配实例/393
13.5.1系统研制/393
13.5.2测量匹配调姿对接实验/395
第14章航天智能生产线/车间/401
14.1大型复杂结构件智能涂装生产线/401
14.1.1大型复杂结构件智能涂装生产线布局与构成/402
14.1.2大型复杂结构件涂装不同工艺参数之间的智能化匹配/403
14.1.3大型复杂结构件涂装生产线智能控制技术/408
14.2航天热处理智能车间/410
14.2.1热处理智能车间内涵/410
14.2.2热处理生产管理系统/411
14.2.3热处理设备集控系统/412
14.3航天智能焊接车间/417
14.3.1智能车间布局优化/418
14.3.2智能系统建设/420
14.3.3关键工序自动化、智能化改造/426
参考文献/429
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