智慧製造系統與智慧工廠

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王進峰
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具体描述

  本書圍繞智慧製造系統和智慧工廠的基礎共性技術,從切削參數智慧優選、智慧工藝規劃、智慧製造工廠及調度、工藝規劃與工廠調度智慧整合四個方面系統地介紹了製造系統的智慧化技術及應用。本書突出基礎理論與工程實踐相結合。基礎理論部分較為清晰地闡述了製造系統智慧化的基礎問題,包括智慧製造核心支撑技術,切削參數優化、工藝優化和調度的基本理論和模型,智慧製造工廠模型的基本概念、智慧優化方法等。工程實踐部分列舉了大量研究案例,力圖較為清晰地闡述了製造系統智慧化的基礎問題,每一章均有典型的案例,使讀者更好地理解和掌握本章涉及的基本理論和基礎知識。

  本書可供從事智慧製造研究與開發的工程技術人員參考,也可作為高等院校機械工程、智慧製造工程、機械設計製造及其自動化、工業工程等相關專業師生的參考書。
 
好的,这是一份关于不同主题图书的详细简介,完全不涉及“智慧制造系统与智慧工厂”的内容,旨在提供丰富、具体且具有阅读吸引力的内容描述。 --- 图书简介:《失落文明的回响:美索不达米亚的泥板与苏美尔的星辰》 主题:古代历史、考古学、文化人类学 目标读者:历史爱好者、考古学学生、对古代近东文明有浓厚兴趣的读者 第一部分:绪论——文明的摇篮与泥土的低语 本书带领读者深入人类文明的起源地——美索不达米亚(两河流域)。我们并非着眼于宏伟的宫殿或金碧辉煌的陵墓,而是聚焦于那些沉默的记录者:泥板。这些干燥的、刻满楔形文字的泥块,是连接现代世界与公元前数千年人类日常生活的唯一桥梁。 我们将从地理环境入手,探讨底格里斯河与幼发拉底河塑造的独特生态系统如何催生了人类历史上最早的复杂社会结构。在本书的第一章,我们将详细解析苏美尔文明的兴起背景,包括灌溉系统的复杂管理、城邦的独立发展,以及他们如何从分散的村落演变为拥有专业阶层和复杂律法的社会实体。重点将放在早期城邦如乌鲁克(Uruk)和乌尔(Ur)的城市规划,揭示其初期城市生活中水利、宗教和政治权力的交织关系。 第二部分:文字的诞生与知识的系统化 本书的核心部分将深入探讨楔形文字(Cuneiform)——世界上已知最早的文字系统的发展历程。我们不会泛泛而谈,而是通过对具体泥板文献的解析,重建苏美尔人的思维方式。 《泥板上的经济学》: 读者将看到最早的收据、库存清单和税收记录。这些材料揭示了早期神庙经济的精细运作,包括谷物、牲畜的分配制度,以及对劳动力的管理。我们将分析“什卡尔”(Šikil)——一种早期的信用和债务概念,展示早期商业实践的复杂性,远超人们的想象。 《神话与创世:宇宙观的构建》: 重点分析《吉尔伽美什史诗》之外的文本,如《埃努玛·埃利什》(Enūma Eliš,巴比伦创世史诗)的早期苏美尔版本残片。通过对比不同时期的文本,我们可以观察到神祇谱系(Pantheon)如何随着政治中心的转移而演变,例如恩利尔(Enlil)的神性如何逐渐被马尔杜克(Marduk)所吸收和超越。本书特别关注那些关于洪水、创世和英雄叙事的非主流记载,它们提供了理解古代近东宗教哲学的独特视角。 第三部分:法律、伦理与社会秩序的重构 古代社会的法律体系是研究其社会结构的关键窗口。本书将花费大量篇幅剖析《汉谟拉比法典》(Code of Hammurabi)的文本结构,但这并非重点,我们真正关注的是其前身——更早的《乌尔纳姆法典》(Code of Ur-Nammu)和《利彼特-伊什塔尔法典》(Code of Lipit-Ishtar)。 《衡平与惩罚》: 通过比较这三部法典的“眼对眼,牙对牙”原则的演变,我们可以清晰地看到,社会地位(如自由民、半自由民和奴隶)在司法裁决中的决定性作用。例如,探讨特定条款中对“偷窃公田谷物”与“偷窃私人财产”所实施的不同刑罚,以及这些差异如何反映了早期国家对资源控制的重视程度。 《教育与学术传承》: 我们将探访泥板学校(Edubba)的考古现场遗迹,并解读“教师的训诫”泥板。这些文本不仅是古代的教科书,更是我们了解古代教育方法、道德规范和职业培训体系的活化石。它们揭示了抄写员阶层如何通过严格的模仿和背诵,维持了数千年的知识传播链。 第四部分:天文、数学与历法构建 苏美尔人对宇宙秩序的观测达到了令人惊叹的精度。本书的第四部分将聚焦于他们如何将日常生活与天体运行紧密结合。 《六十进制的遗产》: 深入解析苏美尔人发明的六十进制(Sexagesimal System)在时间、角度和度量衡中的应用。读者将跟随古代数学家,学习如何使用“倒数板”(Abacus)进行复杂的乘法和平方根运算。我们将解析那些记录了行星周期和月相变化的泥板,展示他们对时间流逝的精确记录,这对于指导农业灌溉和宗教节日至关重要。 《占星术的起源》: 在美索不达米亚,占星术(Astrology)与天文学(Astronomy)是不可分割的。本书将区分两者早期的界限,分析祭司如何解读特定星象(如金星的出现)以预测国王的命运或国家的前途。我们将详细介绍“Zodiac”(黄道带)概念在巴比伦时期的初步形成过程。 结论:超越时间的回响 本书最后总结了美索不达米亚文明对后世文明(包括希腊、波斯乃至更远的文化)在法律、数学和书写系统上的深远影响。我们不是在赞美一个遥远的过去,而是通过对这些泥板的细致解读,理解现代社会中许多基本概念——从时间划分到法律公平——其根源何在。这本书旨在让读者触摸到那些被历史尘土掩埋的、真实而鲜活的古代人的声音。 --- 图书简介:《深海炼金术:极端环境下的生命适应与生物化学》 主题:海洋生物学、极端微生物学、生物化学 目标读者:生物学专业学生、海洋研究人员、对深海生态系统和生命起源感兴趣的普通读者 导言:地球上最后的秘境——深渊 本书聚焦于地球上最极端、最少被探索的栖息地:深海。我们摒弃对珊瑚礁和浅海生态的描绘,直接潜入光线无法穿透、压力足以压碎钢铁的深渊平原、热液喷口和冷泉区。海洋深处不仅是地质活动的舞台,更是生物化学奇迹的实验室。 我们将从物理学的角度切入,详细解释水深每增加十米,压力即增加一个大气压的物理效应,以及这种极端压力(有时超过1000个大气压)如何影响蛋白质的折叠、酶的催化效率以及细胞膜的流动性。这为理解深海生物的生存机制奠定了基础。 第一章:热液喷口——化合作用的熔炉 热液喷口,特别是“黑烟囱”(Black Smokers)周围的环境,是生命化学适应性的极致体现。这里的温度梯度从零上几百摄氏度到接近冰点急剧变化。 极端耐热微生物的分子防御: 我们将深入剖析生活在喷口附近的古菌和细菌,特别是那些含有超嗜热性(Hyperthermophilic)酶的生物体。重点分析其DNA如何通过特殊的蛋白质复合物或独特的DNA拓扑结构来抵抗高温带来的解螺旋风险。书中将详细介绍从这些生物中分离出的耐热性聚合酶(Taq Polymerase的深海同源物),及其在现代生物技术中的应用——这展示了极端环境微生物的实际价值。 化能合成的基石: 与依赖光合作用的生命不同,深海生命依赖硫化氢、甲烷和铁等无机物。本书将详尽阐述硫氧化菌和甲烷氧化菌如何利用化学能驱动碳固定循环,构建起一个完全独立于太阳能的生态系统。我们将解析其特有的电子传递链,以及它们如何有效利用低能态的电子供体。 第二章:冷泉区的化学景观与生物群落 冷泉(Cold Seep)是海底的另一类化学驱动生态系统,它们以甲烷水合物的缓慢释放为核心。 甲烷的“碳捕获”: 重点分析生活在冷泉附近的产甲烷古菌(Methanogens)与其拮抗者——硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria)之间的协同作用。这种“微生物二重唱”是深海碳循环的关键。我们将探讨“AOM”(厌氧甲烷氧化)过程的生化细节,揭示甲烷如何被有效地封存或转化为生物质,从而减缓其进入大气层的速率。 巨型生物的适应性: 在冷泉生态系统中,我们发现了巨大的管虫(Riftia pachyptila)和贻贝群落。本书将重点解析管虫体内共生菌的化学机制。管虫缺乏口和消化道,其生存完全依赖于体腔内高度特化的血红蛋白,这种血红蛋白必须在同一时间、同一空间内有效结合高浓度的氧气和有毒的硫化氢,而不会使酶失活。我们将用详细的化学动力学图表来解释这种“分子开关”的工作原理。 第三章:生物荧光与压力信号传导 深渊是永恒的黑暗,但其中充满了光。本书的第三部分转向信息传递和信号分子。 生物荧光的机制: 我们将详细研究深海生物如何利用冷光(Bioluminescence)进行捕食、伪装或交流。重点将放在不同发光底物(如荧光素和鲁西弗林)的化学结构差异,以及控制发光反应的复杂酶系统(如荧光素酶)。分析特定深海鱼类(如琵琶鱼)的“诱饵”机制,揭示其荧光器官的结构生物学。 压力感应与细胞膜重塑: 极端压力如何被细胞“感知”?本书探讨了近年来发现的Piezophiles(嗜压生物)中的关键传感器蛋白。重点研究其细胞膜脂质组分的独特性——富含高度不饱和脂肪酸和独特的胆固醇类似物。这些分子结构如何维持了细胞膜在巨大静水压力下的流体性和完整性,是生命化学适应性的一个重要研究前沿。 结论:深海化学对生命起源的启示 本书的收尾将探讨深海环境(特别是热液喷口)与地球早期生命起源之间的潜在联系。通过分析早期生命所需的非酶催化反应,以及深海化学梯度所提供的能量来源,我们可以推断出生命在缺乏阳光的原始地球上可能采取的生化路径。本书旨在为读者描绘一幅深海生物化学的宏大图景,强调这些极端生命形式如何不断挑战我们对“生命存在边界”的认知。

著者信息

图书目录

第1章 智慧製造總論
1.1 智慧製造概述
1.2 智慧製造核心技術
1.2.1 工業機器人
1.2.2 3D列印技術
1.2.3 RFID技術
1.2.4 無線感測器網路技術
1.2.5 物聯網與資訊物理融合系統
1.2.6 工業大數據
1.2.7 雲端運算技術
1.2.8 虛擬現實技術
1.2.9 人工智慧技術
1.3 智慧製造系統的體系結構
參考文獻

第2章 切削參數智慧優選
2.1 切削參數智慧優選概述
2.2 切削參數優化建模
2.2.1 優化目標
2.2.2 切削參數優化的邊界約束條件
2.3 切削參數敏感性分析及優化
2.3.1 田口法
2.3.2 灰度關聯法
2.3.3 基於田口法的單目標切削敏感性分析和切削參數優化
2.3.4 基於灰度關聯法的多目標切削參數優化
2.4 最佳切削參數預測
2.4.1 利用理論公式計算的方法預測切削力
2.4.2 利用有限元仿真的方式預測切削力
2.4.3 利用試驗資料擬合經驗公式的方式預測切削力、表面粗糙度
參考文獻

第3章 智慧工藝規劃
3.1 研究背景
3.2 智慧工藝規劃建模
3.2.1 基於特徵向量的工藝知識表述方法
3.2.2 工藝知識表述實例
3.3 利用遺傳算法求解工藝規劃與編程
3.3.1 遺傳算法
3.3.2 基於遺傳算法的加工工藝智慧規劃
3.3.3 典型案例
3.4 改進的工藝規劃與編程深度求解方法
3.4.1 蟻群算法
3.4.2 改進的工藝知識表述方法
3.4.3 利用蟻群算法求解工藝規劃問題
3.4.4 兩階段蟻群算法求解工藝規劃問題
3.4.5 典型案例及分析
參考文獻

第4章 智慧製造工廠及調度
4.1 智慧製造工廠
4.2 工廠生産智慧調度
4.2.1 調度問題描述
4.2.2 典型調度問題
4.2.3 調度問題的研究方法
4.3 柔性作業工廠調度問題
4.3.1 柔性作業工廠調度建模
4.3.2 利用遺傳算法求解柔性作業工廠調度問題
4.3.3 基於混合遺傳算法的柔性作業工廠調度方法研究
4.3.4 典型案例及分析
4.4 成批生産工廠調度問題
4.4.1 成批生産調度問題建模
4.4.2 利用蟻群算法求解成批生産調度問題
4.4.3 典型案例及分析
參考文獻

第5章 工藝規劃與工廠調度智慧整合
5.1 工藝規劃與工廠調度智慧整合建模
5.1.1 研究背景
5.1.2 工藝規劃與工廠調度整合建模
5.2 利用遺傳算法求解工藝規劃與工廠調度整合問題
5.2.1 遺傳算法的優化策略
5.2.2 典型案例及分析
5.3 利用蟻群算法求解工藝規劃與工廠調度整合問題
5.3.1 蟻群算法的優化策略
5.3.2 兩段式的蟻群算法求解IPPS問題
5.3.3 改進的蟻群算法訪問策略
5.3.4 典型案例及分析
參考文獻

第6章 智慧製造系統案例分析
6.1 汽車行業典型零部件智慧工廠案例
6.1.1 MES系統
6.1.2 AGV小車
6.1.3 SCADA系統
6.1.4 Andon系統
6.2 航空引擎典型零部件智慧製造工廠案例
6.2.1 航空引擎産品及其生産特點
6.2.2 機匣産品及其工藝特點分析
6.2.3 機匣工廠的管理現狀及存在問題
6.2.4 機匣COE生産組織方式及運作流程
6.2.5 機匣COE實施智慧製造的主要內容
6.2.6 機匣COE實施智慧製造的技術支撑體系
6.2.7 機匣MES軟體的設計及實施
6.3 企業WIS案例
6.3.1 背景
6.3.2 企業WIS總體規劃
6.3.3 工廠資料採集方案
6.3.4 WIS系統建設方案
6.3.5 建設後使用效果
6.4 基於大數據的生産系統預測性維護與機床體檢相關案例
參考文獻

附錄
附錄A GMT方法初始化過程
附錄B RS方法初始化過程
附錄C FJSP問題測試資料

 

图书序言

  • ISBN:9786263321946
  • 規格:平裝 / 302頁 / 17 x 23 x 1.51 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读



  製造業是國民經濟的支柱産業,是衡量國家綜合實力的重要標誌。近年來,隨著科學技術的進步,大量新技術、新思想不斷湧入製造業,形成了新産業模式、新經濟形態。各國製造業只有不斷創新製造模式,才能在國際競爭中取得領先優勢。在此背景下,各國政府或工業團體先後出臺政策,提升工業能力,應對新一輪「工業革命」。2012年,德國提出「工業4.0」,發揮德國在製造技術和製造裝備的傳統優勢,將製造業和互聯網等技術融合,圍繞「智慧工廠」和「智慧生産」兩大方向,形成了工業互聯網,以保持德國在世界領先地位。2013年,美國提出的「工業互聯網」策略,透過對製造領域的不同環節植入智慧感測器,結合互聯網、大數據、雲端運算技術,感知製造即時資料,實現了對製造系統的精準計劃與控制,促進了工業轉型升級。2015年,中國國務院發布了「中國製造2025」國家規劃,強調了資訊技術和製造技術的深度融合是新一輪産業競爭的製高點,而智慧製造則是搶占這一製高點的主攻方向。

  近年來,在中國自然科學基金、「雙一流」專案等的資助下,作者所在團隊在智慧製造系統,尤其是製造執行系統領域做了一些研究工作,本書將研究工作中取得的成果進行歸納和總結,從切削參數智慧優選、智慧工藝規劃、智慧製造工廠及調度、工藝規劃與工廠調度智慧整合四個方面系統地介紹了製造系統的智慧化技術及應用。本書突出理論與實踐相結合。理論部分較為清晰地闡述了製造系統智慧化的基礎問題,包括智慧製造核心技術,切削參數優化、工藝優化和調度的基本理論和模型,智慧製造工廠模型的基本概念、智慧優化方法等。實踐部分列舉了大量研究案例,力圖較為清晰地論證基本理論和基礎知識。每一章均有典型的案例,使讀者更好地理解和掌握基本理論和基礎知識。

  本書在撰寫過程中,作者所在團隊的范孝良、儲開宇、康文利、丁海民給予了大力支持。本書中的圖表由潘麗娟和李克英繪製。感謝瀋陽機床的牟恩旭和周昱晟提供了部分案例。本書在撰寫過程中得到了許多專家學者的鼓勵和支持,借鑒了國內外許多知名學者的研究成果,在此表示衷心的感謝!

  本書內容涉及智慧製造關鍵技術,覆蓋面廣。而目前智慧製造還處在起步和摸索階段,相關理論、方法和技術還在不斷完善中。隨著中國智慧製造試點示範工程的不斷推進,高校等科研機構與産業聯合不斷深入,智慧製造關鍵技術將在實際應用過程中日益完善。儘管本書是作者所在團隊研究工作的總結,但是水準有限,書中難免存在不妥之處,懇請各位專家與讀者給予批評與指正。

王進峰

用户评价

评分

我原本是抱著極大的熱情想從這本書中找到一些「實用工具箱」的感覺,希望它能提供一套清晰的步驟指南,指導我們如何一步步升級現有產線。但這本書更像是提供了一張「宏偉藍圖」,告訴我們世界終將會是這個樣子,但卻沒有提供任何關於「如何到達」的詳細導航。書中對於技術的介紹,多半停留在概念層面,例如對「數位孿生」的描繪,雖然畫面感很強,但對於在台灣普遍使用的大型PLC(可程式邏輯控制器)與傳統SCADA系統之間,如何高效、低成本地建立橋樑,卻沒有任何可供參考的實戰經驗分享。我特別留意了書中是否有關於成本效益分析(ROI)的部分,結果發現這部分也是非常薄弱,幾乎都是基於理想化的參數推算。對於需要向高層主管彙報投資效益的決策者而言,這本書的說服力遠遠不夠。總結來說,它適合當作一個廣泛的知識掃描器,但若想把它當作指導實務轉型的「聖經」,恐怕會讓人感到失望,因為它避開了太多實務操作中必然會遇到的泥淖與權衡取捨。

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坦白講,這本書的結構性問題有點嚴重,像是不同章節的作者群風格差異極大,導致前後的銜接非常突兀。前三分之一著重於理論框架的建立,語言風格嚴謹、正式,連標點符號的使用都顯得小心翼翼;但一進入到中段,談到MES(製造執行系統)的整合時,語氣突然變得口語化,甚至夾雜了一些網路用語,讓人懷疑是不是換了編輯或翻譯。這種風格上的巨大落差,讓讀者的心境很難維持在同一個專注度上。更令人不解的是,書中對於「資安」在智慧工廠中的重要性,只有非常簡短的一句帶過,似乎認為這是一個不證自明的基礎設施,無需多加著墨。在這個資安事件頻傳的時代,這無疑是一個嚴重的疏漏。對於一個旨在建立未來製造系統的書籍來說,忽略了最關鍵的防護機制,就像是設計了一座華麗的城堡,卻忘了建造護城河。整體閱讀體驗下來,感覺像是在拼湊一本不同作者寫的雜誌特刊,而非一本結構完整的專書。

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讀完這本書,我內心唯一的感受,就是一種資訊的轟炸感,但少了點「靈魂」。整本書的敘事節奏非常急促,彷彿作者急著把所有學到的新知都傾倒出來,卻忽略了讀者需要時間消化的過程。特別是在探討人工智慧在品質檢測上的應用那幾個章節,描述得過於簡略,很多複雜的演算法細節一帶而過,最後就直接跳到「導入後效率提升X%」這種結論式的陳述。這對於我們這些真正想了解背後運作機制的工程師來說,根本是搔不到癢處。我甚至懷疑作者是否真的有親身參與過完整的智慧工廠建置專案。如果可以,我更希望看到的是針對某個特定製程(比如銑削、沖壓或PCB組裝)的深度剖析,從傳統模式到智慧化轉型的具體決策樹,而不是這種大而無當的概論。這本書更像是一本教科書的「導論」,適合剛踏入這個領域的學生去了解名詞,但對於尋求解決方案的實戰派來說,它提供的幫助實在是太有限了,讀完只覺得知識累積了不少,但解決問題的能力卻沒有明顯增長。

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這本書的排版和用詞,讓我感覺到一種濃厚的學術氣息,或許作者是從學術界轉向產業界的專家。每一章節的開頭都引述了大量的文獻,試圖建立堅實的理論基礎,這點無疑增加了書籍的權威性,但也相對犧牲了閱讀的流暢性。我的體驗是,每當我讀到一個感興趣的觀念時,往往需要花費額外的時間去消化那些密集的術語和複雜的圖表,這些圖表有時看不太懂,似乎更像是為了展示研究成果而非輔助理解。尤其是在討論到「供應鏈韌性」與「邊緣運算整合」的章節時,筆法顯得過於抽象化,缺乏台灣在地製造業的視角。台灣的中小企業結構,對於大規模、高投入的中央集權式系統往往抱持觀望態度,他們更需要分散式、模組化、低門檻的解決方案。可惜,這本書似乎完全是以歐美大型製造業的標準來衡量,對於台灣產業的特性,例如對人機協作的依賴性、彈性生產的需求,著墨太少,導致讀起來總覺得有點「水土不服」。

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這本號稱探討「智慧製造系統與智慧工廠」的書,實在是讓我有點摸不著頭緒。翻開書皮,設計感十足的封面,讓人對內容抱持著不小的期望,以為能一窺未來工廠的藍圖,或者至少能找到一些清晰的導入步驟。然而,實際閱讀起來,感覺就像是走進一間堆滿各種高科技零件的倉庫,什麼都有,但卻缺乏一個明確的組裝說明書。作者似乎將所有聽起來很炫的關鍵字,如物聯網、大數據、數位雙生等,都塞進了書裡,但它們之間的邏輯連結卻顯得有些鬆散。舉例來說,談到感測器佈建時,雖然提到了各種新穎的技術,卻沒有深入探討在台灣傳統產業的場域中,如何克服既有設備老舊、網路基礎建設不足等實際的痛點。我期待的是能看到一些接地氣的案例分析,或是針對不同規模企業的導入策略,但這本書給我的感覺,更像是一本學術研討會的論文集錦,理論性強,實務性不足。對於那些想快速掌握智慧製造核心思維的業界人士來說,這本書或許會讓人讀到一半就感到挫折,因為它給了太多「是什麼」,卻很少告訴我們「該怎麼做」。

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