Manufacturing Optimization Through Intelligent Techniques pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Saravanan, Rajendran

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2006-2

价格:$ 112.94

装帧:

isbn号码:9780824726799

丛书系列:

图书标签:

Manufacturing
Optimization
Intelligent Techniques
Artificial Intelligence
Machine Learning
Industry 4
0
Production Systems
Process Optimization
Data Analytics
Smart Manufacturing

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具体描述

Effective utilization of equipment is critical to any manufacturing operation, especially with today's sophisticated, high-cost equipment and increased global competition. To meet these challenges in the manufacturing industry, you must understand and implement the myriad conventional and intelligent techniques for different types of manufacturing problems. "Manufacturing Optimization Through Intelligent Techniques" covers design of machine elements, integrated product development, machining tolerance allocation, selection of operating parameters for CNC machine tools, scheduling, part family formation, selection of robot coordinates, robot trajectory planning and both conventional and intelligent techniques, providing the tools to design and implement a suitable optimization technique.The author explores how to model optimization problems, select suitable techniques, develop the optimization algorithm and software, and implement the program. The book delineates five new techniques using examples taken from the literature for optimization problems in design, tolerance allocation; selection of machining parameters, integrated product development, scheduling, concurrent formation of machine groups and part families, selection of robot co-ordinates, robot trajectory planning and intelligent machining. All the manufacturing functions described have been successfully solved by Genetic Algorithm.Other intelligent techniques have been implemented only for solving certain types of problems: simulated annealing; design and scheduling, particle swarm optimization and ant colony optimization; tolerance allocation and tabu search; as well as machining parameters optimization. After reading this book, you will understand the different types of manufacturing optimization problems as well as the conventional and intelligent techniques suitable for solving them. You will also be able to develop and implement effective optimization procedures and algorithms for a wide variety of problems in design manufacturing.

现代制造业的效率革命：流程革新与可持续发展本书深入探讨了在当前全球化竞争和技术飞速发展的大背景下，传统制造业所面临的严峻挑战与前所未有的机遇。我们聚焦于如何通过系统性的流程再造、精益化管理理念的深化应用以及对新兴技术的审慎整合，实现生产效率的质的飞跃，并确保企业能够在追求高产出的同时，实现环境责任与社会可持续性的平衡。第一部分：重新审视制造的基石——精益与流程再造本部分旨在为读者构建一个坚实的理论框架，用以解构和优化现有的生产流程。我们摒弃了那种仅停留在口号层面的“精益生产”，而是深入挖掘其背后的哲学——消除一切不增值的活动。 1.1 价值流的深度解析与可视化详细阐述了如何运用先进的价值流图（VSM）技术，不仅绘制出当前的物质流和信息流，更重要的是，揭示隐藏在工序之间、库存之中、以及决策制定过程中的“隐形浪费”。我们提供了一套详尽的步骤指南，用于区分“必须存在”的等待时间与“可以消除”的浪费，并强调了信息流的滞后性对实体流产生的负面影响。案例分析将侧重于跨职能团队如何协作，以数据驱动的方式识别瓶颈，而非依赖管理层的直觉判断。 1.2 流程单元化与柔性化生产单元设计探讨了如何从传统的职能式布局（Job Shop Layout）向更高效的单元化制造（Cellular Manufacturing）过渡。本书强调，柔性化并非简单地增加设备种类，而是通过优化工作单元内人员技能矩阵、标准化操作流程（SOP）以及缩短组装节拍时间（Takt Time），构建能够快速响应小批量、多品种订单的微型生产系统。我们将介绍如何利用系统工程的方法论，确定最优的单元规模和物料搬运路径，最小化内部物流成本。 1.3 供应链的韧性与同步化管理在当前地缘政治和突发事件频发的环境中，供应链的脆弱性暴露无遗。本章超越了传统的“准时制”（JIT）概念，提出了“准时且可靠”（JIT-R）的管理哲学。内容涵盖了供应链风险的量化评估模型、关键供应商的冗余规划（Redundancy Planning）策略，以及如何利用区块链技术增强端到端的可追溯性，从而在保证效率的同时，显著提升供应链的抗冲击能力。第二部分：数据驱动的决策与过程控制本部分是关于如何利用现代信息技术，将生产现场的物理活动转化为可分析、可预测的数据资产，从而实现从“事后修正”到“事前预防”的根本转变。 2.1 工业测量技术的前沿应用详细介绍了非接触式测量技术（如三维激光扫描、机器视觉系统）在实时质量检测中的集成方案。重点分析了如何将这些高频数据流与CAD/CAM模型进行比对，实现对工艺参数漂移的早期预警。我们还将探讨这些系统如何融入自动化生产线，以实现闭环反馈控制，确保产品规格在公差范围内稳定输出，减少对抽样检验的依赖。 2.2 统计过程控制（SPC）的现代化升级传统的控制图（Control Charts）在处理高维、高频数据时显得力不从心。本章专注于引入多变量统计过程控制（MV-SPC）技术，如主成分分析（PCA）和多元判别分析（MDA），用以监控相互关联的多个工艺变量（例如温度、压力、流速）。重点在于建立动态基线模型，使过程异常的检测更加灵敏和准确，特别是在复杂化学或材料加工领域。 2.3 运营数据平台的构建与集成探讨了构建一个统一的制造运营管理（MOM）平台的重要性。该平台需要无缝集成企业资源规划（ERP）、制造执行系统（MES）和现场物联网（IIoT）数据。内容包括数据清洗、标准化数据模型（如OPC UA的应用），以及如何利用时间序列数据库存储和快速检索海量的历史运行数据，为后续的高级分析打下坚实基础。第三部分：迈向环境友好的可持续制造现代制造业的成功不再仅仅以利润衡量，环境足迹和资源效率已成为核心竞争力的一部分。本部分专注于如何将可持续性原则融入设计、生产和废弃物管理的每一个环节。 3.1 生命周期评估（LCA）在产品设计中的集成指导读者如何将LCA方法论从一个孤立的合规性工具，转变为产品创新过程中的关键驱动力。内容涵盖了如何量化从原材料提取到最终处置过程中各阶段的能源消耗和碳排放，并利用这些数据指导材料替代、轻量化设计和模块化设计，以实现“从摇篮到摇篮”的思维转变。 3.2 能源效率的智能管理与优化聚焦于制造现场的能源消耗热图分析。介绍如何部署智能电表和传感器网络，实时监测和归因特定设备、特定工序的能耗。更进一步，探讨如何利用预测性维护技术（PdM）来识别能耗异常的设备（如轴承磨损导致的能耗增加），并在故障发生前进行干预，实现能源消耗的最小化。 3.3 废弃物最小化与循环经济实践分析了在加工过程中产生的副产品和废弃物如何转化为有价值的资源。本章详细介绍了先进的材料回收技术（如选择性分离技术），以及如何通过工艺改进，从源头上减少报废率（Scrap Rate）。此外，还探讨了“产品服务化”（Product-as-a-Service, PaaS）商业模式在延长产品生命周期和促进闭环回收方面的实践案例。第四部分：劳动力角色的转型与人机协作的未来技术的发展要求制造一线员工的角色发生深刻变化。本部分关注如何通过赋能员工和安全地整合自动化技术，提升整体的人机系统效率。 4.1 增强现实（AR）在现场支持中的应用探讨了AR技术如何革新培训、装配指导和远程专家支持。内容包括如何创建沉浸式的、上下文感知的操作指南，以减少人为错误，并加速新员工的熟练度提升。重点分析了AR系统如何通过叠加实时工序数据，协助技术人员进行复杂的故障诊断和校准工作。 4.2 协作机器人（Cobots）的部署策略与传统工业机器人不同，协作机器人要求在共享工作空间内实现安全、高效的人机交互。本书提供了一个详尽的评估框架，用于确定哪些任务适合由协作机器人承担（如重复性高、力控要求高的搬运工作），以及如何设计人机工作流，确保安全距离与任务效率的最佳平衡。 4.3 技能重塑与持续学习体系的建立强调了在高度自动化的环境中，员工的核心价值将转向监督、系统优化和复杂问题解决。内容指导企业建立一个适应性强的内部教育体系，重点培养员工在数据分析、系统集成和人机接口操作方面的能力，确保人才结构能够跟上技术迭代的速度。本书面向所有致力于提升运营效率、追求卓越制造水平的企业管理者、生产工程师、质量控制专家以及对未来工厂运营模式感兴趣的研究人员和学生。它不仅仅是一本理论书籍，更是一份实用的路线图，指导读者在数字化与可持续性的双重驱动下，实现制造业的全面升级。