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新型工业化战略下智能制造工程系列教材紧密围绕国家“新型工业化”与“制造强国”战略对高端工程人才的迫切需求，以“国家战略-产业需求-教学创新”三位一体的顶层设计为核心，内容体系贯穿智能制造工程全技术链条，以立德树人为根本任务，致力于打造培根铸魂、启智增慧的精品教材。
本教材相较于同类教材的突出特色在于本教材涵盖了机械动力学、信号处理和人工智能算法等前沿理论知识，并将其与合作企业的工程应用案例和需求相结合，教材内容从知识驱动和实践驱动两个角度开展深入浅出的讲解，有助于引导学生将所学理论知识直接转化为解决问题的执行力；该教材的改革创新点主要集中在教材内容融合数理基础和工程经验，可以为建设和革新卓越工程师培养体系提供智能建造及工程机械领域的实践借鉴。
本教材在编写团队多年科研与教学实践基础上完成，将价值塑造、知识传授与能力培养融为一体，将思政元素有机融入专业教学内容，既可作为机械工程、智能制造工程等专业相关课程的教材，也可供从事工程机械研发、运维与管理的工程技术人员参考。
本教材系统介绍了工程机械装备智能监测与运行维护的理论方法、关键技术及工程应用，具体包括工程机械装备的重要性、发展现状及其智能运维系统的全生命周期框架；先进信号处理技术与人工智能、大数据分析在智能监测与运行维护中的重要作用；面向关键零部件制造阶段、服役阶段及关键零部件再制造阶段的智能运维系统框架；以盾构机为例，详述其典型的故障分析与智能运维系统框架。教材注重理论与实践相结合，既包含前沿算法与模型，又融入了大量工程实例与应用场景，旨在帮助读者掌握从数据采集、特征提取、状态识别到预测维护的全链条技术体系。
第1章 概 述 …………………………………………………………………………………… 1
第2章 工程机械装备智能监测与运行维护技术发展现状 ……………………… 3
2.1 工程机械装备的发展现状 …………………………………………………...……… 3
2.2 智能监测与运行维护技术的概念与内涵 …………………………………..…… 9
2.3 智能监测与运行维护技术的实现途径…………………………………………… 12
第3章 先进信号处理在工程机械装备智能监测与运行维护中的应用 ……… 18
3.1 先进信号处理技术……………………………………………………………….......… 18
3.2 工程机械领域应用案例……………………………………………………………...... 23
第4章 人工智能在工程机械装备智能监测与运行维护中的应用 ……………... 40
4.1 基于机器学习算法的故障诊断方法……………………………………………...… 41
4.2 基于新一代人工智能的诊断方法………………………………………....………… 43
4.3 工程机械领域应用案例……………………………………………….......…………… 47
第5章 大数据分析在工程机械装备智能监测与运行维护中的应用 …………… 57
5.1 大数据分析概述…………………………………………………….........……………… 58
5.2 统一判别流形学习算法……………………………………….......…………………… 63
5.3 多核监督流形学习算法…………………………………………….......……………… 72
5.4 超图鲁棒多流形算法……………………………………………………........………… 81
第6章 面向关键零部件制造阶段的智能运维系统框架 ……………....…………… 91
6.1 机床状态监测技术…………………………………………………………….........…… 92
6.2 轴承制造监测技术…………………………………………………………….........…… 94
6.3 齿轮制造监测技术……………………………………………………………….........… 98
6.4 工业机器人状态监测技术……………………………………………………......…… 99
6.5 关键零部件制造阶段预测性维护技术 …………………………………....……… 101
6.6 关键零部件制造阶段数字孪生框架 ……………………………………….....…… 102
第7章 面向关键零部件服役阶段的智能运维系统框架 ……………………......… 106
7.1 动力系统典型故障分析 ……………………………………………........…………… 107
7.2 液压系统典型故障分析 …………………………………………………........……… 110
7.3 电气控制系统典型故障分析 …………………………………………………......… 113
7.4 电池运行状态监测技术 ………………………………………………………........… 115
7.5 关键零部件服役阶段预测性维护技术 …………………………………...……… 118
7.6 关键零部件服役阶段数字孪生框架 …………………………....………………… 120
第8章 面向关键零部件再制造阶段的智能运维系统框架 ……....……………… 123
8.1 再制造智能技术 ………………………………………………………….........……… 124
8.2 关键零部件再制造阶段数字孪生框架 ……………………………………..…… 129
8.3 群学习技术 ………………………………………………………..........……………… 133
第9章 面向盾构机的智能运维系统框架 ………………………........……………… 136
9.1 盾构机应用概述 ………………………………………………........………………… 137
9.2 盾构机的智能运维 ……………………………………….......……………………… 138
9.3 盾构机典型故障分析 …………………………………………......………………… 140
9.4 盾构机智能运维系统框架 ………………………………………....……………… 143
参考文献 ……………………………………………………………………….............…… 161
