具体描述
机电一体化控制技术，ISBN：9787560245829，作者：张邦成
《智能制造时代的机械与电子协同发展之路》 前言： 在科技飞速发展的今天，制造业正经历着一场深刻的变革，从工业1.0的机械化，到工业2.0的电气化，再到工业3.0的信息化，直至当今工业4.0的智能化，每一步都标志着生产力的大幅跃升。而在这场变革的核心驱动力中，机械与电子技术的深度融合，不再是简单的叠加，而是演化出一种全新的协同形态，孕育出无数颠覆性的创新。本书并非探讨“机电一体化控制技术”这一特定技术领域，而是将目光投向更为宏观的层面，聚焦于智能制造时代下，机械与电子两大领域如何相互渗透、彼此赋能，共同塑造未来工业的格局。我们将深入剖析这一宏大叙事下的多重维度，从技术革新的驱动力、跨界融合的实践案例，到产业生态的重塑，再到人才培养的挑战与机遇，力求呈现一幅全景式的图景，为理解和把握智能制造的发展脉络提供一个全新的视角。 第一章：智能制造的基石——机械与电子的演进史与协同萌芽 本章将回顾机械工程与电子工程各自独立发展历程中的关键里程碑。机械工程，从蒸汽机的轰鸣到精密加工的极致，始终是物质生产力的物质基础；电子工程，从真空管的诞生到集成电路的微缩，则为信息传递与计算能力提供了无限可能。我们将探讨这两大领域的内在联系如何随着技术进步而逐渐显现：早期自动化设备中机械结构与电气元件的简单组合，是对“协同”的初步探索；数控机床的出现，标志着电子技术开始深度介入机械的运动控制，是早期“机电一体化”思想的雏形。然而，本书的重点并非对这一特定技术概念进行深入技术讲解，而是将其视为一个更广阔的协同发展史的起点，用以铺垫后续章节关于更深层次、更广泛的机械电子协同的探讨。我们将重点分析，这些早期的融合是如何为现代智能制造中的高度协同奠定基础的，并引出更为复杂的、跨越多个技术层面的协同模式。 第二章：融合的力量——智能制造中的机械与电子深度协同 本章将聚焦于智能制造时代下，机械与电子技术是如何实现前所未有的深度协同。这不再是简单的“控制”关系，而是机械系统的智能化、电子系统的物理化，以及两者相互依存、相互促进的生态。我们将探讨： 智能机械系统： 并非局限于单一的“机电一体化”设备，而是将智能传感器、嵌入式系统、人工智能算法深度集成于机械结构之中，使其具备感知、决策、执行、学习的能力。例如，自适应机器人手臂，能够根据实时感知到的工件信息，自主调整抓取策略和力度；智能AGV（自动导引车）与仓库管理系统的高度协同，实现物流的自主调度与优化。 物理信息系统（Cyber-Physical Systems, CPS）： 这是智能制造的核心概念之一。本章将详细阐述CPS如何将物理世界的机械设备与信息世界的数字模型进行无缝连接。电子技术，尤其是物联网（IoT）、边缘计算、云计算和大数据分析，为机械系统提供了感知、通信、计算和决策的能力。机械系统的物理实体，则为电子技术的应用提供了真实的载体和操作对象。我们将通过具体案例，如智能工厂中的生产线监控与调度，展现CPS如何实现从数据到洞察，再到行动的闭环。 先进传感与执行技术： 深入探讨用于感知物理世界的各类先进传感器（如视觉传感器、力觉传感器、触觉传感器、环境传感器等）与能够精确执行指令的电子驱动与控制技术（如高精度伺服系统、智能阀门、可编程逻辑控制器PLC的演进等）如何协同工作。这些技术的融合，使得机械系统能够以前所未有的精度和柔性进行工作，并能对复杂多变的环境做出即时响应。 数字孪生（Digital Twin）： 作为CPS的延伸，本章将重点介绍数字孪生技术在机械电子协同中的关键作用。通过在数字空间构建与物理实体高度一致的“孪生体”，我们可以实现对物理机械系统的实时监控、模拟分析、预测性维护和性能优化，从而大大提升生产效率和产品质量。我们将分析数字孪生如何打通物理世界与虚拟世界的界限，为机械电子系统的协同决策提供强大的支持。 第三章：应用的光辉——智能制造中的机械电子协同实践案例 本章将通过一系列引人入胜的实际应用案例，生动展现机械与电子技术协同发展所带来的颠覆性变革。这些案例将涵盖不同行业，重点突出协同带来的价值和影响力： 智能工厂的运营与管理： 柔性制造系统： 介绍如何通过高度集成的自动化生产线、可重构的机器人单元和智能化的物料搬运系统，实现产品快速换线、小批量多品种的生产模式。这其中，机械臂的精确运动、传感器对生产状态的实时反馈、以及中央控制系统的信息处理与调度，都是机械电子协同的典型体现。 预测性维护： 阐述如何通过在机械设备上部署大量传感器，收集运行数据（如温度、振动、压力等），利用电子技术进行数据分析和机器学习，预测设备故障，从而提前进行维护，减少非计划停机时间，提高设备利用率。 能源管理与优化： 分析如何通过智能化的能源监控系统，结合机械设备的运行状态，实现能源的精细化管理和优化调度，降低能耗，提高生产过程的绿色化水平。 智能交通与物流： 自动驾驶汽车： 剖析自动驾驶汽车在感知（摄像头、雷达、激光雷达）、决策（AI算法、路径规划）和执行（电子转向、制动系统）等方面的机械与电子协同。这其中，精密机械结构与先进电子控制的融合是实现安全可靠自动驾驶的根本。 智能仓储与配送： 介绍AGV、无人机、自动化分拣系统等如何通过与仓库管理系统（WMS）、订单管理系统（OMS）的高度协同，实现物流的高效、准确和低成本。 智能医疗与康复： 手术机器人： 探讨手术机器人在精细操作、稳定性、微创性等方面对机械与电子协同的高度依赖。高精度机械臂的运动控制、医生意图的电子信号转化、以及术中实时影像的采集与呈现，都是协同的典范。 康复辅助设备： 介绍智能假肢、外骨骼机器人等如何通过传感器感知用户意图，并精确控制机械执行机构，帮助残障人士恢复运动能力，其核心在于机械与电子的无缝集成。 航空航天与国防： 先进飞行器： 分析现代飞机、无人机在气动控制、结构健康监测、任务执行等方面的复杂机械与电子协同，以实现更高效、更安全的飞行。 自主化军事装备： 探讨军事机器人、侦察设备等如何通过机械与电子技术的融合，实现自主决策和高效执行任务。 第四章：重塑产业生态——机械电子协同带来的变革浪潮 机械与电子技术的深度协同，不仅仅是技术层面的进步，更对整个产业生态产生了深远影响： 价值链的重构： 传统的机械制造业和电子信息产业的界限日益模糊。新的商业模式应运而生，例如提供“智能制造解决方案”的集成商，或者专注于提供嵌入式智能化模块的供应商。企业需要重新审视自身的价值定位，并寻求跨界合作。 新兴产业的崛起： 机器人产业、工业互联网平台、智能家居、智慧城市等新兴产业，都离不开机械与电子的协同发展。这些产业的快速增长，为经济发展注入了新的活力。 供应链的智能化升级： 智能化的供应链管理，需要机械设备之间的互联互通，以及与物流、仓储、销售等环节的信息化协同。电子技术为供应链的透明化、可视化和智能化提供了基础，而机械设备的智能化则成为实现高效协同的物理载体。 国际竞争格局的变化： 掌握核心的机械电子协同技术，意味着在智能制造领域拥有核心竞争力。各国都在加大投入，争夺在该领域的领先地位，这将重塑全球制造业的竞争格局。 第五章：挑战与未来——培养新时代下的机械电子复合型人才 在机械与电子深度协同的时代背景下，人才的培养面临着全新的挑战与机遇： 跨学科知识体系的构建： 传统的机械工程师和电子工程师的培养模式已无法满足需求。未来的复合型人才，需要同时具备扎实的机械设计、制造、材料知识，以及电子电路、嵌入式系统、软件编程、数据分析、人工智能等方面的能力。 教育模式的创新： 高校和培训机构需要改革课程设置，增加跨学科课程的比重，鼓励项目制学习和实践教学。同时，加强产学研合作，让学生有机会参与到真实的工程项目中。 终身学习与技能更新： 科技发展日新月异，对从业人员的持续学习能力提出了更高要求。企业需要建立完善的培训体系，帮助员工不断更新知识和技能，适应行业发展。 创新与创业精神的培养： 鼓励学生和从业人员具备创新意识和创业精神，能够发现新的需求，利用机械电子协同技术解决实际问题，创造新的产品和服务。 结语： 智能制造时代的宏伟画卷，正是由机械与电子两大领域深度协同共同绘制。本书并非提供一套具体的“技术方案”，而是力图勾勒出这一协同发展的大背景、大趋势、大影响。我们相信，通过对机械与电子技术在智能制造时代下相互促进、彼此赋能的全面审视，能够帮助读者深刻理解未来工业发展的方向，把握技术革新的脉搏，并为迎接这场智能化浪潮做好充分的准备。这趟旅程，是关于机械的智慧与电子的灵动如何交织，共同开创一个更智能、更高效、更美好的制造未来。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有