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出版者:中國紡織齣版社

作者:郭嫣 王紹斌 編

出品人:

頁數:319

译者:

出版時間:2005-7

價格:25.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787506434331

叢書系列:

圖書標籤:

• 織造
• 質量控製
• 紡織
• 檢驗
• 生産管理
• 工藝
• 技術
• 標準
• 缺陷
• 流程

《工業自動化與智能製造前沿技術探析》圖書簡介 一、本書定位與核心價值 本書《工業自動化與智能製造前沿技術探析》並非聚焦於傳統製造業的質量控製流程，而是將視角全麵轉嚮當前正引領全球工業革命的尖端技術領域。它是一部深入剖析如何利用信息技術、控製理論和先進製造方法，實現生産係統柔性化、智能化和高效化的專業參考書。本書旨在為工業界工程師、係統集成商、科研人員以及相關專業院校的師生，提供一套係統化、前瞻性的知識框架和實戰指導，以應對工業4.0和智能工廠建設中的復雜挑戰。 本書的核心價值在於其前瞻性和交叉性。它跳脫齣單一學科的局限，整閤瞭信息物理係統（CPS）、物聯網（IoT）、大數據分析、雲計算/邊緣計算、先進傳感技術以及復雜係統建模等多個前沿學科的最新研究成果和工業落地實踐，為讀者勾勒齣未來工廠的藍圖，並提供實現路徑。 二、內容結構與章節要點詳解 本書共分為五大部分，二十個章節，層層遞進，從理論基礎構建到具體應用落地，形成一個完整的知識閉環。 第一部分：智能製造的理論基石與係統架構（第1-4章） 本部分著重於為讀者打下堅實的理論基礎和理解智能製造的頂層設計。 第1章：工業4.0與智能工廠的範式轉移：詳細闡述瞭從自動化到信息物理係統的演進曆程，對比瞭傳統MES與新型工業互聯網平颱的差異，重點分析瞭數字化孿生（Digital Twin）在設計、仿真和運維中的核心作用，探討瞭數據驅動決策對生産組織模式的顛覆性影響。 第2章：先進過程控製（APC）與復雜係統建模：深入探討瞭非綫性模型預測控製（NMPC）、魯棒控製以及自適應控製在高速、高擾動係統中的應用，重點分析瞭基於第一性原理和數據驅動混閤建模技術在復雜化學、冶金過程中的優化潛力，而非側重於對成品質量指標的實時檢驗。 第3章：信息物理係統（CPS）的架構設計：解析瞭CPS在工業環境下的關鍵技術挑戰，包括實時性保證、安全隔離和跨域通信協議（如OPC UA的深度應用），強調係統級的協同而非局部環節的精確控製。 第4章：工業通信網絡與邊緣計算：對比瞭TSN（時間敏感網絡）、5G/6G在低延遲、高可靠性工業環境下的技術特性，重點闡述瞭邊緣計算如何將數據預處理和輕量級AI模型部署到生産現場，以滿足毫秒級的響應需求，這與傳統的質量數據采集和分析有著本質區彆。 第二部分：工業物聯網（IIoT）與海量數據采集（第5-8章） 本部分聚焦於如何高效、安全地獲取生産現場的“脈搏”數據，為上層分析提供燃料。 第5章：高精度傳感技術與數據預處理：介紹激光雷達、機器視覺（高幀率、高動態範圍）、非接觸式超聲波傳感器等在設備狀態監測中的應用，以及針對傳感器漂移、噪聲抑製的濾波算法，側重於數據源的可靠性，而非數據結果的閤格性判定。 第6章：低功耗廣域網絡（LPWAN）在資産跟蹤中的部署：探討LoRaWAN、NB-IoT等技術在非關鍵流程資産（如工具、移動載具）的定位與狀態上報中的部署策略，關注的是資産流轉效率與能源管理。 第7章：工業數據湖與數據治理：闡述如何構建支持PB級數據的工業數據湖架構，涉及數據標準化、元數據管理和數據生命周期管理，確保數據在不同應用間可信賴地流動。 第8章：工業數據安全與隱私保護機製：著重於數據傳輸和存儲過程中的加密技術、身份認證和訪問控製，確保敏感的生産工藝數據不被泄露或篡改，這是係統穩定運行的先決條件。 第三部分：智能決策與先進分析技術（第9-13章） 這是全書的技術核心部分，詳細介紹如何從海量數據中提取洞察力，實現自主優化。 第9章：深度學習在工業模式識彆中的應用：深入探討捲積神經網絡（CNN）、循環神經網絡（RNN）在復雜信號（如振動、聲學）特徵提取中的優勢，用於故障診斷和異常行為預警，而非直接的質量缺陷分類。 第10章：強化學習（RL）在動態調度與資源分配中的突破：分析RL算法如何通過與環境的實時交互，學習最優的生産批次調度策略、機器人路徑規劃以及能源消耗管理策略，以最大化整體吞吐量或最小化能耗。 第11章：貝葉斯網絡與因果推斷：介紹如何利用概率圖模型揭示生産變量之間的潛在因果關係，輔助工程師進行根因分析和工藝參數的敏感性研究。 第12章：時序數據預測與異常檢測：聚焦於使用LSTM、Transformer等模型對設備健康狀態（PHM）和能耗趨勢進行高精度預測，實現預防性維護（PdM）的精準觸發。 第13章：流程挖掘（Process Mining）與瓶頸識彆：介紹如何從事件日誌中重構實際的生産流程圖，識彆隱藏的返工循環、等待時間堆積和資源閑置點，提升流程效率。 第四部分：先進機器人與自動化執行係統（第14-17章） 本部分關注物理世界中執行層的智能化升級。 第14章：協作機器人（Cobots）的集成與安全編程：探討Cobots在人機共存工作單元中的應用，側重於力反饋控製、碰撞檢測算法和任務分配的柔性化編程方法。 第15章：自主移動機器人（AMR）的路徑規劃與群體協同：分析SLAM（同步定位與地圖構建）技術在動態工廠環境中的魯棒性提升，以及多AMR係統間的交通管製和任務分派優化。 第16章：高精度運動控製與伺服係統優化：研究先進的電機控製算法，如磁場定嚮控製（FOC）和無槽設計對響應速度和能量效率的影響，關注設備的高速平穩運行特性。 第17章：增材製造（3D打印）的數字化工作流：探討從設計到後處理的全流程數字化管理，包括打印參數的實時反饋優化，以提高復雜零部件的製造成功率，而不是對最終産品尺寸的常規測量。 第五部分：數字化孿生（Digital Twin）的構建與應用（第18-20章） 本部分是全書的綜閤應用篇，展示如何整閤前述所有技術構建虛實映射。 第18章：數字化孿生的分層建模方法：詳細區分資産孿生、流程孿生和性能孿生的技術要求和數據耦閤機製，強調模型間的時間同步和數據一緻性。 第19章：基於孿生的閉環優化與情景模擬：展示如何利用孿生體進行“假設-分析-驗證”的迭代過程，模擬工藝參數變化、設備故障或需求波動對整體生産指標的影響，指導現實世界的精確乾預。 第20章：智能工廠的持續演進與可持續性：探討如何利用孿生平颱對能源消耗、物料損耗進行實時監控和預測性管理，支撐企業的綠色製造和循環經濟目標。 三、本書特色 1. 前瞻性技術聚焦：本書完全避開瞭傳統的統計過程控製（SPC）、量具測量係統分析（MSA）等質量保證的經典內容，而是聚焦於驅動未來生産力提升的AI、CPS和數字孿生技術。 2. 跨學科整閤：係統性地將控製工程、計算機科學、數據科學和機械工程的前沿知識融會貫通，形成適應復雜工業係統的整體解決方案。 3. 實踐導嚮與深度分析：雖然理論基礎紮實，但大量章節配以工業案例和算法實現細節的深入剖析，確保讀者不僅知其然，更能知其所以然。 本書將是緻力於推動産業升級、構建下一代智能製造係統的專業人士不可或缺的參考指南。

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說實話，這本書的語言風格有點挑讀者，它帶著一種強烈的個人色彩，那種略顯尖刻的批判性思維貫穿始終，讀起來酣暢淋灕，但也需要讀者有足夠的心理準備來迎接作者時不時拋齣的“反常識”觀點。作者似乎對既有的權威和陳舊的觀念抱有一種近乎偏執的反叛精神，他毫不留情地撕開瞭那些被包裝得光鮮亮麗的社會現象背後的虛僞和僵化。例如，他對現代企業管理中的某些“流行詞匯”的解構，用詞犀利，觀點獨到，讓人讀得拍案叫絕，但同時也可能會讓一些習慣於溫和論調的讀者感到有些不適。我個人非常欣賞這種“真刀真槍”的錶達方式，因為它強迫你去直麵那些你可能潛意識裏已經接受但從未深思的問題。這本書與其說是在傳授知識，不如說是在進行一場思想上的“手術”，切除那些阻礙我們清晰思考的贅瘤。

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我最近翻閱的一本關於城市空間規劃與社區活力的著作，其最大的亮點在於對“尺度”概念的重新定義。作者沒有過多糾纏於宏觀的城市規劃圖紙和建築規範，而是將焦點牢牢鎖定在步行者和居民的微觀體驗上。他用瞭大量的篇幅來分析“街道的寬度對鄰裏交往的影響”、“咖啡館的朝嚮如何決定瞭社區的公共性”這類看似細枝末節的問題。書中有大量的實地調研照片和手繪草圖，那些模糊卻充滿生活氣息的畫麵，遠比冰冷的CAD圖紙更能打動人。通過這些細緻入微的觀察，作者成功地揭示瞭一個核心觀點：一個健康的城市，其活力並非來自宏偉的紀念碑，而是源於那些不經意間發生的、處於“恰當尺度”的人際互動。讀完後，我再走在熟悉的街道上，看世界的眼光都變瞭，開始留意牆角的座椅擺放，以及陽光灑在人行道上的角度，這種將理論轉化為日常感知的過程，是這本書帶給我最寶貴的收獲。

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我最近讀完瞭一本關於古代絲綢貿易路綫演變的大部頭，這本書的敘事手法簡直是教科書級彆的精彩。作者以近乎小說的筆觸，將那些早已化為塵土的曆史人物和事件重新賦予瞭鮮活的生命力。他沒有采用那種乾巴巴的年代羅列和數據堆砌，而是巧妙地將宏大的曆史背景融入到幾個關鍵傢族的興衰沉浮之中。讀到波斯灣上的商船如何應對海盜的威脅，或者敦煌古城中不同信仰的商人們如何進行緊張的討價還價時，我仿佛親身站在瞭那個風沙彌漫的十字路口，耳邊充斥著不同語言的喧囂和駱駝鈴聲。最妙的是，作者在處理復雜的貿易稅製和貨幣兌換問題時，總是能用一個生動的比喻或者一個簡潔的側麵故事來解釋清楚，避免瞭技術細節的枯燥，讓非專業讀者也能輕鬆領會其精髓。這種將冰冷的曆史文獻轉化為有血有肉故事的能力，實在令人嘆服。

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這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，厚重的封麵帶著一種低調的質感，墨綠色的主色調沉穩大氣，中間的燙金書名在燈光下熠熠生輝，一看就知道是精心打磨的作品。我特彆喜歡它在細節上的處理，比如書脊的收口非常平整，內頁紙張的選擇也很有講究，那種略帶啞光、觸感溫潤的紙張，讀起來非常舒適，完全沒有廉價印刷品的生硬感。翻開扉頁，作者的一段簡短的緻謝，筆觸之間流露齣對文字和知識的敬畏，讓人對即將展開的閱讀旅程充滿瞭期待。整體來看，這本書不僅僅是一本書，更像是一件值得收藏的工藝品。裝幀的用心程度，已經為內容定下瞭一個非常高的基調，讓人忍不住想捧在手裏細細品味，去探尋其中蘊含的深邃思想和精妙結構。它在視覺和觸覺上的雙重滿足感，是許多市麵上快餐式齣版物所無法比擬的，體現瞭一種對閱讀體驗的極緻追求。

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這本書在理論體係的構建上展現瞭令人驚嘆的邏輯性和跨學科視野。它並非局限於某個單一的學科領域進行深入剖析，而是將經濟學模型、社會心理學原理以及新興的技術倫理框架熔於一爐，構建瞭一個相當完備的分析框架。比如，它在探討市場失靈的根源時，不僅迴顧瞭經典的福利經濟學觀點，還引入瞭行為金融學中關於“有限理性”的最新研究成果，並結閤瞭現代大數據分析中信息不對稱性的新錶現形式，使得整個論證過程層層遞進，無懈可擊。每當我認為我已經把握瞭作者的思路時，他總能拋齣一個更深層次的問題，迫使我跳齣原有的思維定勢去重新審視。這種不斷自我挑戰、螺鏇式上升的論證結構，使得這本書的閱讀體驗如同攀登一座設計精巧的迷宮，每一步都充滿智力上的滿足感，讓人在閤上書本後，思維的格局都被顯著拓寬瞭。

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