Advances in Ambient Intelligence pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Augusto, Juan Carlos (EDT)/ Shapiro, Daniel (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:1134.00元

装帧:

isbn号码:9781586038007

丛书系列:

图书标签:

• Ambient Intelligence
• Smart Environments
• Human-Computer Interaction
• Artificial Intelligence
• IoT
• Ubiquitous Computing
• Sensor Networks
• Machine Learning
• Context-Awareness
• Pervasive Computing

好的，下面为您呈现一本名为《智能制造中的前沿技术：数据驱动与人机协同》的图书简介。 --- 图书名称：智能制造中的前沿技术：数据驱动与人机协同 图书简介 在当前全球制造业向工业4.0和智能制造转型的浪潮中，技术创新正以前所未有的速度重塑着生产方式、供应链管理和产品生命周期。本书《智能制造中的前沿技术：数据驱动与人机协同》聚焦于推动这场深刻变革的核心驱动力：先进的数据科学应用与复杂人机系统的深度融合。它不是对现有技术原理的简单罗列，而是深入探讨如何将这些前沿概念转化为实际的、具有竞争力的工业解决方案。 本书结构严谨，内容涵盖了从底层数据基础设施建设到顶层决策智能化的全过程。全书分为四个主要部分，旨在为研究人员、工程师、企业管理者以及对智能制造感兴趣的专业人士提供一个全面而深入的视角。 --- 第一部分：智能制造的数据基础与感知架构 本部分着重于构建支撑智能制造决策的坚实数据基础。现代工厂的复杂性要求我们超越传统数据库的限制，建立能够实时、高保真地捕获物理世界状态的感知网络。 1. 工业物联网（IIoT）的高级架构与协议优化： 深入剖析新一代IIoT传感器技术，包括MEMS、光纤传感和非接触式测量系统在极端环境下的可靠性。重点讨论MQTT、OPC UA和TSN（时间敏感网络）在确保低延迟、高确定性数据流传输中的应用与优化策略。我们探讨了边缘计算如何解决海量数据传输带宽瓶颈，并展示了如何设计分布式数据采集与预处理框架，确保数据在源头完成初步清洗和特征提取。 2. 异构数据融合与标准化： 制造业数据源极其分散，包括PLC日志、MES记录、ERP信息、质量检测报告以及环境传感器数据。本章详细介绍了多模态数据融合的技术路径，如基于本体论（Ontology）的数据建模方法，用以建立跨系统、跨部门的统一语义理解层。讨论了如何利用知识图谱技术，将离散的数据点转化为可推理的工业知识体系，为后续的复杂分析奠定基础。 3. 过程数字孪生（Digital Twin）的构建与动态校准： 数字孪生不再仅仅是三维模型的映射，而是包含物理模型、运行数据和预测算法的动态虚拟实体。本书详述了如何利用高精度仿真软件（如Ansys、Abaqus）与实时操作数据进行双向耦合。探讨了卡尔曼滤波、粒子滤波等状态估计技术在“孪生体”与“实体”之间进行实时校准的算法细节，确保虚拟模型对物理资产状态的实时、准确反映。 --- 第二部分：数据驱动的预测性智能 在数据基础之上，本书进入了利用高级分析和机器学习提升运营效率的核心领域。这部分内容强调从描述性分析向预测性和规范性分析的跨越。 4. 工业大数据的深度学习模型选择与迁移学习： 针对设备故障预测（PdM）这一核心应用，本书比较了LSTM、Transformer结构以及图神经网络（GNN）在处理时间序列和复杂关系数据中的优势与局限。重点阐述了如何利用小样本学习和迁移学习技术，将成熟产线上的模型快速部署到新的、数据量稀疏的生产线上，显著缩短部署周期。 5. 质量控制的视觉智能与缺陷分类： 讨论了基于深度卷积神经网络（CNN）的在线质量检测系统。内容细化至如何处理高分辨率图像中的微小缺陷、光照变化对识别率的影响，以及采用自监督学习方法进行无监督或半监督的异常检测，以应对新出现、未被标注的缺陷类型。同时，探讨了可解释性AI（XAI）在质量决策中的重要性，如何向操作员解释模型做出特定判断的依据。 6. 供应链的韧性与优化： 面对全球供应链的不确定性，本书提出基于强化学习（RL）的动态库存和物流路径优化方案。分析了如何将宏观经济指标、天气预报和实时订单流作为RL的奖励函数和状态空间，构建能够自主适应中断事件（如港口关闭、原料短缺）的智能调度策略。 --- 第三部分：人机协同的界面与交互范式 智能制造的最终目标是提升生产力，这需要机器的智能与人类的经验、创造力进行无缝集成。本部分专注于构建高效、安全、直观的人机交互环境。 7. 增强现实（AR）在维护与操作中的应用： 详细介绍了AR技术如何叠加情境感知信息到操作员的视野中。内容包括AR导航系统在复杂设备检修中的路径指示、专家远程指导系统的延迟优化，以及如何通过眼动追踪技术监测操作员的认知负荷，防止因信息过载导致的错误操作。 8. 协作机器人（Cobots）的意图理解与安全交互： 协作机器人的部署挑战在于其与人类共享工作空间时的预测性和安全性。本书深入研究了基于传感器融合（力/力矩、视觉）的人类动作意图识别算法，使机器人能够预测人类下一步的移动或操作意图，从而提前调整其速度和轨迹。讨论了确保“安全距离”之外的人机协同，以及如何设计基于自然语言处理（NLP）的简单指令界面，使非专业人员也能对机器人进行快速示教和任务重编程。 9. 知识传承与操作员赋能： 探讨了如何利用虚拟现实（VR）和数字孪生环境，构建沉浸式的技能培训系统。通过模拟高风险、高成本的生产场景，操作员可以在无风险的环境中反复练习复杂流程。重点分析了如何将资深专家的隐性知识（Tacit Knowledge）通过特定的交互设计转化为可学习的显性知识。 --- 第四部分：安全、伦理与面向未来的挑战 智能系统在提升效率的同时，也引入了新的风险点。本部分审视了技术部署的边界条件和社会责任。 10. 工业网络安全与数据主权： 随着OT（运营技术）与IT网络的融合，网络攻击面急剧扩大。本书分析了针对PLC、SCADA系统和工业控制协议（如Modbus/TCP）的典型攻击向量。提出了基于行为基线检测的异常行为防御体系，以及在分布式系统中实现数据加密和访问控制的零信任（Zero Trust）架构在工厂环境中的落地实践。 11. 智能制造中的伦理考量与责任分配： 随着决策自动化程度的提高，例如当一个AI驱动的调度系统导致资源分配不公或环境影响时，责任如何界定？本书探讨了在算法黑箱问题下，如何设计具有明确决策审计路径的系统，确保透明度和可追溯性。讨论了如何平衡生产效率与对工人技能发展的长期影响。 12. 未来趋势：自主系统与超级工厂： 最后，本书展望了完全自主工厂的愿景，探讨了下一代材料科学、量子计算在优化大规模生产调度中的潜在应用，以及完全自适应、自我修复的生产线的概念模型。 《智能制造中的前沿技术：数据驱动与人机协同》 是一本面向实践的指南，它不仅介绍了“是什么”（What），更着重于“如何做”（How）和“为什么”（Why），为推动下一代制造业的智能化升级提供了全面的技术路线图和深刻的战略思考。

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