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出版者:武汉理工大

作者:方康玲

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页数:0

译者:

出版时间:

价格:26.0

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isbn号码:9787562918103

丛书系列:

图书标签:

• 过程控制
• 自动化
• 工业控制
• 系统工程
• 化学工程
• 控制理论
• 仪表技术
• 传感器
• PID控制
• 实时控制

现代工业的脉动：精益运营与智能制造的实践指南 本书聚焦于当代工业体系中至关重要的两个核心支柱：精益运营理念的深度应用和智能制造技术的集成创新。它并非传统意义上探讨特定自动化硬件或控制回路设计的教科书，而是面向企业高层管理者、生产运营总监、流程改进专家以及致力于数字化转型的技术领导者，提供一套全面、可操作的战略蓝图和实施框架。 第一部分：精益哲学的重塑与深化 本书首先系统梳理了精益思想（Lean Thinking）从丰田生产系统（TPS）起源至今的演变轨迹，并强调在高度复杂化、个性化需求的现代市场环境下，如何将精益的“消除浪费”核心原则，转化为提升敏捷性与韧性的驱动力。 1. 价值流的深度解构与可视化管理： 我们摒弃了对价值流图（VSM）的简单工具介绍，而是深入探讨如何使用高级VSM技术来识别“隐性浪费”。这包括对信息流延迟、决策瓶颈、跨部门接口摩擦等“非物理性浪费”的量化分析。书中提供了详尽的案例研究，展示了如何通过建立端到端实时信息可视化的仪表盘，取代传统的月度报告周期，从而实现对价值流的即时干预和优化。重点讨论了如何将客户体验指标（CX Metrics）直接嵌入价值流分析中，确保“价值”的定义始终对焦市场需求。 2. 人机协作与全员参与的文化构建： 本书认为，精益的最高境界在于将员工视为问题解决者而非执行者。我们详细阐述了如何设计有效的“问题解决架构”（Problem-Solving Architecture），从一线员工的“每日站会”（Daily Huddle）到高管层的战略性拉动会议（Pull Strategy Meetings）。书中特别关注了数字化工具（如移动化知识管理系统和AR辅助指导）如何赋能一线工人，使其能够快速获取标准作业指导（SOP）的最新版本，并实时记录和反馈流程偏差。强调了“赋能”的关键不在于技术本身，而在于如何通过技术培养员工的“主人翁意识”和“持续改进的内驱力”。 3. 柔性化生产布局与快速切换技术： 在批量越来越小、交货期越来越短的背景下，本书深入分析了如何通过重新设计物理布局和生产单元（Work Cell）来实现极高的产品混线能力。我们详细介绍了单件流（One-Piece Flow）在非标件生产环境中的应用策略，并着重讲解了快速换模（SMED）的进阶技巧，特别是如何将过去被视为“不可动”的内部作业，通过预先的准备和标准化流程转化为外部作业，将换型时间缩短至分钟级，从而根本性地改变了传统生产计划的约束条件。 第二部分：智能制造：数据驱动的决策中枢 本书的第二部分将视角从流程优化提升至系统集成层面，探讨如何利用新兴的数字技术构建一个自适应、自优化的“智能运营大脑”，而非仅仅是部署分散的自动化设备。 1. 工业物联网（IIoT）的战略部署： 我们不谈论采集多少数据，而是关注如何通过合理的数据拓扑结构实现“洞察的即时性”。书中详细划分了操作层（OT）、制造执行层（MES）与企业资源规划层（ERP）之间的数据流模型。重点阐述了如何构建一个语义层（Semantic Layer），将传感器采集的原始时间序列数据，转化为业务可理解的“设备健康状态”、“质量偏差趋势”或“能源消耗效率”等关键指标。这要求企业在数据采集的初始阶段就明确“谁将用这些数据做什么决策”。 2. 预测性洞察与资产性能管理（APM）： 本书深入探讨了如何利用机器学习模型来预测设备和生产线的潜在故障，并将这种预测能力无缝集成到维护和排产流程中。我们提供了构建高质量训练数据集的方法论，并讨论了在数据不完备或设备老旧（Brownfield Sites）的工厂环境中，如何采用迁移学习或基于物理模型的混合建模方法来提升预测准确率。核心目标是实现从被动的“故障维修”到主动的“健康维护”的转变，同时量化这种转变带来的停机成本节约。 3. 数字孪生：从可视化到仿真优化： 本书将数字孪生（Digital Twin）定位为连接物理世界与数字决策平台的关键技术。我们详细介绍了如何构建一个高保真度的运营级数字孪生体，它不仅反映设备当前的运行状态，还能模拟不同生产计划、物料供应中断或工艺参数调整对整体产出和能耗的影响。书中提供了关于如何使用孪生模型进行“假设情景分析”（What-If Scenarios）的详细步骤，从而在不干扰实际生产的情况下，验证并锁定最优的运营策略。 4. 供应链的弹性与透明化： 智能制造的效用必须延伸至工厂边界之外。本书探讨了如何利用分布式账本技术（DLT，即区块链的工业应用）和高级分析来提升供应链的端到端信任度和透明度。重点关注如何实现物料溯源的不可篡改性，以及如何通过共享的预测数据（而非简单的订单数据）来促使上下游合作伙伴建立更具弹性的库存和物流策略，以共同应对全球供应链的波动性。 结语：迈向韧性与可持续发展的未来工厂 本书的最终目标是为读者提供一套集成化的思维框架，使企业能够将精益的效率文化与智能制造的技术能力深度融合。这不是关于购买特定软件或硬件的指南，而是关于如何系统性地重构运营逻辑，建立一个能够自我诊断、自我优化并对市场变化做出快速、有效响应的现代工业体系。我们强调，真正的智能，源于数据，实现于流程，根植于文化。 成功的企业将是那些能够持续将这些工具和哲学转化为可衡量的商业价值的组织。

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对我来说，这本书更像是一部行业内的“武功秘籍”，它不仅教会了我如何“招式”（即具体的控制算法），更重要的是，它赋予了我“内力”（即系统的设计哲学）。最令我印象深刻的是，作者在探讨分布式控制系统（DCS）的架构时，超越了单纯的硬件介绍，深入分析了不同供应商的架构哲学差异，以及这些差异如何影响到工厂的长期可维护性和可扩展性。他用了一种类似“权力制衡”的视角来描述控制站之间的通信协议，这使得原本枯燥的通信规范变得生动起来，充满了博弈的意味。书中对“参数整定”的论述，绝对是全书的点睛之笔。作者没有给出任何“万能公式”，而是反复强调“理解过程特性是整定的前提”，并通过一系列对比实验数据，展示了同一套参数在不同负载下可能产生的灾难性后果。这种强调根本、拒绝捷径的治学态度，让我深受触动。这本书的价值，不在于让你成为一个会套用公式的工程师，而在于塑造你成为一个真正懂得“控制”本质的系统设计师。

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说实话，我原本是抱着一种怀疑的态度打开这本书的，因为市面上关于工程控制的资料多如牛毛，真正有洞察力的凤毛麟角。这本书最让我感到惊喜的是它对“系统思维”的强调。作者似乎坚信，任何一个控制回路的优化，都必须放在整个生产链条中去考量。书中关于“批次过程控制”的讨论，尤其精彩。它没有将批次过程视为一系列孤立的步骤，而是将其描绘成一出精心编排的戏剧，每一步的时序、温度和压力都是演员的台词。这种动态的、流动的视角，彻底改变了我过去对“步骤化”生产的刻板印象。我特别喜欢它在附录中提供的一些经典工业故障案例分析，这些案例并非教科书式的标准错误，而是充满了真实操作中的“灰色地带”——那些介于正确和错误之间的微妙操作失误。阅读这些案例，感觉就像是跟随一位经验丰富的老工程师在车间里进行实地考察，学到的是书本上买不到的“野路子”智慧，虽然这些智慧被作者用极其严谨的工程语言包装了起来，使其依然保持了学术的严谨性。

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这本书的结构安排堪称教科书级别的典范。它不像许多技术书籍那样，从头到尾都是平铺直叙的线性叙事，而是采用了模块化、可抽取的结构。你可以先跳到你感兴趣的章节深入研读，然后根据书中的交叉引用，回溯到基础概念进行巩固，形成一个学习的闭环。我尤其赞赏作者在引入“模糊逻辑控制”那一章时的策略。他没有一开始就抛出复杂的隶属函数，而是从日常生活中人们如何做出模糊判断入手——比如“水有点热了”、“阀门开得差不多了”，这种贴近生活的类比，瞬间拉近了读者与高深控制理论之间的距离。书中对各种控制器的性能指标对比图表制作得极其清晰，每一个轴、每一个数据点的选取都显得深思熟虑，充满了说服力。读完这一部分，我立刻能清晰地区分出，在什么工况下，应该选择串级控制而非简单的比例积分控制。这本书的排版也值得一提，大量的留白和恰到好处的插图，让长时间阅读也不容易产生视觉疲劳，体现了出版方对读者的尊重。

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这本书的封面设计简洁却充满力量，那种深沉的蓝色调与银色的标题交织在一起，予人一种严谨、专业的印象。我本来以为这会是一本晦涩难懂的理论汇编，但翻开第一页，作者的文笔立刻抓住了我的注意力。他似乎有一种魔力，能将那些复杂的、抽象的工程概念，用近乎诗意的语言描绘出来。例如，在谈到反馈回路的稳定性时，他没有直接堆砌拉普拉斯变换的公式，而是引入了“系统的呼吸”这个比喻，生动地解释了系统如何在不确定性中寻求平衡。这让我这个初次接触该领域的读者感到豁然开朗。书中对历史案例的引用也十分到位，比如对早期PID控制器调试错误的叙述，简直就像在重现一部工业界的悬疑剧，充满了技术人员的智慧与汗水。当然，对于那些寻求纯粹数学推导的专业人士来说，可能觉得某些章节的深度略有保留，但对我而言，它更像是一扇通往广阔工业自动化世界的精美门廊，让人渴望深入探索。特别是对于理解人机交互界面（HMI）在现代工厂中的作用那一部分，作者的观察入木三分，指出了技术与操作人员之间微妙的心理博弈，这是许多纯技术书籍常常忽略的“人”的维度。

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我花了整整一个周末沉浸在这本书里，最大的感受是其内容的广度和深度达到了一个惊人的平衡点。它绝不是那种只停留在概念表层的介绍性读物，但同时，它也避免了陷入只有少数专家才能理解的专业术语泥潭。我特别欣赏作者在探讨“先进过程控制”（APC）时所采取的结构。他没有急于介绍模型预测控制（MPC）的复杂算法，而是先花了大量的篇幅去铺陈为什么传统的控制方法在面对多变量、强耦合的现代流程时会力不从心。这种“先有问题，后有解药”的叙事方式，极大地增强了读者对新技术的接受度。书中关于过程安全仪表系统（SIS）的章节，措辞极其审慎和负责任，每一个字都透露着对生命与财产安全的敬畏。我注意到，作者似乎非常推崇“设计可靠性”而非“事后修补”，这一点在细节处理上体现得淋漓尽致。如果要说有什么不足，也许是关于新兴的工业物联网（IIoT）与边缘计算的集成应用讨论得略显保守，但考虑到本书出版的时间点，这或许是那个时代技术局限性的反映。

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