具体描述
《产品的使用性能及智能优化设计》是对“基于系统工程的产品综合设计理论与方法”进行系统叙述的六部系列著作中的第四部。该系列著作分别是：①《产品全功能与全性能的综合设计》；②《产品的主辅功能及功能优化设计》；③《产品的结构性能及动态优化设计》；④《产品的使用性能及智能优化设计》；⑤《产品的制造性能及可视优化设计》；⑥《机械产品设计质量的检验与评估》。
该系列著作是《产品的使用性能及智能优化设计》第一作者领导的科研团队长期从事机械产品研究、设计和开发的成果总结，是机械产品设计领域内一套内容比较系统、全面和自具特色的系列著作。书中也吸取了国内外学者在该领域的一些主要研究结果。
《产品的使用性能及智能优化设计》共分九章，第1章为概论；第2章讲述产品智能优化设计的目标、内容与方法；第3、4、5章分别叙述智能优化设计的理论基础——传统的和智能的控制理论与方法及控制系统的优化；第6、7、8、9章分别讨论机械产品操纵系统的设计、检测系统的设计、控制系统的设计和机械系统的故障诊断。
《产品的使用性能及智能优化设计》可供从事现代机械产品研究与开发、设计与制造及管理的科技人员阅读、参考，也可作为大专院校的教师、高年级学生、研究生和从事现代机械设计理论与方法研究的科技工作者的参考书。
《工业制造的未来：赋能与革新》 内容简介 在科技飞速发展的浪潮中，工业制造领域正经历着前所未有的变革。从自动化生产线的精进到智能化工厂的崛起，再到新材料、新能源的融合应用，一切都在朝着更高效率、更高质量、更可持续的方向迈进。《工业制造的未来：赋能与革新》一书，旨在深度剖析这场深刻的产业革命，为行业内的研究者、工程师、管理者以及对未来制造充满好奇的读者，提供一个全面、深入且富有前瞻性的视角。 本书并非孤立地探讨某个单一技术，而是将目光聚焦于驱动工业制造迈向新时代的核心驱动力，以及这些驱动力如何相互作用、协同增效，最终实现系统性的赋能与革新。我们将深入探讨以下几个关键维度： 第一部分：智能化驱动——数据、算法与连接的融合 在本部分，我们首先从“智能化”这一核心概念入手，揭示其在现代工业制造中的具体体现与强大力量。 工业物联网（IIoT）的深度解析： 我们将详细阐述IIoT如何构建一个无处不在的智能连接网络。从传感器技术的发展与应用，到各类通信协议（如5G、LPWAN）在工业场景下的优势与挑战，再到边缘计算与云计算在IIoT架构中的协同作用，本书将一一剖析。读者将了解到，IIoT不仅仅是设备的联网，更是数据采集、实时监控、远程诊断与预测性维护的基石。我们将探讨如何通过IIoT实现对生产过程的精细化管理，提高设备利用率，降低故障率，并为进一步的智能化决策提供海量数据支持。 大数据分析与人工智能（AI）在制造中的应用： 数据的价值在工业场景中被无限放大。本书将深入探讨如何从海量的生产数据中挖掘有价值的信息，利用机器学习、深度学习等AI技术，实现诸如产品质量检测的自动化、生产流程的优化、能源消耗的精细化管理、以及供应链的智能化预测等。我们将介绍各种AI算法（如卷积神经网络用于视觉检测，循环神经网络用于时间序列分析）在实际工业问题中的应用案例，并探讨如何构建能够自我学习、自我优化的智能制造系统。 数字孪生（Digital Twin）构建与应用： 数字孪生作为物理世界与数字世界之间的桥梁，正在重塑产品的生命周期管理。本书将详细介绍数字孪生的概念、关键技术（如3D建模、实时数据同步、仿真引擎）及其在产品设计、制造过程监控、设备维护、性能评估等方面的应用。通过构建高保真的数字孪生模型，企业能够进行虚拟测试、优化生产参数、模拟潜在风险，从而大幅缩短产品开发周期，降低试错成本，并实现对产品全生命周期的精准洞察。 第二部分：自动化与机器人技术——从辅助到自主 自动化与机器人技术是提升生产效率、改善工作环境、实现柔性制造的关键。 先进机器人技术的演进与集成： 本书将回顾机器人技术的发展历程，重点介绍协作机器人（Cobots）的兴起及其在人机协作场景下的优势，以及更具自主性和智能性的自主移动机器人（AMR）在仓储物流、巡检等领域的应用。我们将深入探讨机器人与AI、IIoT的深度融合，如何赋予机器人更强的感知、决策和执行能力，使其能够适应复杂多变的生产环境。 柔性制造与定制化生产的实现： 在市场需求日益多样化和个性化的今天，柔性制造能力成为企业赢得竞争的关键。本书将探讨如何通过自动化、机器人技术以及先进的生产调度系统，实现小批量、多品种的快速切换生产，满足客户定制化需求。我们将分析不同类型的柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）的构成与优势，以及如何通过数字化手段实现生产资源的动态调度与优化配置。 人机协作模式的创新： 自动化并非意味着完全取代人工，而是人与机器协同工作的全新模式。本书将重点探讨人机协作的理念、技术挑战与实践路径，包括如何设计安全、高效的人机交互界面，如何利用机器人辅助工人完成重复性、高负荷或危险性工作，以及如何通过协作机器人提升整体生产效率与工作满意度。 第三部分：新材料与新能源——驱动绿色制造与可持续发展 可持续发展已成为全球共识，新材料与新能源的引入，正在为工业制造注入新的活力，并引领其走向绿色、低碳的未来。 先进材料在工业制造中的突破： 本书将介绍一系列对工业制造产生革命性影响的新型材料，包括高性能复合材料、智能材料、生物基材料、以及在3D打印（增材制造）领域应用的特种粉末与光敏树脂等。我们将分析这些材料的独特性能及其在航空航天、汽车、医疗、能源等领域的应用潜力，以及它们如何助力实现产品轻量化、高强度、功能集成化等目标。 增材制造（3D打印）的技术前沿与产业应用： 3D打印技术正从原型制作走向规模化生产，重塑着产品的设计与制造方式。本书将深入探讨不同3D打印技术（如FDM, SLA, SLS, SLM）的原理、优缺点、材料兼容性，以及其在复杂结构制造、按需生产、个性化定制等方面的独特优势。我们将分析3D打印在复杂零件制造、轻量化结构设计、医疗植入物定制等领域的实际案例，并展望其未来发展趋势。 新能源技术在工业生产中的集成与应用： 能源效率的提升与清洁能源的应用，是实现工业绿色转型的重要途径。本书将探讨如何将太阳能、风能、储能技术等新能源解决方案集成到工业生产过程中，降低碳排放，提高能源自给率。同时，我们也将关注电动化在工业设备（如电动叉车、电动载具）和生产线中的应用，以及新能源材料（如电池材料）的制造与回收问题。 循环经济与可持续制造理念的实践： 工业制造的未来必然走向循环经济。本书将探讨如何通过产品设计、生产过程、废弃物处理等各个环节，构建闭环的资源利用体系。我们将分析绿色设计原则、可回收材料的应用、以及先进的回收再利用技术，如何帮助企业降低资源消耗，减少环境污染，实现经济效益与环境效益的双赢。 第四部分：赋能体系——人才、管理与生态构建 技术与理念的革新，离不开与之匹配的人才、管理模式与开放的生态系统。 未来工业人才的培养与发展： 智能化、自动化、绿色化时代的到来，对工业人才提出了新的要求。本书将分析未来工业人才应具备的核心技能，包括跨学科知识（如IT与工程的融合）、数据分析能力、AI应用能力、以及持续学习与适应能力。我们将探讨高校、职业教育机构以及企业如何协同培养面向未来的工业人才。 敏捷管理与精益生产的再进化： 传统的管理模式难以适应快速变化的市场与技术。本书将探讨敏捷管理理念在工业制造中的应用，如何通过快速迭代、持续改进、以客户为中心等方式，提升组织的响应速度和创新能力。同时，我们也将回顾并探讨精益生产在智能化时代的深化与发展，如何与数字化技术相结合，实现更高水平的效率与质量。 开放创新与产业生态的构建： 工业制造的未来发展，依赖于更广泛的合作与协同。本书将分析开放创新平台、跨界合作、以及构建共生共荣的产业生态的重要性。我们将探讨如何通过技术共享、标准互认、以及风险共担等方式，加速创新成果的转化，推动整个产业的协同进步。 结语 《工业制造的未来：赋能与革新》并非是一本仅仅罗列技术的工具书，而是希望能够激发读者对于工业制造未来趋势的深度思考。本书旨在通过对智能化驱动、自动化与机器人技术、新材料与新能源，以及赋能体系的系统性梳理与深入分析，帮助读者理解当前工业制造变革的核心脉络，把握未来发展的关键机遇。无论您是身处一线的研究者、工程师，还是在战略层面运筹帷幄的管理者，本书都将为您提供一份宝贵的洞察与指引，共同塑造一个更加高效、智能、绿色、可持续的工业制造未来。
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