具体描述
本书是根据国家培养高素质技能型专门人才的有关要求而编写的。全书以数控机床的基本结构为主线，以提高数控机床维修人员的能力为目标，采用项目驱动的方式组织内容，注重与相关知识点结合，注重分析与解决问题方法和思路的引导，同时选用大量维修案例，帮助理解维修要点。全书分为7章，从数控机床的故障诊断与维修基础、数控机床电气控制基础、数控系统体系结构、数控系统故障诊断与维修、进给伺服系统故障诊断与维修、主轴驱动系统故障诊断与维修以及数控机床机械装置故障诊断与维修等方面，阐述数控机床维修必备的基础技能和知识，数控系统、伺服系统、机械结构、辅助装置等的体系结构、工作原理、常见故障、原因及故障维修方法等。本书每章后都有“学习小结”，各章节都附有一定的思考与练习题供读者选用。本书可作为高职高专数控类、机制类、设备维修类专业的教学用书，也可作为工程技术人员的参考书籍。
好的，这是一份关于一本名为《数控机床故障诊断与维修》的图书的简介，内容将着重于描述该书不包含的主题，以确保内容详实、具体，且不提及原书名或其相关主题。 --- 《高级工业自动化系统集成与可靠性工程实践指南》图书简介 主题聚焦： 本书深入探讨了现代工业环境中复杂自动化系统的设计、部署、维护策略，以及如何建立系统级的故障预测和持续可靠性保障框架。全书摒弃了对单一机电设备（如数控机床）的操作规程和基础维修技能的描述，转而聚焦于跨平台、跨协议的集成化管理和面向全生命周期的可靠性工程方法论。 第一部分：跨平台工业网络架构与数据互操作性 本部分详细解析了当前主流工业通信协议（如OPC UA、EtherCAT、PROFINET IRT、Time-Sensitive Networking/TSN）在不同生产场景中的性能瓶颈、互操作性挑战及其解决方案。内容侧重于如何构建一个具备高实时性和高安全性的异构设备通信网络骨架。 我们首先对工业物联网（IIoT）架构进行了全面梳理，重点分析了从现场设备层（Field Level）到云端数据中心（Cloud Center）的数据流效率与安全传输机制。书中详尽对比了基于消息队列遥测传输（MQTT）与基于Websocket的实时数据推送在大型分布式系统中的适用性与延迟表现。特别地，本章深入探讨了网络拓扑设计中如何规避单点故障，并介绍了基于SDN（软件定义网络）思想的工业网络冗余配置策略，确保在任一通信链路中断时，业务流程能迅速切换至备用路径。 随后，本书探讨了数据标准化与语义互操作性的工程实践。我们不涉及任何特定设备的操作手册，而是聚焦于如何利用数据模型（如ISA-95模型、PackML标准）来描述复杂的制造流程，并展示了如何通过中间件平台（Middleware Platforms）实现不同厂商控制系统之间的数据无缝映射与解析，从而打破传统“信息孤岛”的壁垒。本书提供了一套详尽的实践案例，展示如何利用标准化工具集对采集到的海量操作数据进行预处理、清洗与结构化，为后续的分析奠定基础。 第二部分：面向预测性维护的系统级建模与仿真 本部分完全脱离了传统事后维修或定期维护的范畴，专注于利用先进的数学模型和计算工具对整个生产线的可靠性进行前瞻性评估。 内容涵盖了高维状态空间建模技术，例如如何使用卡尔曼滤波（Kalman Filtering）或粒子滤波（Particle Filtering）来实时估计设备关键性能指标（KPIs）的不确定性。书中引入了基于高斯过程回归（Gaussian Process Regression, GPR）的剩余使用寿命（RUL）预测方法，并通过复杂仿真环境验证了其在参数不确定性下的鲁棒性。 本书的重点在于系统级仿真。我们提供了一套利用离散事件仿真（Discrete Event Simulation, DES）或基于主体的建模（Agent-Based Modeling, ABM）技术，对整个生产线进行虚拟部署和压力测试的方法。这包括对资源竞争、缓冲区溢出、生产节拍波动等宏观因素进行建模，目的是在实际生产部署前，优化调度算法和资源分配策略。例如，书中详尽分析了如何利用ABM来模拟不同故障场景下，操作人员和自动化系统之间的交互决策，从而优化应急响应流程的设计。 第三部分：先进过程控制（APC）策略与鲁棒性优化 本部分探讨了超越传统PID控制的复杂过程控制技术，旨在提升生产过程的稳定性和能效。我们探讨了模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）在处理多变量、强耦合系统中的应用，重点在于如何构建精确的系统动态模型，并在线求解优化问题。本书详细介绍了如何处理MPC中的约束条件（包括硬件限制和操作安全限制），并讨论了先进的求解器选择和实时计算策略。 此外，本书还深入研究了控制系统的安全性和鲁棒性设计。我们介绍了如何利用鲁棒控制理论（如$H_{infty}$控制）来设计控制器，使其在面对模型不确定性（Model Uncertainty）或外部干扰时，仍能保持性能指标的稳定。书中不涉及任何特定机床的控制回路参数调整，而是提供了一套通用的、基于控制理论的设计流程，用于确保任何高复杂度自动化流程的闭环稳定性。 第四部分：工业系统安全与合规性审计 本部分聚焦于工业控制系统（ICS）的网络安全框架构建与合规性管理，特别是针对OT（Operational Technology）环境的独特挑战。内容包括但不限于： 1. 安全生命周期管理： 如何将网络安全措施嵌入到系统设计、实施、运行和退役的各个阶段，遵循IEC 62443系列标准的要求。 2. 威胁建模与风险评估： 采用定量和定性方法对潜在的工业网络攻击（如供应链攻击、远程代码执行）进行风险评分和优先级排序，重点关注对物理过程的潜在影响，而非传统IT系统的机密性损失。 3. 微分段与零信任架构（Zero Trust Architecture, ZTA）： 探讨如何在复杂的生产网络中实施微隔离策略，限制横向移动的可能性，并建立基于身份验证和最小权限原则的访问控制机制。 本书旨在为系统工程师、可靠性专家、过程控制工程师以及负责工业基础设施安全的专业人员提供一套前瞻性、系统化的工具箱和方法论，以应对当代工业环境中日益增长的复杂性和对连续高可靠性的要求。本书不包含任何关于机床机械结构、电气原理图识别、特定型号数控系统（如FANUC、Siemens Sinumerik等）的操作维护手册、加工程序编程或标准故障排查流程的具体描述。 读者将学习如何从宏观、系统、工程科学的角度去设计和维护下一代智能制造系统。
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