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出版者:清华大学出版社

作者:黄德先

出品人:

页数:634

译者:

出版时间:2011-5-1

价格:59.50元

装帧:平装

isbn号码:9787302242918

丛书系列:

图书标签:

• 过程控制
• 控制科学与技术
• 工程技术
• Pilgrimage
• Expertise
• 过程控制
• 自动化
• 工业控制
• 系统工程
• 化学工程
• 控制理论
• 仪表技术
• 传感器
• PID控制
• 实时控制

《工业自动化与智能制造：理论、实践与前沿》 本书深入探讨了现代工业自动化和智能制造的核心理论、关键技术与前沿发展。在当今工业4.0浪潮席卷全球的背景下，如何构建高效、柔性、智能的生产体系，实现生产过程的全面优化与升级，成为企业生存与发展的关键。本书旨在为读者提供一个系统而全面的视角，理解工业自动化的发展脉络，掌握实现智能制造的核心要素。 第一部分：工业自动化的理论基础与发展历程 本部分首先回顾了工业自动化的发展演进，从早期基于机械和电气控制的自动化，到以PLC、DCS为代表的分布式控制系统，再到如今以信息技术、网络技术、人工智能为驱动的智能自动化。详细阐述了自动化的基本概念，包括闭环控制、开环控制、伺服控制等原理，以及不同控制策略的适用场景。深入剖析了工业自动化发展的内在驱动力，如提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量、保障生产安全等。同时，本部分还将探讨自动化技术对社会经济发展产生的深远影响，以及未来自动化技术的发展趋势，例如人机协作、自主学习、预测性维护等。 第二部分：工业自动化关键技术详解 本部分将聚焦于构成现代工业自动化体系的关键技术，并进行深入的理论讲解与技术解析。 传感器与执行器技术： 详细介绍各类工业传感器（如温度、压力、流量、位移、视觉传感器等）的工作原理、选型依据、安装调试要点。深入剖析执行器（如电机、电磁阀、液压缸、气动元件等）的驱动方式、控制特性、集成应用。强调传感器与执行器作为自动化系统的“感官”与“肢体”，其性能直接决定了自动化系统的精度和可靠性。 可编程逻辑控制器（PLC）与分布式控制系统（DCS）： 全面讲解PLC的硬件结构、指令系统、编程方法（梯形图、指令表、结构化文本等）、通信协议，以及其在离散制造业中的广泛应用。深入阐述DCS的架构设计、功能模块（如采集、控制、监控、报警、历史数据等）、组态方法，以及其在流程工业（如石油化工、电力、制药等）中的核心地位。对比分析PLC与DCS的优缺点及适用范围。 工业通信网络： 详尽介绍现场总线技术（如Profibus, Profinet, EtherNet/IP, Modbus等）的原理、拓扑结构、数据传输方式，以及其在构建实时、可靠工业通信系统中的作用。探讨工业以太网的优势与发展，以及其在智能工厂中的关键作用。介绍MQTT、OPC UA等物联网通信协议在工业领域的应用。 人机界面（HMI）与可视化监控： 讲解HMI的设计原则、用户体验要素，以及不同类型的HMI（如触摸屏、PC端监控软件）的功能与实现。深入阐述SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统的架构、功能模块（数据采集、实时监控、报警管理、报表生成、趋势分析等），以及其在实现生产过程可视化与集中管理中的重要性。 第三部分：智能制造的核心理论与实践 本部分将从更宏观的视角，探讨智能制造的内涵、技术体系与实现路径。 智能制造的定义与框架： 明确智能制造的概念，阐述其区别于传统自动化的核心特征，如智能化、互联化、柔性化、网络化。介绍智能制造的典型框架模型，如美国MESA的IIRA、中国智能制造能力成熟度模型等。 大数据与人工智能在工业中的应用： 深入讲解工业大数据的采集、存储、处理、分析技术，以及如何从海量数据中挖掘有价值的信息。重点介绍机器学习、深度学习、计算机视觉、自然语言处理等人工智能技术在工业场景中的具体应用，例如： 预测性维护： 利用传感器数据和机器学习算法，预测设备故障，提前进行维护，减少停机时间。 质量检测与优化： 利用计算机视觉进行产品外观缺陷检测，利用机器学习优化生产参数，提高产品合格率。 智能排程与优化： 利用AI算法对生产计划进行动态优化，提高资源利用效率，缩短交货周期。 机器人协同与自主导航： 探讨智能机器人（如AGV、协作机器人）在生产过程中的应用，以及其自主决策和协同工作的能力。 工业物联网（IIoT）与数字孪生： 详细阐述工业物联网的体系架构、关键技术（如边缘计算、云平台）以及其在连接物理世界与数字世界中的作用。深入介绍数字孪生（Digital Twin）的概念、构建方法、应用场景，以及其在产品设计、生产制造、运维管理等全生命周期中的价值。 柔性制造与定制化生产： 探讨如何通过模块化设计、标准化接口、智能调度等技术，构建能够快速响应市场变化、实现小批量、多品种甚至个性化定制的柔性制造系统。 第四部分：智能制造的实施策略与挑战 本部分将关注智能制造的落地实践，探讨企业在实施过程中需要考虑的策略与可能面临的挑战。 智能工厂规划与设计： 讲解智能工厂的整体规划思路，包括生产线布局、自动化设备选型、信息系统集成、网络架构设计等。强调以人为本的设计理念，以及如何将员工技能提升与自动化升级相结合。 信息系统集成与数据互联互通： 讨论企业信息化建设（如ERP、MES、WMS、APS等）与工业自动化系统的集成，实现数据在不同层级、不同系统间的 seamless flow。 网络安全与数据隐私保护： 强调在工业互联时代，网络安全的重要性，探讨工业控制系统面临的安全威胁，以及相应的防护策略。关注工业数据隐私保护的法律法规与技术手段。 人才培养与组织变革： 探讨智能制造对人才技能的要求，以及企业在人才培养、技能培训方面的策略。分析智能制造转型对企业组织结构、管理模式带来的挑战与变革。 案例分析与未来展望： 通过国内外成功的智能制造案例，展示理论与技术的落地应用。对工业自动化与智能制造的未来发展方向进行展望，如更高级别的人工智能应用、更广泛的跨行业融合、可持续制造等。 本书旨在为工程师、技术人员、管理者以及对工业自动化与智能制造感兴趣的读者提供一个全面、深入的学习资源，帮助他们理解当今工业发展的脉搏，掌握面向未来的关键技术，并为企业的数字化、智能化转型提供理论指导和实践参考。

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从文学技巧的角度来看，作者在语言运用上展现了一种相当成熟的克制感，然而这种克制有时却走向了矫枉过正的极端。通篇来看，作者似乎更热衷于使用大量的意象和象征，而非直白的叙事。例如，书中多次出现的“锈蚀的钟摆”和“断裂的镜子”，无疑是精心设计的符号，但它们在不同章节中被反复引用，逐渐失去了其最初的冲击力，反而给人一种符号堆砌的疲惫感。更值得注意的是，作者在构建对话时，显得有些刻意地避开了日常用语，角色们的交流充满了书面化的、带有某种时代感的腔调，这使得角色的可信度大打折扣。我仿佛在阅读一部被过度打磨的剧本，而非真实发生的故事。尤其在涉及到情感表达的部分，作者总是选择绕一个大圈，用隐喻来包裹情绪，而非直击人心，这对于追求真挚情感的读者来说，无疑是一种遗憾。这本书像是精美的瓷器，外观华丽，但拿在手里却总觉得少了那么一丝烟火气。

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这本书的结构设计，坦白地说，令我感到非常困惑和挫败。它采取了一种非线性的叙事手法，在不同的时间线和人物视角之间频繁跳跃，虽然这种手法本身具有很高的实验价值，但在这里的应用显然是失败的。我不得不频繁地在书页之间来回翻找，以试图拼凑出一个清晰的事件脉络。有几次，我甚至怀疑是不是我漏读了某个关键的过渡段落，但经过反复确认后才明白，这种混乱本身就是作者的设计意图。这种刻意的叙事碎片化，极大地分散了读者的注意力，使得对核心主题的把握变得异常困难。到了中后段，作者试图通过增加大量的背景资料和历史注解来解释这种结构，但这更像是事后的补救，而非整体规划的一部分。阅读过程不再是一种享受，而更像是在解一道难度过高的几何题，需要不断地进行逻辑推理和假设验证，消耗了大量的认知资源，最终收获的理解感也因此大打折扣。

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我必须承认，这本书在探讨人性复杂性方面触及了一些深刻的层面，但表达方式却显得过于晦涩和疏离。作者似乎对“暴露”人物的弱点有着一种近乎病态的执着，但这种挖掘往往停留在表象的分析上，缺乏深入的心理剖析。书中塑造的几位主要人物，他们的动机始终笼罩在一层迷雾之中，与其说是他们性格复杂，不如说是作者没有给予他们足够的清晰度。例如，那个看似坚不可摧的反派角色，他的“邪恶”似乎只是一种标签化的设定，缺乏一个可信的成长弧线或诱因。我期待能看到人物在道德困境中的挣扎和权衡，但最终得到的只是一系列机械化的、为了推动情节而存在的行为。这本书更像是在描绘一幅关于“疏离”的群像，每个人都活在自己的孤岛上，彼此间的联系微弱而脆弱，这或许是作者的本意，但对于渴望情感共鸣的读者来说，这种阅读体验无疑是冰冷而难以接近的。

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抛开内容和叙事结构不谈，这本书的装帧和排版选择也为整体阅读体验增添了不少阻力。纸张的选择偏向粗糙的哑光质地，虽然在视觉上给人一种复古感，但在长时间阅读后，纸张的纹理会给人带来一种莫名的视觉疲劳。更要命的是，行距的处理显得过于紧凑，特别是当文字密度较高时，段落之间的呼吸感几乎消失殆尽，这使得本就复杂的文本内容更加难以消化。我发现自己不得不时常停下来，揉眼睛，才能跟上作者的思路。此外，正文中的一些术语和专业词汇，虽然也许是服务于特定的背景设定，但书中并没有提供任何必要的注释或脚注，这使得不熟悉相关背景的读者在理解这些段落时，不得不中断阅读去进行外部查证，极大地破坏了阅读的沉浸感。这本书在物理层面上，似乎更注重一种“艺术性”的展示，而牺牲了作为一本读物最基本的易读性要求。

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这部作品的叙事节奏真是让人捉摸不透，仿佛作者在刻意地与读者玩着一场猫鼠游戏。开篇的铺垫冗长得有些令人焦躁，每一个场景的切换都带着一种故作高深的凝滞感，我几乎要合上书本，怀疑自己是否误入了某种晦涩的哲学论著。直到故事的主线终于在第三章的某个雨夜被揭示时，那种醍醐灌顶的体验才姗姗来迟。然而，这种顿悟并没有带来完全的满足，因为接下来的情节发展又陷入了一种近乎散文化的境地，人物的内心挣扎被描绘得过于细致和冗余，削弱了整体的戏剧张力。我尤其对主人公在处理一个关键抉择时的那种犹豫不决感到不解，这似乎更像是作者在刻意制造悬念，而非角色的真实反应。书中对于环境的描绘倒是颇为出色，那些关于老旧工厂和潮湿小巷的笔触，成功地营造出一种压抑而又迷离的氛围，但这种氛围的堆砌，最终似乎只是为了衬托一个并不算出乎意料的结局。整体来说，阅读体验像是一次颠簸的旅程，风景时好时坏，让人在期待与失望之间反复徘徊，需要极大的耐心才能坚持到终点。

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未能体会到这一领域的精髓，惭愧不已…

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