智能制造系統(tǒng)及關鍵使能技術

目錄
第1章 個性化定制給制造業(yè)帶來的機遇與挑戰(zhàn)\t1
1．1 引言\t1
1．2 目前我國制造業(yè)存在的主要問題\t1
1．3 借助互聯(lián)網的智能化+個性化定制，形成新業(yè)態(tài)新模式\t4
1．4 個性化定制及個性化定制面臨的問題\t5
1．5 個性化定制帶來的產品服務系統(tǒng)\t7
1．5．1 產品服務系統(tǒng)定制化服務策略\t8
1．5．2 構建面向大規(guī)模定制的智能化與柔性化制造系統(tǒng)\t8
1．5．3 推進PSS定制及服務定制的對策建議\t9
1．6 本章小結\t10
1．7 本章習題\t10
第2章 智能制造系統(tǒng)的演變過程\t11
2．1 引言\t11
2．2 先進制造系統(tǒng)分類\t11
2．2．1 集成制造系統(tǒng)\t11
2．2．2 敏捷制造系統(tǒng)\t12
2．2．3 智能制造系統(tǒng)\t13
2．3 HCPS的演進過程\t14
2．3．1 智能制造系統(tǒng)發(fā)展的第一階段――基于HPS的傳統(tǒng)制造\t14
2．3．2 智能制造系統(tǒng)發(fā)展的第二階段――基于HCPS的數字化制造\t15
2．3．3 智能制造系統(tǒng)發(fā)展的第三階段――基于HCPS1．5的數字網絡化制造\t17
2．3．4 智能制造系統(tǒng)發(fā)展的第四階段――基于HCPS2．0的新一代智能制造\t18
2．4 智能制造系統(tǒng)的新發(fā)展\t21
2．5 智能制造系統(tǒng)對下一代制造業(yè)發(fā)展的啟示\t23
2．6 本章小結\t24
2．7 本章習題\t24
第3章 大數據技術\t25
3．1 引言\t25
3．2 大數據的概念與特征\t25
3．2．1 大數據的概念\t25
3．2．2 海量\t26
3．2．3 多樣性\t26
3．2．4 速度\t26
3．2．5 價值\t26
3．3 大數據技術體系\t27
3．3．1 大數據存儲和管理技術\t27
3．3．2 大數據分布式批處理技術\t29
3．3．3 大數據實時流處理技術\t30
3．3．4 大規(guī)模圖數據處理技術\t30
3．4 大數據與智能制造的關系\t32
3．4．1 制造大數據處理架構\t32
3．4．2 制造車間大數據處理系統(tǒng)\t38
3．5 本章小結\t40
3．6 本章習題\t40
第4章 云計算技術\t41
4．1 引言\t41
4．2 云計算概述\t41
4．2．1 云計算的定義\t42
4．2．2 云計算的發(fā)展進程\t42
4．2．3 云計算的分類\t43
4．2．4 云計算的特點\t44
4．3 云計算的服務類型\t45
4．3．1 基礎設施即服務（IaaS）\t46
4．3．2 平臺即服務（PaaS）\t46
4．3．3 軟件即服務（SaaS）\t51
4．4 云制造\t53
4．4．1 云制造概述\t53
4．4．2 云制造的層次結構\t53
4．5 本章小結\t57
4．6 本章習題\t57
第5章 物聯(lián)網技術\t58
5．1 引言\t58
5．2 物聯(lián)網概述\t58
5．2．1 物聯(lián)網的概念及定義\t58
5．2．2 物聯(lián)網的發(fā)展態(tài)勢\t59
5．2．3 物聯(lián)網的網絡架構\t60
5．3 物聯(lián)網技術體系\t61
5．3．1 感知技術\t62
5．3．2 網絡通信技術\t63
5．3．3 應用技術\t64
5．3．4 共性技術\t64
5．3．5 支撐技術\t65
5．4 制造業(yè)與物聯(lián)網融合的必要性\t65
5．4．1 生產現場對物聯(lián)網的需求分析\t66
5．4．2 生產管理對物聯(lián)網的需求分析\t68
5．5 本章小結\t69
5．6 本章習題\t70
第6章 移動互聯(lián)網技術\t71
6．1 前言\t71
6．2 移動互聯(lián)網概述\t71
6．2．1 移動互聯(lián)網的定義\t71
6．2．2 移動互聯(lián)網的體系\t71
6．2．3 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程\t73
6．3 5G網絡架構設計\t75
6．4 5G+智能制造總體架構\t78
6．5 5G+智能制造關鍵技術\t80
6．5．1 5G時間敏感網絡技術\t80
6．5．2 網絡切片技術\t82
6．5．3 移動邊緣計算\t83
6．6 5G網絡安全\t85
6．7 本章小結\t85
6．8 本章習題\t86
第7章 人工智能技術\t87
7．1 引言\t87
7．2 概述\t87
7．3 智能搜索算法\t88
7．3．1 定義\t88
7．3．2 類型\t89
7．3．3 常見算法\t89
7．3．4 應用\t95
7．4 機器學習\t96
7．4．1 定義\t96
7．4．2 類型\t96
7．4．3 常見算法\t97
7．4．4 應用\t100
7．5 深度學習\t100
7．5．1 定義\t100
7．5．2 常見算法\t101
7．5．3 優(yōu)勢\t103
7．5．4 應用\t104
7．6 強化學習\t105
7．6．1 定義\t105
7．6．2 馬爾可夫決策過程\t106
7．6．3 DPG算法\t107
7．6．4 Actor-Critic算法\t107
7．7 人工智能應用\t108
7．7．1 計算機視覺\t108
7．7．2 自然語言處理\t110
7．8 本章小結\t112
7．9 本章習題\t112
第8章 制造系統(tǒng)智能化理論模型與構建技術\t113
8．1 引言\t113
8．2 制造系統(tǒng)智能體的結構模型設計\t113
8．2．1 智能體的基本特征\t113
8．2．2 智能體的映射方式\t114
8．2．3 智能體的基本結構\t115
8．2．4 智能體的結構模型設計\t117
8．3 制造系統(tǒng)智能體的模型構建\t118
8．3．1 智能體模型的總體構建思路\t118
8．3．2 智能體模型的模塊設計\t119
8．3．3 智能體模型的推理決策模塊分類\t121
8．4 本章小結\t123
8．5 本章習題\t123
第9章 多源制造信息感知技術\t124
9．1 引言\t124
9．2 多源制造信息的感知需求及信息源分析\t124
9．2．1 智能制造系統(tǒng)對制造信息的感知需求\t124
9．2．2 智能制造系統(tǒng)的多源信息源分析\t124
9．2．3 信息數據特點及分析\t127
9．3 多源制造信息感知的關鍵技術\t128
9．3．1 多源制造信息感知技術需求分析\t128
9．3．2 傳感器技術簡介\t129
9．3．3 異構傳感器管理\t130
9．3．4 車間定位技術簡介\t131
9．3．5 多源信息傳輸技術簡介\t133
9．4 多源制造信息感知系統(tǒng)的構建\t136
9．4．1 多源制造信息感知模型結構分析\t136
9．4．2 事件驅動的實時多源制造信息獲取\t137
9．4．3 多源制造信息標準化及信息共享\t137
9．5 本章小結\t138
9．6 本章習題\t138
第10章 離散制造資源標準化接入\t139
10．1 引言\t139
10．2 離散制造資源\t139
10．2．1 離散制造\t139
10．2．2 離散制造資源\t140
10．3 離散制造資源本體建模分析\t142
10．3．1 本體\t142
10．3．2 本體建模原則與方法\t143
10．3．3 基于本體的離散制造資源信息模型\t145
10．3．4 離散制造資源本體建模步驟\t146
10．4 離散制造資源本體建模準備\t148
10．4．1 離散制造資源概念分層\t148
10．4．2 離散制造資源屬性分析\t149
10．4．3 資源本體語義化描述語言及工具\t150
10．5 離散制造資源標準化描述模型構建\t152
10．6 離散制造資源標準化接入\t156
10．7 本章小結\t157
10．8 本章習題\t157
第11章 物聯(lián)互通制造技術\t158
11．1 引言\t158
11．2 制造車間物聯(lián)互通研究現狀\t158
11．2．1 研究背景\t158
11．2．2 研究現狀及其不足\t159
11．3 物聯(lián)制造環(huán)境下底層裝備互聯(lián)互通架構設計\t160
11．3．1 物聯(lián)制造環(huán)境及其底層裝備特征分析\t161
11．3．2 底層裝備互聯(lián)互通實現基礎\t163
11．3．3 面向物聯(lián)制造的標準裝備模型設計\t165
11．3．4 物聯(lián)制造環(huán)境下底層裝備互聯(lián)互通架構設計\t169
11．4 物聯(lián)制造環(huán)境下底層裝備適配封裝架構設計\t173
11．4．1 裝備適配模型基本架構\t173
11．4．2 裝備適配模型工作機制\t176
11．4．3 裝備適配模型功能實現\t177
11．5 本章小結\t180
11．6 本章習題\t180
第12章 網絡信息安全管理技術\t181
12．1 引言\t181
12．2 密碼技術\t181
12．2．1 概述\t181
12．2．2 對稱密碼技術\t183
12．2．3 非對稱密碼技術\t187
12．3 訪問控制技術\t188
12．3．1 概述\t188
12．3．2 常見訪問控制方式\t188
12．3．3 認證與授權\t190
12．4 防火墻技術\t191
12．4．1 概述\t191
12．4．2 防火墻作用\t192
12．4．3 防火墻關鍵技術分析\t192
12．5 區(qū)塊鏈技術\t193
12．5．1 概述\t193
12．5．2 區(qū)塊鏈技術基礎\t194
12．5．3 區(qū)塊鏈對工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展的價值\t196
12．5．4 應用與展望\t197
12．6 本章小結\t198
12．7 本章習題\t198
第13章 車間可視化技術\t199
13．1 引言\t199
13．2 背景介紹\t199
13．2．1 數字化車間的發(fā)展需求\t199
13．2．2 數字孿生技術發(fā)展背景\t200
13．3 車間可視化技術的發(fā)展\t201
13．4 車間可視化的關鍵技術\t201
13．4．1 車間可視化數據源感知獲取\t201
13．4．2 車間可視化數據統(tǒng)一集成\t205
13．4．3 車間可視化的信息通信\t207
13．5 車間可視化系統(tǒng)中的人機交互\t208
13．6 基于數字孿生的可視化技術應用\t210
13．6．1 孿生虛擬車間可視化與模型驅動\t210
13．6．2 數字孿生車間的生產信息可視化映射\t212
13．7 本章小結\t213
13．8 本章習題\t213
第14章 智能制造系統(tǒng)控制機制\t214
14．1 引言\t214
14．2 智能制造車間架構體系\t214
14．2．1 智能制造車間基本結構\t214
14．2．2 智能制造車間架構設計\t215
14．3 基于多Agent的物聯(lián)制造系統(tǒng)設計\t217
14．3．1 Agent的特點與映射\t217
14．3．2 車間設備Agent設計\t218
14．3．3 工作人員Agent設計\t219
14．3．4 功能模塊智能體設計\t220
14．4 智能制造系統(tǒng)人機交互與協(xié)作\t222
14．4．1 人機交互方式\t222
14．4．2 人機交互功能分析\t223
14．4．3 人機協(xié)作場景\t224
14．4．4 人機協(xié)作機制\t225
14．5 智能制造系統(tǒng)實時動態(tài)調度算法\t226
14．5．1 多目標約束的調度模型\t226
14．5．2 基于事件驅動的決策調整機制\t229
14．5．3 基于層次分析法的決策因素權重設計\t230
14．6 本章小結\t232
14．7 本章習題\t232
第15章 智能制造系統(tǒng)協(xié)同運行策略方法\t233
15．1 引言\t233
15．2 基于多Agent技術的車間調度模型\t233
15．2．1 Agent的特點、映射與結構設計\t233
15．2．2 MAS的組織結構和協(xié)商機制設計\t236
15．2．3 基于多Agent技術的改進型車間調度模型設計\t238
15．3 基于合同網協(xié)議的MAS調度算法研究\t242
15．3．1 基于經典合同網協(xié)議的傳統(tǒng)多Agent方法不足與分析\t242
15．3．2 基于簡化合同網協(xié)議的區(qū)間協(xié)同拍賣調度策略\t246
15．3．3 一種改進的區(qū)間協(xié)同拍賣調度策略\t249
15．4 案例仿真設計\t252
15．5 本章小結\t254
15．6 本章習題\t254
第16章 基于多智能體制造系統(tǒng)的混線生產調度案例分析\t255
16．1 前言\t255
16．2 混線生產調度問題\t255
16．2．1 混線生產約束\t256
16．2．2 組合加工約束\t256
16．2．3 實驗算例設計\t256
16．3 調度策略自學習實驗\t258
16．3．1 可行性實驗分析\t259
16．3．2 優(yōu)越性實驗分析\t260
16．4 動態(tài)擾動下混線生產調度實驗\t263
16．4．1 機器故障下的調度實驗\t263
16．4．2 普通訂單擾動下的調度實驗\t268
16．4．3 緊急訂單擾動下的調度實驗\t270
16．5 組合加工案例實驗\t273
16．5．1 組合加工案例分析\t273
16．5．2 自學習調度決策機制\t275
16．5．3 多擾動事件下調度決策機制\t276
16．6 本章小結\t279
16．7 本章習題\t279
第17章 面向個性化定制的多智能體制造系統(tǒng)動態(tài)調度案例分析\t280
17．1 引言\t280
17．2 個性化訂單系統(tǒng)\t280
17．2．1 個性化訂單系統(tǒng)的應用開發(fā)\t280
17．2．2 個性化訂單系統(tǒng)架構及功能模塊設計\t281
17．2．3 個性化訂單系統(tǒng)的運行過程\t285
17．3 多智能體制造系統(tǒng)構架搭建實例\t287
17．3．1 智能調度系統(tǒng)框架搭建\t287
17．3．2 多智能體制造系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境搭建\t290
17．4 多智能體制造系統(tǒng)動態(tài)調度問題\t294
17．4．1 問題描述\t295
17．4．2 實驗算例設計\t296
17．5 多智能體制造系統(tǒng)動態(tài)實時調度實驗驗證\t297
17．5．1 無擾動情況\t298
17．5．2 緊急訂單擾動實驗\t299
17．5．3 機床故障擾動實驗\t300
17．5．4 訂單優(yōu)先級調整擾動實驗\t301
17．6 本章小結\t302
17．7 本章習題\t302