智能制造装备是先进制造技术、信息技术和人工智能技术的高度集成，也是智能制造产业的核心载体。智能制造装备通常包含装备本体与相关的智能使能技术，装备本体需要具备优异的性能指标，如精度、效率及可靠性，而相关的使能技术则是使装备本体具有自感知、自适应、自诊断、自决策等智能特征的关键途径。智能制造装备的组成如图2-1所示，其中典型的智能使能技术包括物联网、大数据、云计算、机器学习、智能传感、互联互通与远程运维等。

以智能机床为例，其本体为高性能的机床装备，具有极佳的性能，如定位／重复定位精度、动／静刚度、主轴转动平稳性、插补精度、平均无故障时间等。在此基础上，通过智能传感技术使得机床能够自主感知加工条件的变化，如利用温度传感器感知环境温度，利用加速度传感器感知工件振动，利用视觉传感器感知是否出现断刀。进一步对机床运行过程中的数据进行实时采集与分类处理，形成机床运行大数据知识库，通过机器学习、云计算等技术实现故障自诊断并给出智能决策，最终实现智能抑振、智能热屏蔽、智能安全、智能监控等功能，使装备具有自适应、自诊断与自决策的特征。

智能制造装备单体虽然具备智能特征，但其功能和效率始终是有限的，无法满足现代制造业规模化发展的需求，因此，需要基于智能制造装备，进一步发展和建立智能制造系统。如图2-2所示为智能制造系统的组成示意图，其中最下层为不同功能的智能制造装备，如智能机床、智能机器人以及智能测量仪；多台智能制造装备组成了数字化生产线，实现了各智能制造装备的连接；进一步多条数字化生产线组成了数字化车间，实现了各数字化生产线的连接；最后多个数字化车间组成了智能工厂，实现了各数字化车间的连接；最上一层为应用层，由物联网、云计算、大数据、机器学习、远程运维等使能技术组成，为各级智能制造系统提供技术支撑与服务，而互联互通广泛存在于各级智能制造系统，智能传感主要存在于智能制造装备与传感器间。需要说明的是，人是任何智能制造系统的最高决策者，具有最高管理权限，可以对各级智能制造系统进行监督与调整。

本章后续将主要介绍智能制造的基础理论与关键技术，包括物联网、大数据、云计算、机器学习、智能传感、互联互通与远程运维。针对每项技术，首先介绍其概念，进而阐述主要实现方式，最后给出其在智能制造领域的应用实例。