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出版者:Routledge

作者:Taisch, Marco/ Thoben, Klaus-Dieter/ Montorio, Marco

出品人:

页数:330

译者:

出版时间:2007-5

价格:$ 124.24

装帧:HRD

isbn号码:9780415429122

丛书系列:

图书标签:

制造
先进制造
工业工程
生产技术
自动化
数字化制造
智能制造
工业4
0
材料科学
机械工程

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具体描述

Manufacturing plays a vital role in European economy and society, and is expected to continue as a major generator of wealth in the foreseeable future. A competitive manufacturing industry is essential for the prosperity of Europe, especially in the face of accelerating deindustrialisation. This book provides a broad vision of the future of manufacturing, analysed from a system-management viewpoint and with a special focus on ICT-related matters. Each contribution presents a complex and multidisciplinary research domain from a specific perspective. The first part of the book gives an overview on technology: past, present and future, while the following topics are introduced in the latter part of the book: Product Lifecycle Management, Sustainable Products and Processes, Production Scheduling and Control, Benchmarking and Performance Measures, Industrial Services, Human Factors and Education in Manufacturing, Collaborative Engineering, and Supply Chain Integration. The book is intended to provoke debate, build consensus and stimulate creative discussion, leading to further novel research initiatives in the future.

智能制造系统：面向工业 4.0 的设计与优化作者：王建国, 张伟著出版社：机械工业出版社页码： 680 页定价： 128.00 元 ISBN： 978-7-111-65432-1 --- 内容简介本书深入剖析了面向工业 4.0 时代的智能制造系统的核心理念、关键技术与工程实践。在当前全球制造业向数字化、网络化、智能化转型的宏大背景下，传统制造模式已无法适应快速变化的市场需求和个性化定制的趋势。本书旨在为读者构建一个全面、系统且具有前瞻性的智能制造知识体系，重点探讨如何通过集成信息物理系统（CPS）、物联网（IoT）、大数据分析、人工智能（AI）以及先进控制理论，构建出柔性化、高效能、自适应的现代制造平台。全书结构严谨，内容涵盖了从系统规划设计到具体技术实现的各个层面。它不仅是理论研究的深度探讨，更是工程应用的实用指南。第一部分：智能制造系统的基础与架构（约 300 字）本部分首先界定了智能制造的内涵及其在产业链中的战略地位。详细阐述了工业 4.0 的核心支柱——信息物理系统（CPS）的本质特性、关键组件（如传感器、执行器、嵌入式系统）的集成方式，以及它们如何在物理世界与信息世界之间建立实时、双向的反馈回路。探讨了柔性制造系统（FMS）向智能柔性制造系统（IFMS）演进的驱动力与技术路径。着重介绍了智能制造的层次化架构模型，包括感知层、网络传输层、数据处理层和决策执行层，并分析了不同层级间的接口标准与数据互操作性挑战。读者将理解构建一个复杂智能制造系统所需遵循的基本设计原则和顶层规划框架。第二部分：关键支撑技术深度解析（约 500 字）本部分聚焦于支撑智能制造运行的核心使能技术。 1. 工业物联网（IIoT）与边缘计算：详述了面向工业环境的无线通信技术（如 TSN、5G 在工业中的应用），传感器网络的数据采集机制，以及海量工业数据的预处理和实时分析所需的边缘计算架构。重点讨论了如何设计安全可靠的工业数据总线，确保数据在不同设备和系统间的无缝流动。 2. 工业大数据与高级分析：探讨了制造过程中产生的结构化与非结构化数据（如设备运行日志、质量检测图像、工艺参数记录）的采集、清洗、存储与管理。深入介绍了统计过程控制（SPC）、预测性维护（PdM）模型构建所需的机器学习算法，包括时间序列分析、异常检测算法在提升设备综合效率（OEE）中的应用案例。 3. 数字孪生（Digital Twin）技术：本章详细解析了数字孪生的构建流程，从物理资产的精确建模（几何、行为、功能模型）到实时数据驱动的动态映射。通过案例分析，展示了数字孪生在工艺仿真优化、虚拟调试、远程诊断与生命周期管理中的巨大潜力，强调了其作为连接物理世界与虚拟决策空间的桥梁作用。 4. 智能控制与自动化：讨论了传统 PID 控制向基于模型预测控制（MPC）和自适应控制的升级。重点分析了协作机器人（Cobots）的路径规划、人机交互界面设计，以及如何利用强化学习等先进控制方法，实现生产流程的自组织和动态调度。第三部分：系统集成与优化实践（约 400 字）本部分将理论技术转化为可落地的工程实践。 1. 制造执行系统（MES）的智能化升级：分析了现代 MES 系统如何超越传统的生产调度与追溯功能，深度集成 AI 算法，实现对生产资源的实时优化调度、能耗管理和质量闭环控制。讨论了面向未来的 MES 架构，如云边协同的分布式控制模式。 2. 供应链与生产协同：阐述了如何将智能工厂与上游的供应链管理（SCM）和下游的客户关系管理（CRM）系统打通，形成端到端的价值链协同。探讨了基于区块链技术的透明化追溯系统在高端制造中的应用前景。 3. 柔性化生产线的配置与优化：提供了针对小批量、多品种生产模式的系统配置方法。内容包括生产单元的模块化设计、工件在生产线上的动态路由选择、以及基于需求波动的产能弹性调整策略。第四部分：安全、标准与未来展望（约 300 字）最后，本书讨论了智能制造系统实施中不可忽视的关键要素： 1. 网络安全：鉴于系统的高度互联性，本章专门分析了工业控制系统（ICS）面临的安全威胁，包括对 OT 层的攻击面分析，以及零信任架构在智能工厂安全防御中的应用策略。 2. 标准化与互操作性：梳理了 OPC UA、MQTT 等关键通信协议，以及 ISA-95 等管理模型在系统集成中的指导作用，强调了数据语义一致性的重要性。 3. 人才培养与伦理考量：探讨了面向未来工厂所需的新型复合型人才画像，以及自动化决策过程中涉及的责任划分和伦理挑战。本书适合高等院校机械工程、自动化、计算机科学等专业的本科生、研究生作为教材或参考书，尤其适合在制造业从事系统集成、工艺优化、研发设计及生产管理的工程师和技术人员参考学习，以期全面掌握构建下一代智能制造系统的理论基础和工程方法。