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出版者:中国林业出版社

作者:李国厚

出品人:

页数:353

译者:

出版时间:2006-8

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787503844089

丛书系列:

图书标签:

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• 工业自动化
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科技前沿：智能制造与工业互联网深度解析 本书面向广大工程技术人员、科研工作者以及对智能制造与工业互联网领域抱有浓厚兴趣的读者。 在当前全球工业正经历深刻变革的时代背景下，以新一代信息技术为核心驱动力的智能制造和工业互联网已成为提升国家核心竞争力的关键领域。本书旨在系统、深入地剖析这一宏大图景下的关键技术、核心架构、应用实践以及未来发展趋势。我们力求以扎实的理论基础为依托，结合大量鲜活的工程案例，为读者构建一个清晰、全面的知识框架。 第一部分：智能制造的理论基石与顶层设计 本部分将奠定理解智能制造的宏观视角和理论基础。 第一章 工业革命的演进与智能制造的内涵 本章将回顾从蒸汽机到信息化的历次工业革命，着重探讨数字化、网络化、智能化如何交织并催生出“工业4.0”或“智能制造2025”的理念。我们将详细界定智能制造的六大特征：感知化、互联化、数据化、模型化、优化化和自主化。探讨其核心目标——柔性生产、个性化定制、高效资源利用以及产业链的协同优化。 第二章 智能制造的系统架构与关键技术栈 智能制造并非单一技术的堆砌，而是一个复杂系统的集成。本章将详细介绍业界普遍接受的制造系统分层架构，通常包括：车间作业层（执行与感知）、制造运营层（MES/MOM）、企业资源计划层（ERP）以及云端决策层。我们将深入剖析支撑这些层级运转的关键技术，如先进传感器技术、嵌入式系统、工业通信协议（如OPC UA, TSN）以及数字孪生模型的构建基础。 第三章 工业数据的采集、治理与标准化 数据是智能制造的血液。本章聚焦于工业数据的全生命周期管理。首先，探讨不同类型工业数据（过程数据、质量数据、设备健康数据）的采集挑战与解决方案，包括边缘计算在数据预处理中的作用。其次，重点阐述数据治理的重要性，如数据清洗、融合与语义对齐。最后，分析数据标准体系的构建，例如ISA-95模型在企业信息集成中的应用，确保不同系统间的数据能够有效“对话”。 第二部分：工业互联网的架构、技术与平台生态 工业互联网作为连接物理世界与数字世界的桥梁，是实现智能制造的关键基础设施。 第四章 工业互联网的整体框架与网络基础 本章从网络通信的角度切入工业互联网。我们将系统介绍工业互联网的“三层架构”：边缘层（连接与控制）、平台层（数据汇聚与服务）、应用层（面向用户需求）。特别关注支撑低延迟、高可靠性通信的下一代工业网络技术，如时间敏感网络（TSN）的工作原理及其在实时控制中的潜力。同时，对5G在工业场景下的应用特性进行深入分析。 第五章 工业大数据分析与高级建模技术 工业大数据分析是实现价值转化的核心环节。本章深入探讨如何利用大数据技术解决复杂的工业问题。内容涵盖： 描述性分析与诊断分析： 故障模式识别与根因分析。 预测性分析： 基于时间序列分析和机器学习模型的设备健康管理（PHM）。 规范性分析： 优化生产调度、能耗管理和供应链协同的决策支持系统。 重点介绍深度学习在图像识别（质量检测）和复杂过程控制中的前沿应用。 第六章 数字孪生（Digital Twin）的构建、应用与挑战 数字孪生是连接物理实体和虚拟模型的关键技术。本章详细阐述数字孪生的理论模型，包括其数据驱动、实时同步和模拟仿真三大核心要素。我们将剖析如何通过多物理场仿真软件、物联网平台和三维可视化技术，构建高保真度的数字孪生体。同时，探讨数字孪生在产品设计验证、生产过程优化和远程运维服务中的具体应用案例。 第三部分：面向应用的垂直领域深化与安全保障 本部分将聚焦于智能制造在具体行业中的落地实践，并探讨支撑其可持续发展的安全体系。 第七章 智能工厂的规划、实施与运营 智能工厂的建设是一个复杂的系统工程。本章提供一套从需求分析到投产运营的实践路线图。内容包括： 柔性生产线设计： 如何通过快速换模、可重构的设备布局实现小批量、多品种的生产模式。 人机协作（Cobots）： 人工智能引导下的协作机器人部署策略与安全规范。 精益制造与智能化的融合： 如何利用数字化手段增强精益原则的执行力，如可视化看板的升级。 第八章 关键使能技术：增材制造与先进机器人技术 聚焦于推动制造模式变革的两大核心技术： 增材制造（3D打印）的工业化应用： 从原型制造到最终零部件生产的工艺优化、材料科学进展及其对供应链的颠覆性影响。 高精度自动化与机器人技术： 新一代工业机器人（如六轴、SCARA）的编程、离线仿真及其在复杂装配任务中的应用。 第九章 工业控制系统与信息安全体系构建 随着OT（运营技术）与IT（信息技术）的深度融合，网络安全成为工业系统的生命线。本章全面梳理工业控制系统（ICS）的安全挑战，包括传统SCADA系统的漏洞、远程访问风险等。我们将系统介绍基于IEC 62443标准的工业网络安全防护框架，内容涵盖：纵深防御策略、安全审计、入侵检测系统在工业环境中的部署，以及安全事件的应急响应机制。 第四部分：未来展望与产业生态 第十章 智能制造的未来发展趋势与全球竞争格局 本章将展望未来十年智能制造的技术前沿，包括：自主决策系统（Self-X）、基于AI的材料基因组计划、边缘智能在过程控制中的全面渗透。同时，对全球主要国家和地区在智能制造战略上的布局进行对比分析，帮助读者洞察产业发展的宏观走向和机遇所在。 结语：赋能者与变革者 本书总结了实现全要素、全产业链、全价值链连接与优化的技术路径，旨在培养一批既懂传统制造工艺，又掌握现代信息技术的复合型人才。阅读本书，读者将能掌握从底层传感器到顶层决策规划的完整知识体系，为迎接工业的智能化浪潮做好充分准备。

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