Manufacturing Atuomation Technology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Wang, Guanglin (EDT)/ Wang, Huifeng (EDT)/ Liu, Jun (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:3173.00 元

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isbn号码:9780878493630

丛书系列:

图书标签:

• 制造业
• 自动化
• 技术
• 工业4
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• 智能制造
• 生产系统
• 机器人
• 传感器
• 控制系统
• 数字化转型

好的，这是一份关于一部名为《先进制造系统设计与优化》的图书简介，该书旨在深入探讨现代工业生产中的核心议题，与您提到的那本书（《Manufacturing Automation Technology》）的侧重点有所不同。 --- 图书名称：先进制造系统设计与优化：面向工业 4.0 的集成化与智能化路径 图书简介 前言 在全球制造业正经历一场深刻变革的时代背景下，传统的生产模式已无法满足市场对柔性化、高效能和可持续发展的迫切需求。智能制造，作为新一轮工业革命的核心驱动力，要求我们超越单一设备的技术升级，转向构建一个高度集成、数据驱动的复杂系统。《先进制造系统设计与优化》正是为迎接这一挑战而编写的。本书旨在为读者提供一个全面且深入的框架，用以理解、设计和实施下一代制造系统。我们着重于系统层面的集成性、智能化的决策支持，以及如何将理论模型转化为实际的生产效能提升，而非仅仅关注特定自动化设备的技术细节。 第一部分：现代制造系统的理论基础与架构 第一章：制造系统的演进与工业 4.0 范式 本章首先回顾了从福特主义到精益制造，再到数字化制造的演变历程。重点阐述了工业 4.0 的核心支柱——信息物理系统（CPS）、物联网（IoT）在制造环境中的部署，以及“互联工厂”（Connected Factory）的基本架构。我们将探讨制造系统从自动化（Automation）向智能化（Intelligence）转型的驱动力，包括客户需求的瞬时响应、供应链的透明化需求，以及资源效率的最大化目标。本章强调，现代制造系统不再是孤立的机器群，而是一个相互通信、自我调节的有机整体。 第二章：系统建模与仿真技术 在物理系统实现之前，有效的数字孪生（Digital Twin）构建至关重要。本章详细介绍了面向复杂制造流程的系统建模方法，包括离散事件仿真（DES）、基于主体的建模（ABM）以及面向性能评估的数学规划模型。我们将深入探讨如何利用仿真工具对生产线的瓶颈进行识别、对不同调度策略进行预验证，并量化新工艺引入后的系统鲁棒性。重点内容包括多物理场耦合的仿真技术，以更精确地模拟材料、能量和信息流动的交互影响。 第三部分：柔性化与集成化设计策略 第三章：面向产品族的制造单元设计 现代制造业必须能够快速切换产品型号。本章聚焦于如何应用产品族工程（Product Family Engineering）原理，设计具备高柔性的制造单元。内容涵盖了单元布局的优化算法（如细胞制造系统的规划）、工装夹具的快速更换机制，以及如何通过模块化设计原则来平衡系统的通用性与专用性之间的矛盾。我们提供了案例分析，说明如何通过预先定义的产品变异参数集，指导制造单元的弹性配置。 第四章：跨层级的集成：从车间控制到企业资源规划（ERP） 系统的效能受限于其集成度。本章探讨了制造执行系统（MES）、制造资源规划（MRP II）与供应链管理（SCM）之间的信息流和控制流的有效集成。重点讲解了面向服务的架构（SOA）和微服务在构建松耦合、高内聚的制造信息系统中的应用。我们将分析如何建立统一的数据模型和通信协议，确保从高层级的战略决策到底层车间控制指令之间信息传递的实时性和一致性。 第三部分：智能决策与优化算法 第五章：高级生产调度与实时优化 在动态变化的生产环境中，静态调度方案往往失效。本章深入研究了先进的调度理论，包括作业车间调度（JSS）、流水线调度等，并引入了适应性调度和重调度策略。我们着重探讨了如何应用启发式算法（如遗传算法、粒子群优化）和元启发式算法来求解复杂的约束优化问题。此外，本章详细介绍了实时数据驱动下的调度修正机制，确保系统能够快速响应设备故障、紧急订单或材料延迟等突发事件。 第六章：预测性维护与质量闭环控制 质量与可靠性是先进制造系统的生命线。本章系统介绍了基于传感器数据和机器学习的预测性维护（PdM）框架。内容包括特征工程、健康指数（HI）的构建，以及剩余使用寿命（RUL）的预测模型。在质量控制方面，我们探讨了统计过程控制（SPC）的智能化升级，以及如何构建从过程数据采集、实时缺陷分析到生产参数自动反馈调整的质量闭环系统，以实现零缺陷制造的目标。 第四部分：使能技术与未来展望 第七章：人机协作与增强现实在制造中的应用 本章关注未来制造环境中“人”的角色。我们探讨了安全、高效的人机协作（Cobot）系统的设计原则和交互界面优化。同时，详细阐述了增强现实（AR）技术在复杂装配指导、远程专家支持以及操作人员培训中的实际应用场景，分析了如何通过空间计算技术提升现场作业的效率和准确性。 第八章：可持续性与能源效率优化 现代制造系统必须是绿色的。本章从系统设计的角度探讨了如何通过优化生产计划、减少空闲时间、优化能源消耗曲线，来实现整体制造过程的能源效率最大化。内容包括引入生命周期评估（LCA）思想指导设计决策，以及利用智能电网技术对制造负载进行动态管理。 总结 《先进制造系统设计与优化》并非一本侧重于单一自动化硬件技术的手册，而是一本专注于系统工程学、信息集成与智能决策的综合性教材与参考书。它面向制造工程师、系统集成专家、工业顾问以及相关专业的高年级学生，致力于培养读者从全局视野构建、优化和运营下一代复杂制造系统的能力，是迈向高价值、高效率智能工厂的理论基石。 ---

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这本书的视角无疑是极为前沿和广阔的，它真正做到了将“制造”与“技术”这两个核心概念进行了深度的融合与探讨。我尤其欣赏作者在探讨数字化转型和工业物联网（IIoT）时的深度和批判性。很多同类书籍往往停留在对新技术的简单罗列，但本书却深入剖析了数据驱动决策在现代柔性制造中的核心价值，比如如何利用大数据分析优化生产排程，以及预测性维护如何从根本上改变设备管理范式。书中对信息物理系统（CPS）的解读，更是让我耳目一新，它不仅仅是硬件和软件的简单叠加，而是一种全新的生产力组织形态的构建。作者用生动的笔触描绘了“数字孪生”在模拟和验证复杂生产线时的强大能力，这让我看到了未来工厂的无限可能。这种对未来趋势的精准把握和详尽的技术解读，使得这本书的价值远远超出了教科书的范畴，更像是一份指导未来十年制造业技术走向的路线图。对于希望站在行业前沿的技术管理者和工程师来说，这本书提供的战略高度是无可替代的。

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与其他偏重于某一特定技术领域的专业书籍相比，这本书最大的优势在于其惊人的“广度”和“平衡性”。我发现它在基础的机电一体化原理介绍得扎实可靠的同时，又没有忽视对高级控制理论，如自适应控制和模糊逻辑在特定工业场景中应用的探讨。这种兼顾基础与前沿、理论与应用的叙事风格，使得它能够服务于不同层次的读者群体。即便是对控制系统有过初步接触的人，也能在其中找到提升自己知识体系完整性的机会。比如，书中对不同类型机器人（协作机器人、并联机器人）的运动学和动力学特性进行了对比分析，这在其他只专注于某一机器人的书中是很少见的。更值得称赞的是，作者在讨论实施自动化方案时，非常务实地加入了对成本效益分析和项目风险评估的章节，这表明作者深知，技术落地绝不仅仅是技术问题，更是经济和管理问题。这种全方位的考量，使得这本书的内容极具操作指导价值。

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阅读这本书的过程，对我来说更像是一场思维的洗礼，它颠覆了我过去对传统流水线生产的刻板印象。作者在论述“智能制造”时，强调的核心不再是单纯的速度提升，而是关于“柔性”与“个性化定制”的能力。书中对敏捷制造系统的构建和MES（制造执行系统）在实时数据流中的枢纽作用的详尽描述，极大地拓宽了我对现代生产管理边界的认知。我特别喜欢其中对人机协作界面设计原则的探讨，它不再是冷冰冰的机器对人的控制，而是强调如何通过直观的HMI和增强现实（AR）技术，赋能一线操作人员，让他们从单纯的执行者转变为系统的管理者和优化者。这种以人为本的技术哲学贯穿始终，让人感到技术进步并非是人类的对立面，而是工具的升级。文字风格上，作者善于运用类比和提炼总结，使得那些原本可能令人望而生畏的复杂概念，变得鲜活且易于记忆，阅读体验非常流畅，几乎没有卡壳的地方。

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这本书简直是为我这种对工业自动化心怀憧憬，但又常常被复杂的理论淹没的初学者量身定做的“灯塔”。初次翻开它，我最直观的感受就是内容的组织逻辑极其清晰，完全不像很多技术书籍那样晦涩难懂。它没有一开始就抛出一大堆冷冰冰的公式和参数，而是巧妙地从宏观的生产制造流程入手，逐步深入到各个自动化单元的工作原理。作者在讲解传感器和执行器这些基础模块时，用了非常贴近实际生产线的案例来辅助说明，比如一家汽车制造厂的装配线上，某个特定环节的视觉检测系统是如何工作的，这种叙述方式极大地降低了理解门槛。更让我惊喜的是，书中对于不同自动化技术之间的“协同”作用有着独到的见解。它不仅仅是孤立地介绍PLC、机器人或SCADA，而是着重阐述了这些系统如何在“智能工厂”的愿景下进行高效集成和数据交换。读完前几章，我感觉自己对整个自动化金字塔的结构已经有了一个坚实的认知框架，这对于后续深入学习具体的编程或系统集成技术至关重要。这种循序渐进、注重实践结合的编排，使得学习过程充满了发现的乐趣，而不是枯燥的背诵。

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这本书在深度技术细节的挖掘上同样表现出色，这对于那些需要在实际工程中解决问题的专业人士来说，是至关重要的。举例来说，关于网络安全在工业控制系统（ICS）中的应用这一章节，内容详尽而具体，它没有停留在“要安全”的口号上，而是深入讲解了OPC UA协议的安全机制、纵深防御策略在OT（运营技术）环境中的部署考量，以及针对特定工业协议的漏洞扫描方法。这部分内容显示出作者拥有深厚的工程背景和对现实挑战的深刻理解。再者，书中对新兴的增材制造（3D打印）技术如何融入传统自动化生产流程，实现端到端的数字化制造闭环的分析，也展现了其内容的与时俱进。它不是简单地介绍技术，而是探讨了技术间的耦合与约束。总而言之，这本书结构严谨，内容密度高，既有宏观的战略视野，也不乏微观的工程实操指导，是一本值得反复研读的工具书和思想指南。

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