Production Systems Engineering pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Li, Jingshan/ Meerkov, Semyon M.

出品人:

页数:696

译者:

出版时间:2008-12

价格:$ 168.37

装帧:

isbn号码:9780387755786

丛书系列:

图书标签:

生产系统工程
工业工程
生产管理
系统工程
流程优化
精益生产
供应链管理
自动化
工业自动化
运筹学

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具体描述

Production Systems Engineering (PSE) is an emerging branch of Engineering intended to uncover fundamental principles of production systems and utilize them for analysis, continuous improvement, and design. This volume is the first ever textbook devoted exclusively to PSE. It is intended for senior undergraduate and first year graduate students interested in manufacturing. The development is first principle-based rather than recipe-based. The only prerequisite is elementary Probability Theory; however, all necessary probability facts are reviewed in an introductory chapter. Using a system-theoretic approach, this textbook provides analytical solutions for the following problems: mathematical modeling of production systems, performance analysis, constrained improvability, bottleneck identification and elimination, lean buffer design, product quality, customer demand satisfaction, transient behavior, and system-theoretic properties. Numerous case studies are presented. In addition, the so-called PSE Toolbox, which implements the algorithms developed, is described. The volume includes numerous case studies and problems for homework assignment.

机械制造系统中的集成与优化：面向数字化转型的最新实践本书概述：本书深入探讨了当代复杂机械制造系统在数字化转型浪潮下面临的挑战与机遇。聚焦于如何通过集成化设计、智能化运营和全生命周期管理，实现制造效率、柔性与可持续性的跃升。本书并非探讨单一的生产系统工程理论，而是横跨系统架构、信息物理融合、数据驱动决策以及人机协作等多个维度，为读者提供一套理解和构建面向工业 4.0 的先进制造基础设施的全面框架。核心章节与内容详述：第一部分：现代制造系统的架构与演进第一章：面向柔性的制造系统结构重塑本章首先对传统串联式生产线进行了批判性审视，引入了模块化、分布式和网络化制造系统的概念。重点分析了功能单元的解耦与重组如何支撑快速的产品变型与批量定制（Mass Customization）。探讨了微服务架构在制造执行系统（MES）中的应用，如何打破传统单体应用的局限，实现更快的迭代和更低的维护成本。内容涵盖了从物理布局到信息流架构的全方位重构思路，强调了系统弹性（Resilience）作为核心设计目标。第二章：工业物联网（IIoT）在生产环境中的深度融合本章详述了传感器技术、边缘计算和云计算在构建实时监控与控制网络中的关键作用。深入分析了不同类型工业协议（如 OPC UA, MQTT）的互操作性挑战与解决方案。重点剖析了数据采集的策略——不仅仅是数据的量，更在于数据的上下文（Contextualization）。介绍了边缘智能的概念，即在生产现场进行初步的数据清洗、特征提取和实时决策，以减少对云端带宽的依赖，并提升响应速度。第三章：数字孪生：从建模到实时映射本章将数字孪生（Digital Twin）从概念提升到工程实践层面。详细阐述了建立高保真度、跨越时间尺度的孪生模型所需的技术栈，包括多物理场仿真、CAD/CAE/PLM数据的集成。重点分析了如何利用孪生体进行“What-If”场景分析、预测性维护（Predictive Maintenance）以及工艺流程的虚拟调试。强调了数据同步机制的准确性和延迟控制在保证孪生体有效性中的决定性作用。第二部分：数据驱动的智能决策与优化第四章：面向生产调度的先进算法与模型本章摒弃了传统的排队论和简单的甘特图优化方法，转而关注高维、动态约束环境下的决策支持。深入介绍了混合整数规划（MIP）、约束规划（CP）以及启发式算法（如禁忌搜索、遗传算法）在复杂作业调度中的应用。特别关注了实时事件驱动的调度重规划（Re-planning）机制，以及如何将供应链的波动信息反馈至车间调度层，实现端到端的协同优化。第五章：机器学习在质量控制与异常检测中的应用本章聚焦于如何利用海量生产数据进行质量预测和过程监控。详细介绍了监督式学习（用于缺陷分类）和无监督学习（用于早期异常信号的捕捉）在质量保证中的实践。探讨了时间序列分析在监测设备健康状态（Condition Monitoring）中的具体应用，例如如何利用循环神经网络（RNN）或Transformer模型来识别微小的过程漂移，从而在缺陷发生前进行干预。第六章：知识图谱与语义化生产数据为了解决异构数据源之间语义鸿沟的问题，本章介绍了知识图谱（Knowledge Graph）在构建统一制造本体论（Ontology）中的优势。分析了如何将设备手册、维护记录、工艺参数和质量报告等非结构化或半结构化数据映射到统一的图结构中。这种语义化的数据组织方式极大地增强了专家系统的推理能力和知识的复用性。第三部分：人机协作与可持续制造第七章：人机协作（Cobots）的安全集成与任务分配本章探讨了协作机器人（Cobots）如何与人类操作员在共享工作空间内高效协同。内容涵盖了安全距离监测、意图预测算法，以及如何设计用户友好的交互界面，使一线工人能够轻松地重新配置协作任务。重点分析了任务分配的优化模型，旨在最大化人类的认知优势（如复杂决策）和机器的精准执行能力。第八章：供应链的透明化与敏捷响应本章超越了单一工厂的范畴，将视野扩展至整个价值网络。讨论了区块链技术在追踪物料来源、确保关键零部件真实性（Anti-Counterfeiting）以及实现跨企业数据信任方面的潜力。重点分析了如何通过实时信息共享，实现从需求预测到生产排程的“拉动”式（Pull-based）供应链管理，以最小化库存和响应市场需求变化。第九章：可持续性与资源效率的量化管理本章关注制造系统的环境足迹。介绍了能量消耗建模（Energy Modeling）技术，以及如何通过实时负荷平衡和预测性维护来降低非计划停机带来的能源浪费。探讨了循环经济原则在产品设计和再制造（Remanufacturing）流程中的系统集成方法，强调了通过优化材料利用率和延长设备寿命来实现经济效益与环境责任的统一。总结：面向未来制造系统的系统工程方法论本书的最后部分提炼了一套适用于数字化转型项目的系统工程方法论，强调了跨学科团队的构建、迭代式部署策略（Agile Deployment）以及持续改进的组织文化建设。本书旨在为工程师、系统架构师和企业管理者提供一套前瞻性、可操作的工具集，以应对未来制造领域日益复杂的集成与优化挑战。