Changeable and Reconfigurable Manufacturing Systems pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Springer London Ltd

作者:Eimaraghy, Hoda A. 編

出品人:

頁數:435

译者:

出版時間:2008-12

價格:$ 101.64

裝幀:

isbn號碼:9781848820661

叢書系列:

圖書標籤:

• Manufacturing Systems
• Reconfigurable Manufacturing
• Changeable Manufacturing
• Flexibility
• Adaptability
• Automation
• Industrial Engineering
• Production Systems
• Smart Manufacturing
• Industry 4
• 0

重新構想製造：麵嚮快速響應與定製化的柔性製造係統 導言：工業4.0浪潮下的製造範式轉型 在當今全球化和信息技術飛速發展的背景下，傳統的大規模、標準化生産模式正麵臨前所未有的挑戰。市場需求日益碎片化、産品生命周期顯著縮短、對個性化定製的需求激增，要求製造係統必須具備超越傳統流水綫所能提供的敏捷性和適應性。本書《重新構想製造：麵嚮快速響應與定製化的柔性製造係統》並非探討可變與可重構製造係統（Changeable and Reconfigurable Manufacturing Systems, CRMS）的特定技術路徑，而是聚焦於支撐未來智能工廠的核心設計哲學、係統集成策略以及運營優化方法，旨在為讀者提供一個更宏觀、更具前瞻性的柔性製造係統（Flexible Manufacturing Systems, FMS）理論框架。 本書立足於製造係統工程的根本問題：如何在保持高效率和低成本的同時，實現對市場變化的快速響應能力。我們認為，實現這種目標的關鍵在於係統結構的內在可塑性、信息流的深度集成以及決策機製的智能化。 --- 第一部分：製造係統柔性的理論基石與量化評估 本部分深入探討瞭“柔性”這一製造核心概念的內涵與外延。我們首先區分瞭不同層麵的柔性——從産品柔性、過程柔性到係統柔性，並探討瞭這些柔性維度之間相互製約與促進的關係。 第一章：柔性的多維視角與定義 本章摒棄瞭對柔性的單一描述，提齣瞭一個基於“能力空間”的柔性度量模型。我們詳細分析瞭輸入柔性（Input Flexibility），即係統處理不同原材料和部件的能力；路由柔性（Routing Flexibility），係統在不同加工路徑之間切換的能力；以及生産量柔性（Volume Flexibility），係統在不同産能水平間平滑調整的能力。通過建立數學模型，我們演示瞭如何量化評估一個現有或擬建製造係統的柔性水平，並將其與預期的市場波動範圍進行匹配。 第二章：從自動化到智能化：柔性製造係統的演進路綫圖 本章追溯瞭從早期的固定自動化生産綫到現代復雜柔性製造係統（FMS）的發展曆程。重點闡述瞭FMS如何通過引入先進的數控技術、物料搬運係統（Automated Material Handling Systems, AMHS）以及中央調度控製係統，實現瞭對批量定製（Batch-of-One）生産的初步支持。此外，我們探討瞭傳統FMS在麵對非綫性、突發性中斷時的固有局限性，為後續章節中討論的更高級自適應機製奠定瞭基礎。 --- 第二部分：麵嚮快速響應的係統架構與集成策略 製造係統的響應速度和適應性，在很大程度上取決於其底層架構的設計。本部分專注於構建一個能夠快速適應外部變化的物理與信息框架。 第三章：模塊化設計與解耦策略 模塊化是實現係統快速重構與升級的基礎。本章詳細介紹瞭先進的製造單元（Manufacturing Cell）和功能模塊的設計原則。我們探討瞭如何通過嚴格定義模塊間的接口（物理接口和信息接口），實現不同功能模塊（如加工、檢測、裝配）的“即插即用”。特彆關注瞭解耦策略的應用，即如何通過在係統關鍵節點設置緩衝和庫存策略，隔離係統內部的波動，確保整體係統的穩定性與可預測性。 第四章：信息流的層次化集成與實時數據驅動 柔性製造的核心是信息流的順暢。本章深入探討瞭製造執行係統（MES）與企業資源規劃（ERP）係統之間的數據交互標準和協議。重點分析瞭實時數據采集（Data Acquisition）在識彆係統瓶頸和預測性能下降中的作用。我們引入瞭“數字孿生”的概念，並將其作為一種高級仿真工具，用於在虛擬環境中預先測試不同生産調度和資源分配策略對係統柔性的影響，從而避免在實體生産綫上進行代價高昂的實驗。 --- 第三部分：先進調度與優化控製方法 即使擁有良好的物理結構，缺乏有效的控製策略，係統也無法真正實現柔性。本部分聚焦於如何利用先進的算法來管理復雜的、動態變化的生産環境。 第五章：麵嚮不確定性的動態調度理論 傳統靜態調度方法在麵對機器故障、緊急訂單插入等不確定事件時錶現不佳。本章引入瞭基於事件驅動的動態調度（Event-Driven Dynamic Scheduling）框架。我們詳細研究瞭優先級規則（Priority Rules）的適應性應用，並探討瞭混閤整數規劃（MIP）和約束規劃（Constraint Programming）在解決大規模、多約束調度問題中的最新進展。核心在於開發能夠在數秒內重新計算最優（或次優）調度的算法。 第六章：自適應資源分配與負載均衡 在本章中，我們探討瞭如何讓製造資源（機床、工人、AGV）能夠自發地響應負載變化。這涉及到分布式控製架構的建立，其中各個生産單元擁有一定的自主決策權。我們分析瞭群體智能算法（如蟻群優化、粒子群優化）在實現全局負載均衡方麵的潛力，以及如何設計反饋機製，使得係統能夠自動將任務重新分配到空閑或更具處理能力的資源上，從而最大化吞吐量並最小化延遲。 --- 第四部分：係統壽命周期管理與持續演進 柔性製造係統的價值體現在其生命周期內持續適應新産品和新工藝的能力。本部分關注長期規劃和係統迭代。 第七章：麵嚮産品生命周期的係統平滑過渡策略 新産品導入往往需要對現有生産綫進行重大的物理或軟件調整。本章提供瞭“平滑過渡”（Smooth Transition）的工程方法論。這包括如何設計工裝夾具的快速更換係統，如何對控製軟件進行增量更新，以及如何管理“雙重運行”（Dual Running）階段，即在舊産品生産綫仍運行時，逐步調試和驗證新産品所需的係統配置，以最小化停機時間。 第八章：績效評估的動態指標體係 衡量一個柔性係統的成功，不能僅僅依賴於傳統的OEE（設備綜閤效率）。本章提齣瞭一套動態績效評估體係，該體係將係統的適應性成本（Cost of Adaptation）、響應時間延遲（Response Latency）與傳統效率指標並列考量。通過對曆史數據的迴溯分析，本章指導讀者建立前瞻性的指標，用於指導未來的係統升級和投資決策。 結論：麵嚮未來製造的係統哲學 本書最終旨在培養讀者一種係統思維：製造係統不再是靜態的、一次性建成的實體，而是一個持續演化的、具有生命力的有機體。通過對模塊化架構、深度信息集成和智能動態控製的掌握，製造企業能夠構建起真正的“麵嚮未來的工廠”——一個能夠從容應對技術爆炸和市場不確定性的強大平颱。本書為緻力於設計、管理和優化下一代智能製造係統的工程師和管理者，提供瞭堅實的理論基礎和實用的分析工具。

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