目錄
第1章 智能制造系統(tǒng)概述 1
1.1 制造與制造業(yè) 1
1.1.1 面向制造的系統(tǒng) 2
1.1.2 智能制造與工業(yè)4.0 3
1.2 智能制造中的先進(jìn)技術(shù)概述 7
1.3 智能制造展望 8
思考與練習(xí) 9
第2章 先進(jìn)制造模式 10
2.1 制造模式變遷 10
2.1.1 基于HPS的傳統(tǒng)制造 10
2.1.2 基于HCPS的數(shù)字化制造 11
2.1.3 基于HCPS1.5的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化制造 14
2.1.4 基于HCPS2.0的新一代智能制造 15
2.2 先進(jìn)制造模式案例 18
2.2.1 精益生產(chǎn)與計(jì)算機(jī)集成制造 18
2.2.2 敏捷制造 20
2.2.3 大批量定制 21
2.3 智能制造下的制造模式創(chuàng)新 21
思考與練習(xí) 24
第3章 面向智能制造的軟件管理系統(tǒng) 25
3.1 智能制造中的管理軟件分類 25
3.1.1 制造執(zhí)行系統(tǒng) 25
3.1.2 企業(yè)資源計(jì)劃 27
3.1.3 生產(chǎn)計(jì)劃與排程系統(tǒng) 28
3.1.4 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái) 29
3.1.5 產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng) 31
3.1.6 質(zhì)量管理系統(tǒng) 33
3.1.7 人機(jī)界面和智能分析工具 34
3.2 智能制造下的工業(yè)管理軟件創(chuàng)新 35
3.2.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策支持系統(tǒng) 35
3.2.2 物聯(lián)網(wǎng)整合 38
3.2.3 生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度優(yōu)化 40
3.2.4 數(shù)字化供應(yīng)鏈管理 42
3.2.5 虛擬仿真和模擬 45
3.2.6 人機(jī)協(xié)作和智能分析 46
思考與練習(xí) 48
第4章 智能制造中的物聯(lián)技術(shù) 49
4.1 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的萬物互聯(lián) 49
4.1.1 物聯(lián)網(wǎng)、以太網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 49
4.1.2 OSI七層模型 52
4.2 面向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)“控制器”的物聯(lián)技術(shù) 56
4.2.1 串口通信 56
4.2.2 工業(yè)總線 59
4.2.3 工業(yè)以太網(wǎng) 64
4.3 面向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)“物”的物聯(lián)技術(shù) 68
4.3.1 條形碼、二維碼技術(shù)在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用 68
4.3.2 智能制造中的RFID技術(shù) 69
思考與練習(xí) 71
第5章 制造系統(tǒng)中的智能調(diào)度技術(shù) 72
5.1 調(diào)度算法的發(fā)展歷史 72
5.1.1 早期的調(diào)度算法 72
5.1.2 智能調(diào)度算法 73
5.2 調(diào)度問題的描述 73
5.2.1 特征描述 73
5.2.2 流水車間調(diào)度問題 75
5.2.3 作業(yè)車間調(diào)度問題 75
5.2.4 柔性作業(yè)車間調(diào)度問題 77
5.3 面向柔性作業(yè)車間的智能調(diào)度求解方法舉例 79
5.3.1 遺傳算法概述 80
5.3.2 利用遺傳算法解決柔性作業(yè)車間調(diào)度問題 86
思考與練習(xí) 90
第6章 制造系統(tǒng)中的智能決策技術(shù) 91
6.1 計(jì)算機(jī)輔助決策 92
6.1.1 決策支持系統(tǒng) 92
6.1.2 決策中的人工智能 93
6.2 知識(shí)表示與知識(shí)推理 95
6.2.1 知識(shí)表示——框架 95
6.2.2 知識(shí)表示——語義網(wǎng)絡(luò) 97
6.2.3 知識(shí)表示——圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 101
6.2.4 知識(shí)推理 103
6.3 多目標(biāo)決策方法 106
6.3.1 層次分析法 107
6.3.2 帕累托最優(yōu)求解 109
思考與練習(xí) 111
第7章 云計(jì)算、邊緣節(jié)點(diǎn)和中臺(tái)技術(shù) 112
7.1 智能制造中的云計(jì)算技術(shù) 112
7.1.1 云計(jì)算分類 113
7.1.2 云服務(wù)與制造系統(tǒng)結(jié)合 116
7.2 智能制造中的邊緣節(jié)點(diǎn)技術(shù) 119
7.2.1 云邊體系與制造系統(tǒng) 120
7.2.2 邊緣節(jié)點(diǎn)中制造系統(tǒng)功能與服務(wù)的搭建 125
7.3 智能制造中的中臺(tái)技術(shù) 126
7.3.1 業(yè)務(wù)中臺(tái) 127
7.3.2 數(shù)據(jù)中臺(tái) 129
7.3.3 中臺(tái)的其他細(xì)分 131
思考與練習(xí) 134
第8章 智能制造系統(tǒng)集成——多智能體制造系統(tǒng) 135
8.1 多智能體制造系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù) 135
8.1.1 智能體 135
8.1.2 智能體軟件設(shè)計(jì)框架 136
8.1.3 多智能體系統(tǒng) 137
8.2 基于物聯(lián)技術(shù)的Agent封裝 139
8.2.1 Agent的映射 139
8.2.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的Agent封裝步驟 139
8.2.3 Agent之間的交互設(shè)計(jì) 140
8.3 Multi-Agent與制造系統(tǒng) 140
8.3.1 整體架構(gòu)設(shè)計(jì) 140
8.3.2 面向車間物理實(shí)體的Agent設(shè)計(jì) 142
思考與練習(xí) 145
第9章 智能制造系統(tǒng)集成——云制造系統(tǒng) 146
9.1 云制造系統(tǒng)框架 146
9.2 云制造系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 148
9.3 云計(jì)算及云邊技術(shù)與制造系統(tǒng)的結(jié)合 150
9.4 云制造系統(tǒng)案例 152
9.5 基于云制造系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同化制造 155
9.5.1 云制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺(tái)架構(gòu) 155
9.5.2 云制造產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù) 158
9.5.3 云制造產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)例分析 161
思考與練習(xí) 164
第10章 智能制造系統(tǒng)集成——數(shù)字孿生與智能制造 165
10.1 數(shù)字孿生系統(tǒng)概述 165
10.1.1 系統(tǒng)的主要內(nèi)涵 165
10.1.2 系統(tǒng)的功能與優(yōu)勢(shì) 166
10.2 面向生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生體系架構(gòu) 167
10.2.1 體系架構(gòu)的層級(jí) 167
10.2.2 層級(jí)之間的相互關(guān)系 170
10.3 面向智能制造的數(shù)字孿生建模關(guān)鍵技術(shù) 171
10.3.1 數(shù)字孿生建模內(nèi)容 171
10.3.2 基于3ds Max的數(shù)字孿生三維建模技術(shù) 174
10.3.3 基于Unity 3D的孿生車間構(gòu)建技術(shù) 178
10.4 數(shù)字孿生系統(tǒng)案例 182
10.5 數(shù)字孿生的未來發(fā)展方向展望 185
思考與練習(xí) 185
參考文獻(xiàn) 186