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出版者:

作者:涂植英

出品人:

页数:371

译者:

出版时间:2007-8

价格:28.00元

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isbn号码:9787562434610

丛书系列:

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《智能制造：理论、技术与实践》 在飞速发展的工业4.0时代，制造业正经历着前所未有的深刻变革。智能制造作为这一变革的核心驱动力，其影响力已渗透到产品设计、生产流程、供应链管理直至售后服务等各个环节。本书旨在为读者提供一个全面而深入的智能制造知识体系，涵盖其核心理论、关键技术以及在实际应用中的落地策略。 第一部分：智能制造的理论基石 本部分将从宏观视角出发，剖析智能制造的演进历程、发展趋势及其战略意义。我们将深入探讨智能制造的核心理念，包括但不限于： 数字化转型： 阐述企业如何利用数字技术构建贯穿产品生命周期的数字孪生，实现信息的互联互通与实时共享。我们将讨论数据采集、处理、存储和分析的关键技术，以及如何构建高效的数字平台。 网络化协同： 聚焦于如何打破企业内外部的信息孤岛，构建灵活、高效的协同制造网络。我们将分析物联网（IoT）、云计算、边缘计算等技术在实现设备互联、数据共享和远程协同中的作用。 智能化决策： 探讨如何运用人工智能（AI）、机器学习（ML）、大数据分析等技术，实现生产过程的自主优化、预测性维护以及个性化生产。我们将介绍智能算法在质量检测、故障诊断、资源调度等方面的应用。 柔性化生产： 分析如何通过模块化设计、可重构系统和先进制造技术（如3D打印）来适应市场需求的变化，实现快速的产品迭代和定制化生产。 第二部分：智能制造的关键技术 本部分将聚焦于支撑智能制造实现的核心技术，逐一剖析其原理、优势及应用前景： 工业物联网 (IIoT)： 详细介绍传感器技术、通信协议（如MQTT、OPC UA）、网络架构（如星型、总线型、网状型）以及数据安全问题。我们将展示IIoT如何实现生产设备的实时监控、数据采集和远程控制，为智能化决策提供基础。 云计算与边缘计算： 阐述云计算在大规模数据存储、处理和分析方面的优势，以及边缘计算在降低延迟、提高响应速度方面的关键作用。我们将探讨混合云和分布式计算在智能制造中的部署模式。 人工智能与机器学习： 深入讲解监督学习、无监督学习、强化学习等基本概念，并重点介绍其在生产过程中的具体应用，例如： 预测性维护： 利用历史运行数据预测设备故障，提前进行维护，减少非计划停机。 质量检测与优化： 通过图像识别、深度学习等技术对产品进行缺陷检测，并优化工艺参数以提高良品率。 生产调度与优化： 应用AI算法实现生产任务的智能排程，最大限度地提高资源利用率和生产效率。 机器人与自动化： 介绍协作机器人（Cobots）、自主移动机器人（AMRs）在生产线上的应用，以及它们如何与人类员工协同工作。 大数据分析： 讲解数据挖掘、统计分析、可视化等技术，如何从海量生产数据中提取有价值的信息，驱动决策优化。 增材制造（3D打印）： 探讨3D打印技术在原型制造、复杂结构制造、个性化定制等方面的创新应用，以及其如何赋能柔性生产。 数字孪生（Digital Twin）： 详细解析数字孪生概念，包括其构成要素（物理实体、数字模型、连接）、构建方法以及在产品设计、生产过程监控、性能优化等方面的应用。 网络安全： 强调在互联互通的智能制造环境中，网络安全的重要性，介绍相关的防护策略和技术。 第三部分：智能制造的实践与案例分析 本部分将结合实际工业场景，展示智能制造的落地策略和成功案例： 智能工厂规划与建设： 提供从顶层设计到具体实施的指导，包括基础设施建设、系统集成、人员培训等关键环节。 供应链优化： 探讨如何利用智能技术实现供应链的可视化、协同化和智能化，提升响应速度和韧性。 产品生命周期管理： 分析智能制造如何贯穿产品从设计、制造、使用到报废的全过程，实现全生命周期的价值最大化。 行业应用案例： 选取汽车制造、电子信息、航空航天、医药制造等多个典型行业，深入剖析其在智能制造领域的实践经验、挑战与解决方案。我们将着重展示企业如何通过引入智能技术，实现降本增效、提升产品质量、缩短交货周期以及创造新的商业模式。 本书特色： 系统性强： 全面覆盖智能制造的理论、技术和实践，构建完整的知识框架。 前沿性高： 紧跟行业发展脉搏，聚焦最新技术和理念。 实践导向： 理论联系实际，提供可操作的解决方案和深刻的案例分析。 图文并茂： 辅以丰富的图示和流程图，帮助读者更好地理解复杂概念。 本书适合于从事制造业管理的专业人士、研发工程师、技术人员、学生以及对智能制造领域感兴趣的读者。通过阅读本书，您将能够深刻理解智能制造的内涵，掌握关键技术，并为企业在数字化转型浪潮中抓住机遇、应对挑战提供有力的支持。

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这本书，如同一位技艺精湛的工匠，将复杂的工程技术，一点点地在我面前展现在我面前。我一直对那些能够自主运行的机器着迷，比如工厂里的自动化生产线，例如航空母舰上的飞行甲板系统，而这本书，为我揭示了它们成功的关键。作者在讲解状态空间法的过程中，运用了矩阵的运算，将高阶的微分方程组转化为简洁的向量方程，这让我对复杂系统的描述和控制有了更深入的理解。我尤其欣赏书中关于能控性和能观性的讨论，这两个概念对于理解我们是否能够通过控制信号来改变系统的状态，以及我们是否能够通过测量输出信号来推断系统的内部状态，至关重要。通过书中大量的例子，我能够清晰地看到，状态空间方法是如何将一个原本难以处理的系统，分解成一系列可以被独立分析和控制的子系统。此外，书中关于最优控制理论的介绍，虽然只是初步涉猎，但已经让我领略到如何通过数学方法，找到使系统性能达到最优的控制策略。这本书，让我对工程的严谨性和精确性有了更深的敬畏，也激发了我对未来自动化技术发展的无限遐想。

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这本书的价值，在于它能够将看似深奥的自动控制理论，巧妙地转化为一系列可操作的工程实践。我一直对那些能够自动运行的机器人和智能设备充满向往，而这本书，就像是为我打开了通往这些神奇世界的一扇大门。作者在讲解状态空间法时，用一种非常直观的方式，将多输入多输出的复杂系统，转化为了一组简洁的微分方程组，这让我对复杂系统的分析和设计有了全新的认识。我尤其喜欢书中关于能控性和能观性的讨论，这两个概念对于理解我们是否能够通过控制信号改变系统的状态，以及我们是否能够通过测量输出来推断系统的内部状态，至关重要。通过书中的例子，我能够清晰地看到，状态空间方法是如何将一个原本难以处理的系统，分解成一系列可以被独立分析和控制的子系统。此外，书中关于李雅普诺夫稳定性分析的内容，虽然有些抽象，但作者通过对能量的概念的引入，为理解系统的稳定性提供了一个全新的视角。我开始尝试着将这些理论应用到我所熟悉的一些场景中，比如尝试理解无人机如何通过复杂的传感器反馈和控制算法，在空中保持稳定的姿态。这本书让我意识到，很多我们习以为常的“智能”，背后都有着一套严谨的科学原理在支撑。

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在阅读《自动控制原理》的过程中，我体验到了一种“拨云见日”的畅快感。书中的内容，从最初的系统建模，到最后的控制器设计，层层递进，引人入胜。我一直对如何让一个系统“听话”并按照我们的意愿运行感到好奇，而这本书，恰恰解答了我心中的疑惑。作者在介绍传递函数和方块图简化时，运用了大量的图示和演算，将复杂的系统结构变得清晰明了。我尤其喜欢书中对于输入信号的分类和分析，例如单位阶跃响应、单位斜坡响应等，它们能够帮助我们全面地理解系统在不同激励下的行为表现。通过对这些响应的分析，我能够初步判断一个系统的稳态误差、调节时间和超调量等关键性能指标。书中关于根轨迹法的讲解，更是让我眼前一亮。通过观察根轨迹在s平面上的移动，我们能够直观地看到系统参数变化对系统稳定性和动态性能的影响，这是一种非常强大的可视化分析工具。我甚至尝试着在脑海中勾勒出一些常见系统的根轨迹图，以加深对概念的理解。这本书不仅仅是理论的传授，更是一种解决问题的思维方法的培养。

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初次接触《自动控制原理》，我的脑海中闪过的不是理论的繁复，而是那些让生活变得更加便捷的智能家居，比如可以根据我的作息自动调节光线和温度的智能灯，又或者能够根据我的喜好播放音乐的智能音箱。这本书，正是这一切背后的科学指南。作者在讲解系统的响应特性时，从时域响应和频域响应两个角度进行了深入的分析。我特别喜欢书中关于伯德图的讲解，通过观察伯德图的幅频特性和相频特性，我们能够直观地了解系统的增益和相位信息，这对于判断系统的带宽、稳定性和鲁棒性至关重要。通过书中大量的例题和分析，我能够清晰地看到，不同系统参数对响应特性的影响。我甚至尝试着将这些概念与我所熟悉的生活场景联系起来，比如想象如何通过调节家电的响应速度，让它们更好地适应我的生活节奏。这本书，让我对“智能”有了更深刻的理解，也让我意识到，科技的力量正悄无声息地改变着我们的生活。

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这本书，如同一本精密的蓝图，为我揭示了万物互联时代的运行规律。我一直对那些能够协同工作的系统充满好奇，比如智能交通系统如何协调车辆的通行，例如无人机集群如何完成复杂的协同任务，而这本书，则为我打开了理解这一切的大门。作者在讲解多变量系统的控制时，引入了状态空间方法，这让我能够用统一的数学框架来描述和分析输入、输出和状态之间的复杂关系。我尤其欣赏书中关于模型预测控制（MPC）的介绍，它是一种基于模型的前馈和反馈控制策略，能够考虑未来的系统动态，并针对未来的预测输出进行优化，这在处理具有约束条件和复杂动态的系统时具有显著优势。通过书中大量的案例研究，我能够清晰地看到，MPC是如何在实际工程中发挥其独特的价值。我甚至尝试着将这些概念与我所熟悉的日常场景联系起来，比如想象如何利用MPC来优化家中的能源消耗，让各个智能设备在合适的时间以合适的方式工作，从而达到节能和舒适的最大化。这本书，让我对“智能”有了更宏观的认知，也让我看到了自动化技术在未来社会中无限的可能性。

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《自动控制原理》这本书，如同一个严谨的科学家，带领我一步步深入探究系统的奥秘。我一直对那些能够实现精确控制的装置感到惊叹，比如工业机器人手臂的精准运动，飞机导航系统的稳定可靠，而这本书，恰恰为我揭示了这一切背后的科学原理。作者在讲解系统的数学建模时，从物理定律出发，逐步建立起描述系统动态行为的微分方程，这让我深刻理解了理论与实践的紧密联系。我尤其欣赏书中关于传递函数和频率响应的介绍，它将抽象的数学模型转化为直观的图形，如伯德图和奈奎斯特图，让我们可以从视觉上理解系统的特性。通过对这些图形的分析，我们能够判断系统的稳定性、带宽和相位裕度等关键性能指标，这对于系统设计和优化至关重要。书中关于根轨迹法的讲解，更是让我眼前一亮，它提供了一种直观的方式来分析系统参数变化对系统稳定性的影响。我尝试着将这些概念与我所熟悉的物理现象联系起来，比如荡秋千的运动，想象如何通过控制来调整秋千的摆动幅度和频率。这本书，让我对科学的严谨性有了更深的认识，也激发了我对工程实践的浓厚兴趣。

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这本书的魅力，在于它能够将现实世界中那些看似神秘的“智能”现象，用科学的语言一一解读。我从小就对那些能够自我调节的设备着迷，比如恒温器，电饭煲，而这本书，则为我揭示了它们背后的运行逻辑。作者在讲解系统辨识时，用非常生动的例子，说明了如何从实际测量的输入输出数据中，建立起系统的数学模型。这让我意识到，很多时候，我们并非需要从零开始设计模型，而是可以从数据中“学习”系统的特性。我特别欣赏书中关于模型简化和近似的章节，它让我明白，在工程实践中，我们并不总需要追求绝对的精确，而是要在模型的准确性和计算的便捷性之间找到一个平衡点。关于PID控制器参数整定部分的讲解，作者提供了多种方法，从试凑法到更系统的 Ziegler-Nichols 法，让我能够根据实际情况选择最合适的方式。我甚至尝试着将书中的一些概念与我家中使用的智能家居设备联系起来，想象它们内部的控制算法是如何工作的。这本书，让我对科技有了更深刻的理解，也激发了我对工程领域更浓厚的兴趣。

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这本书的内容，如同一场精密的科学探险，将我从宏观的系统概念，一点点引入到微观的数学模型之中。作者在开篇就为我描绘了一幅自动控制的宏伟蓝图，让我对这个领域的潜力与应用有了初步的认知。随后，便开始了严谨的理论构建，从系统的时域响应分析，到频率响应分析，再到稳定性判断，每一步都如同一块块精密齿轮的咬合，将整个理论体系构建得滴水不漏。我特别欣赏作者在讲解传递函数和零极点分析时所采用的方法，它不仅仅是给出定义和公式，更是通过几何直观的方式，让我能够“看到”系统的动态特性。比如，零点和极点在s平面上的位置，竟然能如此直观地反映出系统的衰减速度、振荡特性以及稳态误差。这让我深刻体会到数学在描述物理世界中的强大力量。在学习过程中，我反复咀嚼那些关于伯德图和奈奎斯特图的章节，起初觉得它们只是复杂的曲线，但随着理解的深入，我才明白它们是分析系统稳定性和鲁棒性的利器。作者通过一系列的例子，展示了如何从这些图谱中解读出系统的“性格”，以及如何根据分析结果来调整系统参数，以达到预期的性能指标。对我而言，这不仅仅是学习知识，更是一种思维方式的转变，学会用更系统、更辩证的眼光去审视和解决问题。

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当我翻开《自动控制原理》时，我的脑海中并非只有抽象的公式，而是浮现出那些改变我们生活的自动化设备，比如智能电网如何平衡供需，例如自动驾驶汽车如何精准地识别路况并做出反应。这本书，为我揭示了这些“智能”的奥秘。作者在讲解系统的稳定性分析时，从根轨迹法到李雅普诺夫稳定性，循序渐进，让我逐渐理解了系统如何才能保持稳定运行。我特别喜欢书中关于奈奎斯特稳定判据的讲解，它通过对开环传递函数的频率响应进行分析，来判断闭环系统的稳定性，这种方法既严谨又直观。通过书中大量的图示和实例，我能够清晰地看到，不同参数组合下的系统行为差异。我甚至尝试着在脑海中模拟一个简单的闭环系统，比如我家的风扇，想象如何通过调节转速传感器和控制器，让风扇在达到设定风速后保持稳定。这本书不仅传授了知识，更培养了我对系统性思维的理解，让我学会如何从整体和局部两个层面去分析和解决问题。

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初次翻开《自动控制原理》这本书，脑海中浮现的并非是枯燥乏味的公式推导，而是那些隐藏在生活中的神奇装置，比如空调如何精准地维持室内温度，汽车的巡航定速系统又是如何让长途驾驶变得如此轻松。我一直对这些“幕后英雄”的运作机制充满了好奇，而这本书，似乎正是我寻觅已久的答案之钥。刚开始阅读，就被作者清晰的逻辑和深入浅出的讲解所吸引，尽管涉及许多抽象的概念，但通过丰富的图例和贴近生活的比喻，那些复杂的数学模型瞬间变得鲜活起来。我尤其喜欢书中的案例分析部分，它不仅仅是理论的罗列，更像是将我带入了一个个实际的工程场景，让我得以观察和理解工程师们是如何运用这些理论来解决现实世界中的问题的。例如，书中关于PID控制器部分的讲解，我花了很长时间去消化，从基础的P、I、D参数的含义，到它们如何协同作用，再到如何根据系统特性进行整定，每一步都充满了探索的乐趣。我甚至尝试着在脑海中模拟一些简单的控制系统，比如我家的热水器，想象它如何通过传感器检测水温，然后通过控制器调整加热功率，以达到设定的温度。这种将书本知识与生活经验相结合的学习方式，让我觉得这本书不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的老师，引领我一步步走进自动控制的奇妙世界。我迫不及待地想继续深入，去了解更复杂的系统，去理解那些看似不可能实现的功能是如何被巧妙地设计出来的。

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