人口老年化、制造業(yè)人力資源匱乏問(wèn)題日益嚴(yán)重，使得人機(jī)協(xié)作一直是智能制造領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。一些簡(jiǎn)單、費(fèi)力、重復(fù)、不安全的任務(wù)由機(jī)器人完成，復(fù)雜、精密、需要運(yùn)用批判性思維與定制的任務(wù)由機(jī)器人輔助操作員完成，操作員借助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機(jī)器人連接并分配任務(wù)。這種人與機(jī)器人共存、聯(lián)合作業(yè)的場(chǎng)景伴隨著大量的互操作。以人為中心的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要技術(shù)，是提升國(guó)家制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的迫切需要，對(duì)實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025 戰(zhàn)略具有重要意義。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升了智能制造的工人、AGV搬運(yùn)機(jī)器人等物理對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平，形成了人與AGV聯(lián)合作業(yè)的智慧物流服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。伴隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的普及，智能制造的物流交互過(guò)程更加復(fù)雜。人與周邊智慧物流服務(wù)的互操作問(wèn)題已有較多工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，但還存在很多亟須解決的問(wèn)題，如人機(jī)互操作中需求時(shí)空動(dòng)態(tài)多變、服務(wù)響應(yīng)擁塞、群集設(shè)備無(wú)線探測(cè)與連接存在盲目性等問(wèn)題。智慧物流的人機(jī)服務(wù)隱式互操作方法可有效解決這類問(wèn)題，并提升少人化與無(wú)人化物流系統(tǒng)的節(jié)拍均衡性，提高響應(yīng)效率。如何構(gòu)建人與機(jī)器人的服務(wù)交互模型，開(kāi)發(fā)出更加高效的機(jī)器人服務(wù)篩選算法，與智慧物流人和AGV等物流資源聯(lián)合作業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景相結(jié)合，形成具有一定普適性的智慧物流人機(jī)服務(wù)互操作優(yōu)化架構(gòu)，是本書研究的出發(fā)點(diǎn)。本書力求理論研究與實(shí)踐探索并重，以智慧物流服務(wù)中的人與AGV等物流資源聯(lián)合作業(yè)為背景，開(kāi)展智慧物流的人機(jī)服務(wù)隱式互操作方法和調(diào)度算法研究與實(shí)踐。本書詳細(xì)介紹了目前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智慧物流服務(wù)人機(jī)交互方法及性能提升方法，論述了以服務(wù)需求為中心的人機(jī)隱式交互機(jī)理、基于Agent的智慧物流服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建模方法、人機(jī)服務(wù)需求人工勢(shì)場(chǎng)模型構(gòu)建、基于人需求的目標(biāo)服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法、隱式社會(huì)關(guān)系輔助的人機(jī)服務(wù)連接優(yōu)化策略、智能車間物流的人機(jī)聯(lián)合作業(yè)調(diào)度案例。全書圍繞智能工廠物流過(guò)程中人機(jī)互操作問(wèn)題，在人機(jī)互操作的服務(wù)集成、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)連接等三個(gè)方面展開(kāi)研究與應(yīng)用探索，共分為8章。第1章對(duì)智慧物流服務(wù)與人機(jī)隱式互操作及其應(yīng)用場(chǎng)景、意義進(jìn)行了闡述。第2章對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中人機(jī)互操作相關(guān)理論進(jìn)行了分析與綜述，介紹了智能工廠以人為中心的內(nèi)涵與人機(jī)服務(wù)集成框架研究現(xiàn)狀及方向。第3章研究了人與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境互操作模型，提出了一種服務(wù)屬性觸發(fā)的服務(wù)集成與互操作，并以車間物流系統(tǒng)為例驗(yàn)證該方法的可行性。第4章從智能工廠無(wú)線網(wǎng)絡(luò)新特征、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)模型、人的移動(dòng)特性等方面，探索了以服務(wù)需求為中心的人機(jī)隱式交互機(jī)理及服務(wù)直接引用關(guān)鍵技術(shù)。第5章借鑒 Agent 方法，提出了人與機(jī)器攜帶的無(wú)線通信模塊受通信距離限制的多代理人機(jī)交互系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了智能物流服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中按人需求的人工勢(shì)場(chǎng)模型。面向智慧物流的人機(jī)服務(wù)隱式互操作前言第6章針對(duì)物流服務(wù)內(nèi)部代理?yè)砣麊?wèn)題提出了一種*短路徑選擇機(jī)制，針對(duì)物流服務(wù)外部代理?yè)砣麊?wèn)題提出了一種位置觸發(fā)的按需服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。第7章針對(duì)群集設(shè)備連接階段的無(wú)線探測(cè)能能量費(fèi)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種帶人傾向的鄰居節(jié)點(diǎn)選擇方法，提出隱式社會(huì)關(guān)系輔助的服務(wù)連接能耗優(yōu)化策略。第8章以智能車間物流中的人與AGV（搬運(yùn)機(jī)器人）協(xié)作生產(chǎn)為例，設(shè)計(jì)了人機(jī)隱式互操作仿真原型系統(tǒng)，驗(yàn)證本書所提關(guān)鍵技術(shù)的可行性與性能。本書作者及研究團(tuán)隊(duì)在智能制造人機(jī)互操作、以人為中心的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面進(jìn)行了多年深入研究，承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、科技部國(guó)際合作項(xiàng)目、省部級(jí)科研項(xiàng)目，積累了大量的理論、技術(shù)和工程應(yīng)用成果。本書的關(guān)鍵理論和大部分內(nèi)容源于這些項(xiàng)目成果，其中很多內(nèi)容源自這些科研過(guò)程中形成的論文、科研報(bào)告、項(xiàng)目申報(bào)書等。本書的順利完成需要感謝武漢理工大學(xué)物流與機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)成員的支持，在物流系統(tǒng)建模方面得到了李斌教授、梁曉磊副教授的協(xié)助，在智能工廠AGV協(xié)同場(chǎng)景分析方面得到了符修文副教授、羅云博士的幫助；同時(shí)感謝團(tuán)隊(duì)中段瑩博士、楊文超博士、賀利軍博士提供的寶貴科研素材。本書的出版得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目基于移動(dòng)智能體調(diào)度的混雜工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)抗毀性研究（編號(hào)：61571336）、湖北省自然科學(xué)基金一般面上項(xiàng)目智能工業(yè)環(huán)境下以人為中心的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究（編號(hào)：2014CFB875）和農(nóng)產(chǎn)品加工智能工廠中人與AGV集群隱式互操作方法研究（編號(hào)：2020CFB867）的資助；此外，還得到了華中科技大學(xué)出版社的大力支持，出版社編輯在本書撰寫過(guò)程中做了大量細(xì)致工作，多次提出建設(shè)性意見(jiàn)，引導(dǎo)作者對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行訂正和修改。在此一并表示誠(chéng)摯的謝意。本書僅僅對(duì)人與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)互操作進(jìn)行了一些探索，但仍有許多問(wèn)題有待未來(lái)研究。例如，考慮人機(jī)設(shè)備互學(xué)習(xí)的服務(wù)屬性關(guān)聯(lián)方法研究。伴隨人的角色在工業(yè)4.0場(chǎng)景下的不斷演化，各類自學(xué)習(xí)智能設(shè)備及其隱式人類知識(shí)捕捉系統(tǒng)應(yīng)用日趨廣泛，將會(huì)引發(fā)更復(fù)雜的集成動(dòng)態(tài)性問(wèn)題。一方面，自學(xué)習(xí)智能設(shè)備的加入必然會(huì)導(dǎo)致個(gè)體本體屬性及知識(shí)庫(kù)不確定性突顯，如何降低這種不確定因素對(duì)人機(jī)互操作復(fù)雜性的影響是未來(lái)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。另一方面，設(shè)備間相互學(xué)習(xí)也為提升工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)屬性關(guān)聯(lián)性提供了一種新的思路。這些研究對(duì)推動(dòng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智能物流的人機(jī)服務(wù)共融技術(shù)發(fā)展具有重要意義。由于本書面向新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景和對(duì)象進(jìn)行探索，可參考的資料不多，書中難免存在不妥之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。李文鋒楊林2022年6月