智能製造系統及關鍵使能技術

唐敦兵,朱海華

  • 出版商: 電子工業
  • 出版日期: 2022-03-01
  • 定價: $539
  • 售價: 8.5$458
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 316
  • ISBN: 7121429829
  • ISBN-13: 9787121429828
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商品描述

本書系統、詳細地介紹了智能製造系統的理念、關鍵使能技術、應用案例。全書共17章,主要內容包括:個性化定製給製造業帶來的機遇與挑戰、智能製造系統的演變過程、大數據技術、雲計算技術、物聯網技術、移動互聯網技術、人工智能技術、製造系統智能化理論模型與構建技術、多源製造信息感知技術、離散製造資源標準化接入、物聯互通製造技術、網絡信息安全管理技術、車間可視化技術、智能製造系統控制機制、智能製造系統協同運行策略方法、基於多智能體製造系統的混線生產調度案例分析、面向個性化定製的多智能體製造系統動態調度案例分析。書中既有理論知識,又有案例介紹,能幫助讀者理解、掌握和運用本書所提出的方法,擴大讀者在智能製造系統領域的知識面。本書可作為高等院校機械、電腦、管理工程等專業本科生、研究生的必修課教材,也可為相關領域的管理人員、技術人員提供參考。

目錄大綱

目錄
□□章個性化定制給製造業帶來的機遇與挑戰1
1.1 引言1
1.□ 目前我國製造業存在的主要問題1
1.3 借助互聯網的智能化+個性化定制,形□□業態新模式4
1.4 個性化定制及個性化定制面臨的問題5
1.5 個性化定制帶來的產品服務系統7
1.5.1 產品服務系統定制化服務策略8
1.5.□ 構建面向大規模定制的智能化與柔性化製造系統8
1.5.3 推進PSS定制及服務定制的對策建議9
1.6 本章小結10
1.7 本章習題10
第□章智能製造系統的演□過程11
□.1 引言11
□.□ 先進製造系統分類11
□.□.1 集成製造系統11
□.□.□ 敏捷製造系統1□
□.□.3 智能製造系統13
□.3 HCPS的演進過程14
□.3.1 智能製造系統發展的□□階段――基於HPS的傳統製造14
□.3.□ 智能製造系統發展的第二階段――基於HCPS的數字化製造15
□.3.3 智能製造系統發展的第三階段――基於HCPS1.5的數字網絡化製造17
□.3.4 智能製造系統發展的第四階段――基於HCPS□.0的新一代智能製造18
□.4 智能製造系統的新發展□1
□.5 智能製造系統對下一代製造業發展的啟示□3
□.6 本章小結□4
□.7 本章習題□4
第3章大數據技術□5
3.1 引言□5
3.□ 大數據的概念與特徵□5
3.□.1 大數據的概念□5
3.□.□ 海量□6
3.□.3 多樣性□6
3.□.4 速度□6
3.□.5 價值□6
3.3 大數據技術體系□7
3.3.1 大數據存儲和管理技術□7
3.3.□ 大數據分佈式批處理技術□9
3.3.3 大數據實時流處理技術30
3.3.4 大規模圖數據處理技術30
3.4 大數據與智能製造的關係3□
3.4.1 製造大數據處理架構3□
3.4.□ 製造車間大數據處理系統38
3.5 本章小結40
3.6 本章習題40
第4章云計算技術41
4.1 引言41
4.□ 雲計算概述41
4.□.1 雲計算的定義4□
4.□.□ 雲計算的發展進程4□
4.□.3 雲計算的分類43
4.□.4 雲計算的特點44
4.3 雲計算的服務類型45
4.3.1 基礎設施即服務(IaaS)46
4.3.□ 平台即服務(PaaS)46
4.3.3 軟件即服務(SaaS)51
4.4 雲製造53
4.4.1 雲製造概述53
4.4.□ 雲製造的層次結構53
4.5 本章小結57
4.6 本章習題57
第5章物聯網技術58
5.1 引言58
5.□ 物聯網概述58
5.□.1 物聯網的概念及定義58
5.□.□ 物聯網的發展態勢59
5.□.3 物聯網的網絡架構60
5.3 物聯網技術體系61
5.3.1 感知技術6□
5.3.□ 網絡通信技術63
5.3.3 應用技術64
5.3.4 共性技術64
5.3.5 支撐技術65
5.4 製造業與物聯網融合的必要性65
5.4.1 生產現場對物聯網的需求分析66
5.4.□ 生產管理對物聯網的需求分析68
5.5 本章小結69
5.6 本章習題70
第6章移動互聯網技術71
6.1 前言71
6.□ 移動互聯網概述71
6.□.1 移動互聯網的定義71
6.□.□ 移動互聯網的體系71
6.□.3 移動通信系統的發展歷程73
6.3 5G網絡架構設計75
6.4 5G+智能製造總體架構78
6.5 5G+智能製造關鍵技術80
6.5.1 5G時間敏感網絡技術80
6.5.□ 網絡切片技術8□
6.5.3 移動邊緣計算83
6.6 5G網絡安全85
6.7 本章小結85
6.8 本章習題86
第7章人工智能技術87
7.1 引言87
7.□ 概述87
7.3 智能搜索算法88
7.3.1 定義88
7.3.□ 類型89
7.3.3 常見算法89
7.3.4 應用95
7.4 機器學習96
7.4.1 定義96
7.4.□ 類型96
7.4.3 常見算法97
7.4.4 應用100
7.5 深度學習100
7.5.1 定義100
7.5.□ 常見算法101
7.5.3 優勢103
7.5.4 應用104
7.6 強化學習105
7.6.1 定義105
7.6.□ 馬爾可夫決策過程106
7.6.3 DPG算法107
7.6.4 Actor-Critic算法107
7.7 人工智能應用108
7.7.1 計算機視覺108
7.7.□ 自然語言處理110
7.8 本章小結11□
7.9 本章習題11□
第8章製造系統智能化理論模型與構建技術113
8.1 引言113
8.□ 製造系統智能體的結構模型設計113
8.□.1 智能體的基本特徵113
8.□.□ 智能體的映射方式114
8.□.3 智能體的基本結構115
8.□.4 智能體的結構模型設計117
8.3 製造系統智能體的模型構建118
8.3.1 智能體模型的總體構建思路118
8.3.□ 智能體模型的模塊設計119
8.3.3 智能體模型的推理決策模塊分類1□1
8.4 本章小結1□3
8.5 本章習題1□3
第9章多源製造信息感知技術1□4
9.1 引言1□4
9.□ 多源製造信息的感知需求及信息源分析1□4
9.□.1 智能製造系統對製造信息的感知需求1□4
9.□.□ 智能製造系統的多源信息源分析1□4
9.□.3 信息數據特點及分析1□7
9.3 多源製造信息感知的關鍵技術1□8
9.3.1 多源製造信息感知技術需求分析1□8
9.3.□ 傳感器技術簡介1□9
9.3.3 異構傳感器管理130
9.3.4 車間定位技術簡介131
9.3.5 多源信息傳輸技術簡介133
9.4 多源製造信息感知系統的構建136
9.4.1 多源製造信息感知模型結構分析136
9.4.□ 事件驅動的實時多源製造信息獲取137
9.4.3 多源製造信息標準化及信息共享137
9.5 本章小結138
9.6 本章習題138
□□0章離散製造資源標準化接入139
10.1 引言139
10.□ 離散製造資源139
10.□.1 離散製造139
10.□.□ 離散製造資源140
10.3 離散製造資源本體建模分析14□
10.3.1 本體14□
10.3.□ 本體建模原則與方法143
10.3.3 基於本體的離散製造資源信息模型145
10.3.4 離散製造資源本體建模步驟146
10.4 離散製造資源本體建模準備148
10.4.1 離散製造資源概念分層148
10.4.□ 離散製造資源屬性分析149
10.4.3 資源本體語義化描述語言及工具150
10.5 離散製造資源標準化描述模型構建15□
10.6 離散製造資源標準化接入156
10.7 本章小結157
10.8 本章習題157
□□1章物聯互通製造技術158
11.1 引言158
11.□ 製造車間物聯互通研究現狀158
11.□.1 研究背景158
11.□.□ 研究現狀及其不足159
11.3 物聯製造環境下底層裝備互聯互通架構設計160
11.3.1 物聯製造環境及其底層裝備特徵分析161
11.3.□ 底層裝備互聯互通實現基礎163
11.3.3 面向物聯製造的標準裝備模型設計165
11.3.4 物聯製造環境下底層裝備互聯互通架構設計169
11.4 物聯製造環境下底層裝備適配封裝架構設計173
11.4.1 裝備適配模型基本架構173
11.4.□ 裝備適配模型工作機制176
11.4.3 裝備適配模型功能實現177
11.5 本章小結180
11.6 本章習題180
□□□章網絡信息安全管理技術181
1□.1 引言181
1□.□ 密碼技術181
1□.□.1 概述181
1□.□.□ 對稱密碼技術183
1□.□.3 非對稱密碼技術187
1□.3 訪問控制技術188
1□.3.1 概述188
1□.3.□ 常見訪問控制方式188
1□.3.3 認證與授權190
1□.4 防火牆技術191
1□.4.1 概述191
1□.4.□ 防火牆作用19□
1□.4.3 防火牆關鍵技術分析19□
1□.5 區塊鏈技術193
1□.5.1 概述193
1□.5.□ 區塊鏈技術基礎194
1□.5.3 區塊鏈對工業互聯網發展的價值196
1□.5.4 應用與展望197
1□.6 本章小結198
1□.7 本章習題198
□□3章車間可視化技術199
13.1 引言199
13.□ 背景介紹199
13.□.1 數字化車間的發展需求199
13.□.□ 數字孿生技術發展背景□00
13.3 車間可視化技術的發展□01
13.4 車間可視化的關鍵技術□01
13.4.1 車間可視化數據源感知獲取□01
13.4.□ 車間可視化數據統一集成□05
13.4.3 車間可視化的信息通信□07
13.5 車間可視化系統中的人機交互□08
13.6 基於數字孿生的可視化技術應用□10
13.6.1 孿生虛擬車間可視化與模型驅動□10
13.6.□ 數字孿生車間的生產信息可視化映射□1□
13.7 本章小結□13
13.8 本章習題□13
□□4章智能製造系統控制機制□14
14.1 引言□14
14.□ 智能製造車間架構體系□14
14.□.1 智能製造車間基本結構□14
14.□.□ 智能製造車間架構設計□15
14.3 基於多Agent的物聯製造系統設計□17
14.3.1 Agent的特點與映射□17
14.3.□ 車間設備Agent設計□18
14.3.3 工作人員Agent設計□19
14.3.4 功能模塊智能體設計□□0
14.4 智能製造系統人機交互與協作□□□
14.4.1 人機交互方式□□□
14.4.□ 人機交互功能分析□□3
14.4.3 人機協作場景□□4
14.4.4 人機協作機制□□5
14.5 智能製造系統實時動態調度算法□□6
14.5.1 多目標約束的調度模型□□6
14.5.□ 基於事件驅動的決策調整機制□□9
14.5.3 基於層次分析法的決策因素權重設計□30
14.6 本章小結□3□
14.7 本章習題□3□
□□5章智能製造系統協同運行策略方法□33
15.1 引言□33
15.□ 基於多Agent技術的車間調度模型□33
15.□.1 Agent的特點、映射與結構設計□33
15.□.□ MAS的組織結構和協商機制設計□36
15.□.3 基於多Agent技術的改進型車間調度模型設計□38
15.3 基於合同網協議的MAS調度算法研究□4□
15.3.1 基於經典合同網協議的傳統多Agent方法不足與分析□4□
15.3.□ 基於簡化合同網協議的區間協同拍賣調度策略□46
15.3.3 一種改進的區間協同拍賣調度策略□49
15.4 案例仿真設計□5□
15.5 本章小結□54
15.6 本章習題□54
□□6章基於多智能□□造系統的混線生產調度案例分析□55
16.1 前言□55
16.□ 混線生產調度問題□55
16.□.1 混線生產約束□56
16.□.□ 組合加工約束□56
16.□.3 實驗算例設計□56
16.3 調度策略自學習實驗□58
16.3.1 可行性實驗分析□59
16.3.□ 優越性實驗分析□60
16.4 動態擾動下混線生產調度實驗□63
16.4.1 機器故障下的調度實驗□63
16.4.□ 普通訂單擾動下的調度實驗□68
16.4.3 緊急訂單擾動下的調度實驗□70
16.5 組合加工案例實驗□73
16.5.1 組合加工案例分析□73
16.5.□ 自學習調度決策機制□75
16.5.3 多擾動事件下調度決策機制□76
16.6 本章小結□79
16.7 本章習題□79
□□7章面向個性化定制的多智能□□造系統動態調度案例分析□80
17.1 引言□80
17.□ 個性化訂單系統□80
17.□.1 個性化訂單系統的應用開發□80
17.□.□ 個性化訂單系統架構及功能模塊設計□81
17.□.3 個性化訂單系統的運行過程□85
17.3 多智能□□造系統構架搭建實例□87
17.3.1 智能調度系統框架搭建□87
17.3.□ 多智能□□造系統開發環境搭建□90
17.4 多智能□□造系統動態調度問題□94
17.4.1 問題描述□95
17.4.□ 實驗算例設計□96
17.5 多智能□□造系統動態實時調度實驗驗證□97
17.5.1 無擾動情況□98
17.5.□ 緊急訂單擾動實驗□99
17.5.3 機床故障擾動實驗300
17.5.4 訂單優先級調整擾動實驗301
17.6 本章小結30□
17.7 本章習題30□