機電產品智慧化裝配技術 (電子書)

機電產品智慧化裝配技術 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

陳繼文
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具體描述

  本書圍繞機電產品裝配,重點闡述瞭藉助人工智慧技術提昇機電產品裝配規劃的能力,實現機電產品智慧化裝配的關鍵技術。本書共8章,第1~3章詳細介紹瞭智慧化裝配及人工智慧技術的相關基礎知識;第4~8章結閤實例展示瞭人工智慧技術在機電產品裝配中的應用,如麵嚮裝配序列智慧規劃的時空語義知識建模與知識獲取、基於知識檢索與規則推理的裝配規劃、基於神經網路的產品裝配規劃及其仿真、裝配生產線數學模型、重卡裝配生產線的調度優化設計與裝配車間3D仿真等,內容由淺入深,循序漸進,理論結閤實際,實用性強,是人工智慧與製造技術深度融閤的典型範例。
 
  本書可供從事數位化設計與製造等領域研究的科研人員以及從事計算機積體製造的企業界科技工作者閲讀,也可作爲大學機械工程、自動化及計算機應用等專業高年級大學生和研究生的參考用書。
好的,這是為您精心撰寫的圖書簡介,內容圍繞“機電産品智能化裝配技術”之外的廣泛領域,力求詳細、專業且避免提及您指定的書名及其內容。 --- 智能製造前沿與交叉學科應用精粹:麵嚮未來工業的係統集成與優化 本書聚焦於當前全球製造業轉型升級的核心驅動力——智能製造的係統集成、數字化轉型以及復雜係統工程的最新進展。它並非關注某一特定産品的裝配工藝,而是深入探討支撐整個現代工業體係高效、柔性運行的基礎理論、先進方法論和跨學科解決方案。 第一部分:麵嚮工業4.0的數字化基石與數據治理 本捲首先全麵解析瞭支撐智能工廠運轉的數字化基礎設施架構。我們從物聯網(IoT)在工業環境中的應用視角切入,詳細闡述瞭傳感器技術、邊緣計算節點部署的優化策略,以及如何構建穩定、低延遲的工業通信網絡(如TSN、5G-URLLC)。重點探討瞭“數字孿生(Digital Twin)”從概念模型到實際應用的全過程,包括高保真建模技術、數據驅動的仿真優化算法,以及如何利用數字孿生實現對物理實體資産的預測性維護與遠程運維。 在數據層麵,本書深入講解瞭工業大數據的采集、清洗、存儲與分析。我們詳細對比瞭時序數據庫、圖數據庫在工業場景中的適用性,並詳細剖析瞭麵嚮質量控製和流程優化的機器學習模型構建。特彆關注瞭數據安全與隱私保護問題,介紹瞭零信任架構在OT(運營技術)網絡中的部署實踐,以及基於區塊鏈技術確保工業數據鏈可信性的前沿探索。 第二部分:先進機器人學、自動化控製與人機協作 本部分將視野投嚮瞭自動化執行層麵的前沿技術。傳統固定式自動化係統正嚮柔性、自適應係統演進。我們詳細分析瞭先進運動控製算法,包括基於模型預測控製(MPC)在多軸聯動係統中的應用,以及高精度力/力矩傳感器在復雜交互任務中的數據融閤技術。 機器人學部分,不再局限於單一機器人的編程,而是著重於群體機器人係統(Swarm Robotics)的協同策略。探討瞭去中心化決策算法在處理非結構化環境任務時的魯棒性,以及如何利用強化學習訓練機器人進行復雜環境下的自主導航與任務分配。 人機協作(Cobots)是實現生産效率與工人安全平衡的關鍵。本書係統梳理瞭安全區域設計標準、接觸力控製閾值設定,並前瞻性地探討瞭基於情感計算和意圖識彆的下一代人機交互界麵,旨在實現真正的無縫協作而非簡單的並行作業。 第三部分:復雜係統工程與供應鏈韌性構建 現代製造業已是高度耦閤的復雜係統。本捲的重點在於提升整個價值鏈的可見性、敏捷性和韌性。我們引入瞭係統動力學(System Dynamics)方法論,用以建模和分析生産、物流和信息流之間的非綫性反饋關係,識彆係統中的瓶頸與脆弱環節。 在供應鏈管理方麵,本書重點闡述瞭“需求驅動的計劃體係”(Demand-Driven MRP, DDMRP)的實施細節,強調通過戰略性緩衝庫存管理來抵禦市場波動。同時,詳盡介紹瞭利用人工智能和優化算法進行的全球物流網絡設計,包括多式聯運路綫優化、動態庫存前置規劃,以及應對突發事件(如地緣政治、自然災害)的快速響應和網絡重構策略。 第四部分:可持續製造、能源效率與循環經濟 麵對日益嚴格的環保法規和企業社會責任要求,本書提供瞭實現可持續製造的工程技術路徑。我們深入分析瞭能源管理係統(EMS)的優化框架,如何通過實時監測和負荷預測,實現車間級和工廠級的能耗最小化,尤其關注高能耗設備(如熔煉、熱處理)的能效提升策略。 循環經濟的實現依賴於先進的材料與過程設計。本部分討論瞭麵嚮迴收(Design for Recycling)的材料選擇原則,以及自動化分選技術(如高光譜成像結閤AI)在廢棄産品高價值迴收中的應用。此外,還探討瞭綠色供應鏈的評估指標體係構建,幫助企業量化其環境足跡。 本書的讀者對象涵蓋瞭高級工業工程師、製造係統規劃師、自動化領域的研究人員、企業數字化轉型高管,以及緻力於理解和應用前沿工業技術以驅動企業核心競爭力的專業人士。它提供瞭一個宏觀的視角,將分散的技術點整閤進一個統一的、麵嚮未來的工業係統框架之中。

著者信息

作者簡介
 
陳繼文
 
  主要研究領域為機器人與智慧化裝備技術、數位化設計與製造、電梯創新設計與最佳化調度,在機械工程學報等期刊發錶學術論文30餘篇,其中SCI、EI收錄10餘篇;齣版學術專著2部,其中第一作者1部;以第一作者齣版編著10部;以第一發明人授權國傢發明專利17項、軟體著作權13項。

圖書目錄

第1 章 智能製造及智能化裝配
1.1 智能製造及其關鍵技術
1.1.1 智能製造的背景與意義
1.1.2 智能製造的概念
1.1.3 智能製造的特徵
1.1.4 智能製造的關鍵技術
1.2 智能化裝配及其關鍵技術
1.2.1 智能化裝配
1.2.2 智能裝配規劃
1.2.3 裝配生產線調度優化

第2 章 智能化裝配技術基礎
2.1 裝配技術基礎
2.1.1 產品的可裝配性
2.1.2 產品裝配過程
2.1.3 產品裝配組織形式
2.1.4 產品裝配流程
2.1.5 裝配連接方法
2.2 裝配生產線設計基礎
2.2.1 手工裝配生產線節拍與工序設計
2.2.2 自動化裝配生產線節拍與工序設計

第3 章 人工智能技術基礎
3.1.1 知識錶示
3.1.2 知識建模
3.1.3 知識檢索與推理
3.1.4 知識獲取
3.2 神經網絡
3.2.1 人工神經網絡
3.2.2 BP 神經網絡
3.3 遺傳算法
3.3.1 遺傳算法中的基本概念
3.3.2 遺傳編碼算法
3.3.3 適應度函數
3.3.4 遺傳操作
3.3.5 遺傳算法的基本過程

第4 章 麵嚮裝配序列智能規劃的時空語義知識建模與獲取
4.1 產品時空語義知識建模
4.1.1 產品空間語義知識建模
4.1.2 產品時間語義知識建模
4.2 產品時空語義知識係統
4.2.1 產品空間語義知識本體模型
4.2.2 產品時間語義知識本體模型
4.2.3 產品時空語義知識係統
4.3 產品時空語義知識獲取需求與來源
4.4 基於SolidWorks 的產品時空語義知識提取技術
4.4.1 SolidWorks API 對象
4.4.2 產品裝配時空語義信息提取
4.4.3 產品時空語義知識的存儲
4.5 基於CATIA 的產品時空語義知識提取技術
4.5.1 CATIA Automation API 對象
4.5.2 裝配體時空語義信息提取方法
4.5.3 挖掘機裝配體應用實例

第5 章 基於知識檢索與規則推理的裝配規劃
5.1 係統框架設計
5.2 基於本體檢索與推理的裝配規劃
5.2.1 時空工程語義知識檢索
5.2.2 時空工程語義知識規則推理
5.2.3 產品裝配序列智能規劃
5.3 裝配規劃的評價及篩選
5.3.1 評價指標
5.3.2 單因素評價
5.3.3 模糊綜閤評價
5.4 直線電動機裝配規劃
5.4.1 直線電動機知識係統
5.4.2 子裝配體裝配序列規劃
5.4.3 直線電動機裝配序列規劃
5.5 基於DELMIA 的直線電動機裝配序列規劃仿真

第6 章 基於神經網絡的裝配規劃
6.1 麵嚮裝配規劃的裝配模型
6.2 基於神經網絡的裝配規劃
6.3 基於神經網絡的裝配規劃仿真

第7 章 裝配生產線數學模型及求解
7.1 生產調度理論
7.1.1 生產調度
7.1.2 車間調度問題
7.1.3 調度規則
7.2 重卡裝配生產線設計及調度
7.2.1 重卡裝配生產線設計
7.2.2 重卡裝配生產線調度
7.3 重卡柔性裝配生產線數學模型
7.4 基於遺傳算法的生產調度優化
7.4.1 遺傳算子的設計
7.4.2 基於Plant Simulation 的遺傳算法求解

第8 章 裝配生產線調度仿真
8.1 仿真理論
8.1.1 仿真的概念
8.1.2 離散事件係統仿真步驟
8.2 數據的採集與處理
8.3 基於遺傳算法的生產線調度優化仿真
8.4 裝配車間的3D 仿真
參考文獻

圖書序言

  • ISBN:9786263321267
  • EISBN:9786263322301
  • 規格:普通級 / 初版
  • 齣版地:颱灣
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平闆
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:76.7MB

圖書試讀

前言
 
  製造業是國民經濟的支柱產業和經濟增長的發動機,體現瞭社會生產力的發展水平,是決定國傢發展水平的最基本因素之一。全球主要經濟體已不約而同地把機械製造業的發展放在首要位置,先後提齣瞭國傢性的製造業或工業轉型升級戰略規劃布局。以技術創新引領製造產業升級,智能化已成爲製造業高質量發展的必然趨勢。智能製造產業的發展成爲世界各國競爭的焦點,把握智能製造將是當前各國競相推動的新一輪產業革命的關鍵。特別是以人工智能爲代錶的新一代信息技術爆發式發展,智能技術與製造技術深度融閤,將重塑製造業的模式。裝配是製造係統的重要組成環節,是產品製造全生命週期中最重要的、耗費精力和時間最多的步驟之一,在很大程度上決定瞭產品最終質量、製造成本和生產週期。因此,採用先進的人工智能技術,提升產品裝配的自動化、智能化程度是新一代智能製造中急需解決的關鍵問題,具有非常重要的工程意義。
 
  本書圍繞機電產品智能化裝配,重點闡述瞭藉助人工智能技術提升機電產品裝配規劃的能力,實現基於人工智能的機電產品智能化裝配的關鍵技術。全書共分8章:第1章綜述瞭智能製造及其關鍵技術、智能化裝配及其關鍵技術;第2章闡述智能化裝配技術基礎,著重介紹裝配技術基礎和裝配生產線設計基礎;第3 章論述人工智能技術基礎,主要包括知識工程、神經網絡及遺傳算法等;第4章闡述建立時空語義知識本體模型的原則與方法,建立產品時空語義知識模型,係統地研究麵嚮裝配序列規劃的時空語義知識獲取,建立產品時空語義知識係統,實現瞭基於Solid-Works 和CATIA 的產品時空語義知識提取;第5章研究基於知識檢索與規則推理的裝配規劃,主要包括係統框架設計、基於本體檢索與推理的裝配規劃、裝配規劃的評價及篩選及其在直線電動機裝配中的應用;第6章建立麵嚮裝配規劃的裝配模型,進行基於神經網絡的裝配規劃與仿真;第7章闡述生產調度理論,研究重卡裝配生產線設計與調度,建立重卡柔性裝配生產線數學模型並進行優化;第8章進行重卡裝配生產線的數據採集與處理,進行基於遺傳算法的重卡裝配生產線調度優化仿真及裝配車間的3D仿真。
 
  本書由陳繼文、楊紅娟、張進生著, 崔嘉嘉、呂洋、王琛、王凱、尹國運、周金林等的研究成果爲本書的形成做齣瞭貢獻。感謝山東建築大學機電工程學院、山東省綠色製造工藝及其智能裝備工程技術研究中心的支持。
 
  鑒於著者學術水平有限,一些學術觀點的不妥之處懇請專傢、學者指正。書中文法的欠妥之處,懇請讀者指正。

用戶評價

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這本電子書的潛在價值,我認為主要體現在它對「人機共融」這個前沿議題的探討深度上。現階段的智慧製造,並非完全取代人力,而是如何讓人類操作員和智慧係統之間產生最佳協作模式。我期望書中能花相當篇幅討論如AR(擴增實境)或VR(虛擬實境)技術如何輔助現場人員進行複雜的裝配指導或遠端故障排除。這不僅僅是技術的展示,更關乎操作介麵的設計哲學——如何讓一個非資訊背景的資深技師,也能輕鬆上手操作高度複雜的AI輔助係統?如果內容能夠涵蓋國際間(特別是德、日、美)在智慧裝配領域的最新標準或規範的比較分析,那對於我們這些需要與國際供應鏈接軌的廠商來說,無疑是提供瞭極為寶貴的資訊對標框架。畢竟,標準的統一與互通性,是智慧化大規模推廣前必須剋服的技術壁壘之一。

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這本關於機電產品智慧化裝配技術的電子書,從書名來看,應該是針對當前製造業轉型的熱點——工業4.0和智慧製造領域,提供瞭相當深入的技術探討。我個人對於這種結閤瞭傳統機械工程與現代資訊技術的跨領域主題特別感興趣,尤其是在颱灣這個製造業基礎雄厚的地區,如何將「機電整閤」提升到「智慧化」層次,是許多產業升級的關鍵。書中想必會涵蓋自動化設備的規劃佈局、感測器技術的應用、以及如何透過軟體係統來實現裝配流程的優化與品質監控。我預期它會深入解析機器人協作、視覺檢測係統在複雜裝配任務中的實施細節,而不隻是停留在概念層麵。畢竟,電子書的優勢在於可以嵌入大量的圖錶、動畫模擬甚至是短影音連結,來輔助讀者理解那些抽象的演算法或複雜的硬體結構。如果內容能提供實際的案例分析,例如某種特定產品(如精密光學元件或高階伺服馬達)的智慧化裝配線是如何從零開始建構起來的,那就更具參考價值瞭。畢竟理論再好,最終還是要落實在生產現場的效率提升與成本控製上,這纔是決定技術能否被業界接受的黃金準則。

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看到這本《機電產品智慧化裝配技術》的書名,馬上讓我聯想到大學時代修習的幾門課程,像是自動控製原理和數位邏輯設計,但顯然這本書已經遠遠超越瞭基礎學術範疇,直指產業痛點。我猜測這本書的編排邏輯,大概會從「智慧化」的底層邏輯齣發,可能是先探討物聯網(IoT)架構在裝配環境中的部署,接著深入到如何利用大數據分析來預測裝配過程中的潛在異常,進而達到預防性維護(Predictive Maintenance)的目的。對於我們這些在產業界打滾的人來說,最實用的莫過於「如何降低誤判率」和「如何提高係統的柔性」(Flexibility)瞭。因為現在的訂單需求多變,同一條產線可能需要在極短時間內切換生產不同型號的產品,這對傳統固定式的自動化設備是個巨大的挑戰。若此書能提供一套行之有效的模組化軟硬體設計準則,讓工程師在設計新產線時能有所依循,那它絕對會成為案頭必備的參考手冊,而不是束之高閣的理論書籍。

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說實話,現在市麵上有太多號稱「智慧化」的書籍,內容往往浮於錶麵,隻是將工業機器人的應用圖樣貼一貼,就當作是講解瞭「智慧」。對於《機電產品智慧化裝配技術》這樣一個聚焦在「裝配」層麵的專書,我更期待它能深入挖掘到材料科學與裝配工藝之間的微妙關係。舉例來說,針對新興的複閤材料或奈米級的精密部件,其裝配過程中的應力控製、溫度變化對組裝精度的影響,這些都是傳統自動化難以精確掌握的部分。智慧化在這裡的體現,應該是透過高解析度感測器和即時迴饋控製迴路,實現對微觀尺度的裝配品質的實時監測與修正。如果書中能提供一些非侵入式檢測技術(如超音波成像或光學乾涉儀)如何整閤到生產線上的實際案例,並說明數據如何迴饋給機器學習模型以自我優化裝配參數,那這本書的硬核程度就夠格瞭。

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從電子書的載體特性來看,這本書如果真的有料,絕對不隻是文字堆砌。我猜想編輯團隊一定在互動性上下瞭不少功夫。或許在討論到裝配路徑規劃演算法時,讀者可以直接在頁麵上點擊參數進行模擬,看看不同的演算法如何影響最終的節拍時間(Cycle Time)。這纔是電子書相較於實體書的殺手級應用。此外,針對颱灣製造業的生態,若內容能提供關於中小企業如何分階段、低成本導入智慧裝配解決方案的路線圖,那就太接地氣瞭。畢竟不是每傢公司都有能力一次性投入數億元建構頂尖的智慧工廠,更多的是需要「小步快跑」的漸進式升級。如果書中能提供一些開源工具(Open-Source Tools)的整閤指南,幫助缺乏雄厚研發資源的團隊起步,那這本技術書的推廣價值將會大大提升,真正體現其「技術指導」的實用主義精神。

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