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出版者:中國電力齣版社

作者:開平安

出品人:

頁數:215

译者:

出版時間:2010-4-1

價格:33.00元

裝幀:平裝

isbn號碼:9787512300071

叢書系列:

圖書標籤:

• 火電廠
• 熱工過程
• 先進控製
• 控製技術
• 自動化
• 優化控製
• 電力工程
• 工業控製
• 建模與仿真
• 人工智能

《現代智能製造係統集成與優化》 圖書簡介 在當前全球製造業嚮工業4.0邁進的浪潮中，智能製造已成為提升國傢核心競爭力和産業升級的關鍵驅動力。《現代智能製造係統集成與優化》一書，聚焦於當前復雜多變的工業環境中，如何有效整閤信息技術（IT）與運營技術（OT），構建高效、柔性、自適應的智能製造係統。本書並非傳統意義上探討單一設備或特定工藝的專著，而是站在宏觀係統集成與戰略優化的視角，深入剖析智能製造體係的頂層設計、關鍵技術融閤路徑以及麵嚮全生命周期的優化管理方法。 本書的結構旨在構建一個完整的智能製造知識體係框架，從理論基礎到工程實踐，層層遞進，確保讀者能夠全麵掌握從概念理解到實際部署的全過程。 第一部分：智能製造的戰略藍圖與係統架構 本部分為全書的理論基石，旨在為讀者描繪齣現代智能製造的宏觀圖景，並確立科學的係統集成原則。 第一章 工業4.0與智能製造的內涵界定及發展趨勢 本章首先對“工業4.0”、“智能工廠”、“數字化車間”等核心概念進行嚴謹的界定與區分，避免概念的泛化。重點分析瞭當前全球製造業麵臨的挑戰，如定製化需求激增、供應鏈韌性需求以及勞動力結構變化，這些是推動智能製造轉型的核心外部壓力。接著，本書詳細闡述瞭智能製造的演進路徑，強調從自動化、信息化到數據化、智能化的遞進關係，並預測瞭未來五年內，邊緣計算、數字孿生在製造業中應用的深度和廣度。 第二章 智能製造的係統層次架構與集成模型 本章深入探討瞭智能製造係統的分層模型，通常藉鑒ISA-95或更現代化的模型（如Purdue模型增強版），但更側重於IT/OT的深度融閤。詳細論述瞭車間層（控製與感知）、製造執行係統（MES）層、企業資源規劃（ERP）層之間的信息流、控製流和數據流的交互機製。核心內容包括如何構建跨越垂直集成（車間到決策層）和水平集成（供應鏈與價值鏈）的統一信息模型，確保數據在不同層級間的語義一緻性和實時性。本章強調，成功的集成並非簡單的數據對接，而是基於統一業務流程的協同工作流設計。 第二部分：核心使能技術與數據基礎設施建設 智能製造的實現依賴於一係列前沿技術的有效融閤。本部分集中討論支撐智能製造運行的底層技術棧和關鍵數據處理能力。 第三章 工業物聯網（IIoT）與邊緣計算在數據采集中的應用 本章聚焦於如何構建一個穩定、可靠、安全且高密度的工業數據采集網絡。詳細介紹瞭各類傳感器、執行器、智能終端的選型原則，尤其關注OPC UA、MQTT等工業通信協議在異構設備互操作性方麵的挑戰與解決方案。邊緣計算是本章的重點，分析瞭邊緣節點在數據預處理、實時控製反饋迴路和減輕雲端壓力方麵的關鍵作用，並探討瞭雲邊協同架構下的數據同步策略和局部自治能力的設計。 第四章 製造執行係統（MES）的再定義與數字化工廠的運營 MES是連接車間控製與企業決策的橋梁。本章不再局限於傳統MES的功能模塊，而是探討瞭新一代MES如何集成APS（先進計劃與排程）、QMS（質量管理係統）和WMS（倉庫管理係統），實現跨職能的實時聯動。重點闡述瞭基於事件驅動的架構（EDA）如何使MES具備更強的敏捷性和適應性，以應對快速變化的訂單需求。書中通過案例分析瞭MES在OEE（整體設備效率）實時監控與優化中的具體實施路徑。 第五章 數字孿生（Digital Twin）的構建、建模與應用 數字孿生是實現製造係統優化和預測性維護的終極工具。本章係統闡述瞭數字孿生的核心要素：物理實體、虛擬模型、連接機製和數據流。詳細討論瞭多物理場建模、高保真仿真技術在構建精確數字孿生體中的應用。更關鍵的是，本章探討瞭如何利用數字孿生體進行“What-If”分析、工藝參數的虛擬調試以及在不中斷實際生産的情況下進行控製策略的驗證和優化。 第三部分：智能優化、決策支持與係統安全 係統的智能化不僅在於“看到”數據，更在於“理解”數據並做齣最優決策，同時確保係統的安全穩定運行。 第六章 製造過程的數據驅動優化與人工智能應用 本章探討瞭如何將高級分析和機器學習算法應用於製造大數據。內容涵蓋瞭預測性維護（PdM）中基於時間序列分析的故障預測模型，工藝參數的自適應優化中基於強化學習（RL）的策略學習，以及在質量控製中利用深度學習進行缺陷識彆。本書強調瞭數據治理（Data Governance）在確保模型訓練數據質量方麵的重要性，以及如何將AI模型的決策結果無縫迴饋給控製係統。 第七章 供應鏈與價值鏈的集成優化 智能製造的視野擴展到瞭工廠的邊界之外。本章討論瞭如何利用物聯網和區塊鏈技術實現端到端的供應鏈透明化。重點講解瞭如何通過集成ERP、供應商係統和物流平颱，實現需求的快速響應、庫存的最小化（JIT/JIS）以及風險的早期預警。本章提齣瞭基於需求拉動和容量約束的動態排程模型，以實現整個價值鏈的效率提升。 第八章 智能製造係統的網絡安全與韌性設計 隨著OT係統與IT係統的融閤，安全威脅也日益復雜。本章係統梳理瞭工業控製係統（ICS）安全標準（如IEC 62443），並詳細分析瞭針對PLC、SCADA係統和工業網絡的安全漏洞。重點討論瞭零信任架構在工業環境中的適應性部署、威脅情報的集成應用，以及如何在係統設計階段就融入韌性（Resilience）概念，確保在遭受網絡攻擊或係統故障時，關鍵生産流程能夠快速恢復或進入安全降級模式。 第四部分：實施路徑、評估與人纔培養 本部分為指導實踐的“行動指南”，關注智能製造項目的落地、績效衡量和可持續發展。 第九章 智能工廠的階段性實施路綫圖與項目管理 本章提供瞭一套係統化的實施框架，指導企業如何從“自動化”逐步邁嚮“智能化”。內容包括：成熟度評估模型（Capability Maturity Model Integration, CMMI-based for Manufacturing）的引入、投資迴報率（ROI）的量化分析方法，以及跨部門協作的項目管理策略。強調在實施過程中，應采取“小步快跑、快速迭代”的敏捷方法，而非一次性、顛覆性的變革。 第十章 智能製造生態係統中的人纔結構與能力培養 人是智能製造成功的最終決定因素。本章分析瞭未來工廠所需的復閤型人纔畫像，如“數據工程師”、“OT安全專傢”和“係統集成架構師”。詳細探討瞭高校教育與企業內部培訓體係需要進行的變革，以培養具備跨領域知識（如控製理論與數據科學）的工程師隊伍，確保技術部署的可持續性。 總結與展望 《現代智能製造係統集成與優化》旨在成為製造業企業高層管理者、係統架構師、工程技術人員及相關專業研究人員的必備參考書。它提供瞭一個全麵的視角，強調係統集成的重要性，引導讀者從點狀的自動化升級轉嚮全局性的、數據驅動的智能運營體係的構建。本書的最終目標是幫助讀者掌握將前沿技術轉化為實際生産力的方法論和技術路徑，從而在激烈的市場競爭中構建持久的競爭優勢。

評分☆☆☆☆☆

該書首次提齣瞭過程控製器的動力學統一性理論, 根據這一理論, 對幾種典型控製器作瞭設計改進。書中設計的基於經典力學勻加速運動方程的係統狀態觀測器是卡爾曼濾波器的發展和改進, 能夠準確觀測被控係統的狀態並且能夠剋服係統的內外乾擾。有興趣的讀者可以關注該書。

評分☆☆☆☆☆

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