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出版者:Springer

作者:Molina, Arturo; Kusiak, Andrew; Sanchez, V.

出品人:

頁數:634

译者:

出版時間:1999-01-31

價格:USD 309.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780412812507

叢書系列:

圖書標籤:

Life Cycle Engineering
Product Lifecycle Management
Sustainability
Design for X
Eco-design
Circular Economy
Industrial Ecology
Reliability Engineering
Maintenance Engineering
Systems Engineering

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具體描述

This handbook focuses on a series of concepts, models and technologies which can be used to improve current practice in life cycle engineering in manufacturing companies around the world. Experts on the main issues relating to life cycle engineering have produced a superb collection of chapters. All the contributing authors are researchers and engineers in the fields of manufacturing paradigms, enterprise integration, product life cycle and technologies for life cycle engineering. Academics and researchers will find this book to be a valuable reference tool. The book illustrates those key factors that ensure successful enterprise and product life cycle integration. Due to the book being developed as a joint industry and university project, its approach should be helpful to both practising professionals and academics. An overview of life cycle engineering concepts, models, methodologies and practices that have been proved to significantly improve the integration and productivity of manufacturing companies have been clearly explained in this handbook. This book will be essential for engineers, designers, product support personnel dealing with enterprise engineering projects. It will also be of immense use to lecturers and senior lecturers working in the fields of enterprise integration, product development, concurrent engineering and integrated manufacturing systems.

《未來製造：工業4.0時代的係統集成與智能決策》本書聚焦於在全球化與數字化浪潮交織下的現代製造業麵臨的深刻變革，提供一套麵嚮未來的、以係統思維為核心的集成化方法論。它並非傳統意義上對單一技術工具的羅列，而是緻力於構建一個宏觀的、涵蓋産品設計、生産製造、供應鏈管理乃至最終産品全生命周期信息流動的認知框架。在當前這個技術迭代速度以前所未有的速度推進的時代，企業對效率、柔性和可持續性的要求達到瞭新的高度。《未來製造》深入剖析瞭“工業4.0”不僅僅是信息技術（IT）與運營技術（OT）的簡單融閤，而是一場深層次的組織與流程的再造。本書旨在為工程管理人員、係統架構師以及戰略規劃師提供一個清晰的路綫圖，以應對復雜性激增帶來的挑戰。第一部分：係統思維的基石與數字化轉型戰略本部分首先奠定瞭理解現代復雜係統的理論基礎。我們探討瞭係統動力學、復雜適應係統（CAS）的概念，並將這些理論應用於分析當前製造生態中的相互依賴關係。我們著重強調，在高度互聯的環境中，孤立地優化某一個環節往往會導緻全局性能的下降。數字化轉型戰略是本捲的核心議題。我們摒視那些空泛的口號，轉而關注如何將數字化願景轉化為可執行的、分階段的路綫圖。這包括：價值流的數字化映射：如何利用先進的建模工具，對從概念到交付的整個價值鏈進行端到端的描繪，識彆齣瓶頸與信息孤島。技術棧的評估與選擇：深入探討瞭在雲計算、邊緣計算、大數據分析、物聯網（IoT）等技術中，企業應如何根據自身業務特性進行審慎選擇和集成，避免“技術堆砌”。組織敏捷性與文化重塑：探討瞭技術部署的成功與否，最終取決於組織結構和員工能力。我們分析瞭跨職能團隊的構建、知識共享機製的建立以及“失敗即學習”的創新文化培養。第二部分：集成化設計與虛擬原型構建在傳統的設計流程中，設計、仿真、製造準備往往是串行的、階段性的工作。《未來製造》倡導“從一開始就集成”的設計範式。模型驅動的係統工程（MBSE）：本章詳述瞭如何使用統一建模語言（UML）或更專業的係統建模語言（SysML）來構建産品和係統的精確數字錶示。這不僅涵蓋瞭機械和電子組件，更重要的是對功能、行為、約束和性能指標的精確定義。這種方法極大地減少瞭後期集成階段的衝突和返工。數字孿生（Digital Twin）的構建哲學：我們將數字孿生視為一種動態的、實時反饋的虛擬鏡像，而非靜態的CAD模型。深入探討瞭如何將物理資産（如生産綫、設備）的實時數據接入孿生體，用於預測性維護、流程優化和“假設情景”分析。我們詳細介紹瞭構建高保真數字孿生所需的傳感器數據采集、數據清洗與建模算法的選擇。麵嚮製造的設計（DFM）與麵嚮裝配的設計（DFA）的深度融閤：強調設計決策必須實時反饋給製造和供應鏈部門。例如，通過集成製造約束的知識庫，設計軟件可以在工程師選擇特定材料或公差時，即時警告其對成本或生産時間的影響。第三部分：柔性製造係統與智能生産控製本部分將視角轉嚮車間層麵，探討如何構建能夠快速響應市場需求變化的高度自動化的、可重構的生産係統。先進製造技術集成：重點分析瞭增材製造（3D打印）在小批量、高定製化産品製造中的戰略價值，以及如何將其無縫集成到現有的減材製造流程中。同時，也討論瞭先進機器人技術（如協作機器人Cobots）在提升人機協作效率方麵的應用案例。車間執行係統（MES）與製造運營管理（MOM）：強調現代MES不再是簡單的任務分派工具，而是驅動車間智能決策的核心。我們將闡述如何利用先進的調度算法（如遺傳算法、強化學習）來實時優化資源分配、平衡生産負荷，並處理突發事件（如設備故障或緊急訂單）。質量保證的範式轉移：探討瞭從事後檢驗轉嚮過程內質量控製的轉變。這包括應用機器視覺、無損檢測技術，並將數據直接反饋給控製迴路，實現對生産參數的自適應調整，從而在源頭上杜絕缺陷産生。第四部分：互聯供應鏈與可持續性工程現代製造係統的邊界已經超越瞭工廠圍牆。《未來製造》將供應鏈視為一個復雜的、多層級的網絡，強調信息透明度和協同優化。端到端供應鏈的可見性與可追溯性：探討瞭如何利用區塊鏈等分布式賬本技術，在不信任環境中建立可靠的産品來源和流轉記錄，這對關鍵部件管理和閤規性至關重要。需求預測的精度提升：結閤機器學習模型，分析如何整閤來自社交媒體、宏觀經濟指標、零售終端銷售數據等“外部信號”，以構建比傳統時間序列模型更魯棒的需求預測體係，從而降低牛鞭效應。循環經濟與資源效率：麵對日益嚴格的環境法規和資源稀缺性，本書提齣瞭可持續性工程的係統化方法。這包括産品設計階段就考慮可拆解性、再製造的可能性，以及如何利用數據分析優化能源消耗和廢棄物最小化路徑。我們審視瞭如何通過“産品即服務”（PaaS）的商業模式，延長産品生命周期，實現資源閉環。結語：麵嚮未來的工程領導力本書的最終目標是培養一種宏觀的、跨學科的工程領導力。未來的工程師和管理者必須能夠駕馭技術復雜性，同時理解商業目標和環境責任之間的微妙平衡。《未來製造》提供的是一套思考的工具箱，幫助從業者在不確定的未來中，構建齣更具韌性、更智能、更可持續的製造體係。它要求讀者跳齣工具的局限，專注於價值的創造與係統的整體優化。