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出版者:机械工业出版社

作者:顾佳敏

出品人:

页数:255

译者:

出版时间:2002-8-1

价格:25.0

装帧:精装(无盘)

isbn号码:9787111106753

丛书系列:

图书标签:

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智能制造前沿技术与产业升级：面向工业4.0的实践路径 本书聚焦于当前全球制造业转型升级的核心驱动力——智能制造，深入剖析支撑工业4.0实现的系列前沿技术，并结合不同行业案例，提供切实可行的产业升级实践路径。 在全球经济结构深刻调整、新一轮科技革命加速演进的背景下，制造业正经历一场由数字化、网络化、智能化引领的颠覆性变革。本书旨在为企业管理者、技术工程师、政策制定者以及相关领域的学者提供一份全面、深入且具有前瞻性的参考指南，帮助他们理解智能制造的内在逻辑、掌握关键技术，并成功应对数字化转型带来的挑战与机遇。 第一部分：智能制造的战略定位与理论基石 本部分首先从宏观视角审视智能制造的时代背景和战略意义。它不仅仅是技术的简单叠加，更是生产范式、组织模式乃至商业生态的系统性重塑。 第一章 工业革命的演进与工业4.0的内涵 追溯自蒸汽机、电力、信息技术驱动的前三次工业革命，本书详细阐述了工业4.0的起源、核心特征（如互联互通、信息物理系统、实时优化）及其对全球产业链和价值链的重塑作用。重点讨论了中国制造业转型升级的紧迫性和战略机遇，分析了《中国制造2025》等国家战略文件在智能制造领域的具体部署。 第二章 智能制造的系统架构与核心要素 智能制造是一个复杂的巨系统，本书将其解构为物理层、信息层、决策层和应用层，构建了一个清晰的层次化参考架构。我们深入探讨了支撑这一架构的关键要素： 数字孪生（Digital Twin）： 阐释数字孪生如何超越传统仿真，实现对物理实体全生命周期的精准映射、预测与优化。 边缘计算与云计算协同： 分析数据在本地（边缘）和云端如何分层处理，以满足低延迟控制与大规模数据分析的不同需求。 柔性化生产组织： 研究如何通过模块化设计、敏捷供应链管理，实现大规模定制（Mass Customization）的生产模式。 第二部分：支撑智能制造的前沿技术详解 本部分是本书的技术核心，详细介绍了构成智能制造神经系统的关键信息技术，并重点分析了它们在实际工业场景中的应用机制。 第三章 工业物联网（IIoT）的深度应用 工业物联网是连接物理世界与数字世界的桥梁。本书不仅涵盖了传感器技术、无线通信协议（如5G、TSN）在工业现场的部署，更侧重于数据采集、清洗、标准化与语义互操作性的挑战与解决方案。讨论了如何构建高可靠性、高安全性的工业数据基础设施。 第四章 大数据分析与人工智能在工业中的赋能 数据是智能制造的“石油”。本章系统梳理了面向工业场景的大数据处理技术，特别是针对非结构化设备运行日志、声纹、振动信号等数据的分析方法。核心内容集中于： 预测性维护（PdM）： 介绍基于机器学习（如深度学习、强化学习）的故障诊断模型构建流程，以及如何将预测结果无缝嵌入到维护计划系统中。 质量优化与缺陷检测： 结合机器视觉技术，阐述如何利用AI模型实现产品在线、高速、高精度的质量检测与过程参数的自适应调整。 第五章 工业机器人与人机协作的未来 探讨了传统工业机器人向高精度、高柔性、高智能化的“下一代机器人”演进的趋势。重点剖析了协作机器人（Cobots）的设计理念、安全标准以及它们在人机共存工作站中的实际部署策略。此外，还分析了基于视觉和力矩反馈的复杂装配任务自动化技术。 第六章 增材制造（3D打印）对产品设计与供应链的影响 将增材制造视为实现复杂结构设计和快速原型制造的关键技术。本书分析了金属、高分子材料3D打印在航空航天、医疗器械等高端制造领域的突破，并讨论了如何将分散的3D打印能力集成到企业的集中式制造执行系统（MES）中，以支持按需制造。 第三部分：智能制造的实践路径与行业案例 理论需要实践来验证。本部分结合全球及国内标杆企业的实践经验，为企业提供了一套循序渐进的实施路线图。 第七章 智能工厂的规划、建设与运营 智能工厂的建设是一个系统工程。本章提出了一个“三步走”的实施框架： 1. 数字化基础构建（Level 1-2）： 侧重于车间设备联网、数据采集标准化和MES系统的部署。 2. 集成与可视化（Level 3）： 强调跨系统的数据集成（ERP/MES/PLM协同）和操作员界面的优化设计。 3. 智能化决策与自适应（Level 4+）： 实现生产计划的动态优化、能源消耗的实时调控和供应链的敏捷响应。 第八章 典型行业智能制造的深度剖析 本书通过多个具体的行业案例，展示了智能制造的差异化应用： 离散制造业（如汽车零部件）： 聚焦于柔性生产线的部署、质量追溯体系的建立。 流程制造业（如化工、制药）： 重点分析了基于先进过程控制（APC）和软测量技术，实现高能效和产品一致性的优化。 高端装备制造业： 探讨了如何利用IoT和数字孪生技术，为大型设备提供远程运维（Servitization）服务模式的转型。 第九章 智能制造中的安全、人才与标准体系 技术的快速应用带来了新的风险和需求。本章最后探讨了智能制造的保障体系： 工业信息安全： 识别OT（操作技术）侧面临的网络威胁，并提出分层防御策略，确保生产连续性和数据完整性。 新型人才培养： 分析对具备跨学科知识（IT/OT/数据科学）的复合型人才的需求，并提出高校与企业联合培养的模式建议。 标准与互操作性： 讨论OPC UA、ISA-95等行业标准在构建统一信息模型中的关键作用。 总结而言，本书旨在打破技术壁垒与行业孤岛，通过详实的技术论述和可借鉴的实践案例，指导读者把握智能制造的发展脉络，从而有效地推动企业实现生产效率的飞跃和核心竞争力的再造。

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