智能制造：技術(shù)、系統(tǒng)及典型應用

第1篇智能制造基礎 
引言
第1章工業(yè)智能化的技術(shù)發(fā)展概況
1.1工業(yè)化和信息化的發(fā)展概況
1.1.1工業(yè)化的歷程
1.1.2兩化融合進程
1.2數(shù)字化裝備與數(shù)控技術(shù)
1.2.1計算機數(shù)控技術(shù)及數(shù)控設備
1.2.2自動編程系統(tǒng)
1.2.3工業(yè)控制系統(tǒng)
1.3數(shù)字化設計和制造技術(shù)
1.3.1數(shù)字化設計技術(shù)
1.3.2數(shù)字化管理技術(shù)
1.3.3數(shù)字化制造技術(shù)
1.3.4數(shù)字化設計制造系統(tǒng)集成技術(shù)
1.4智能制造的技術(shù)發(fā)展
1.4.1智能制造的內(nèi)涵
1.4.2智能互聯(lián)與感知技術(shù)
1.4.3工業(yè)大數(shù)據(jù)智能處理
1.4.4智能MES/MOM
1.4.5數(shù)字孿生技術(shù)
參考文獻
第2章世界典型國家的智能制造體系架構(gòu)
2.1新興信息技術(shù)推動制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型
2.2智能制造的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略、體系結(jié)構(gòu)及解決方案
2.2.1德國工業(yè)4.0
2.2.2美國智能制造生態(tài)系統(tǒng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考體系結(jié)構(gòu)
2.2.3我國智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)
2.2.4各種智能制造體系的合作與互操作
2.3結(jié)論
參考文獻
第3章中國航空工業(yè)集團智能制造架構(gòu)解析
3.1中國航空工業(yè)集團開展智能制造頂層規(guī)劃的背景和歷程
3.1.1航空制造業(yè)的特點及航空裝備特征分析
3.1.2航空裝備研發(fā)生產(chǎn)面臨的形勢和需求
3.1.3智能制造架構(gòu)研究過程和成果
3.2航空智能制造的典型特征和關(guān)鍵要素
3.2.1航空智能制造的典型特征
3.2.2航空智能制造的關(guān)鍵要素
3.3航空工業(yè)智能制造架構(gòu)及分解
3.3.1總架構(gòu)
3.3.2企業(yè)聯(lián)盟層架構(gòu)
3.3.3企業(yè)管理層架構(gòu)
3.3.4生產(chǎn)管理層架構(gòu)
3.3.5控制執(zhí)行層架構(gòu)
3.4中國航空工業(yè)集團智能制造實施要點
3.4.1建立一個創(chuàng)新中心
3.4.2突破三大關(guān)鍵技術(shù)
3.4.3落實七項行動計劃
3.5智能制造架構(gòu)在企業(yè)智能制造實踐中的應用
3.5.1智能工廠建設實踐中智能制造架構(gòu)的應用
3.5.2智能車間/生產(chǎn)線建設實踐中智能制造架構(gòu)的應用
第4章智能制造能力成熟度模型及應用
4.1模型提出的背景及研究過程和成果
4.1.1模型提出的背景
4.1.2模型研究過程和成果
4.2模型的構(gòu)成
4.2.1成熟度等級
4.2.2能力要素
4.2.3成熟度要求及其遞進關(guān)系
4.3智能制造能力成熟度評估方法
4.3.1評估內(nèi)容
4.3.2評估過程
4.3.3等級判定方法
4.4模型在制造企業(yè)中的應用
4.4.1模型對制造企業(yè)的應用價值
4.4.2制造企業(yè)應用模型的具體場合
4.4.3案例分析——昌飛公司智能倉儲配送中心
4.4.4案例分析——慶安公司MES
參考文獻
第2篇智能制造技術(shù)
引言
第5章信息采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)
5.1信號中的信息
5.1.1信號的生存域
5.1.2傳感器與信號轉(zhuǎn)換
5.1.3信號的采集與加工
5.2物理世界與網(wǎng)絡世界中的數(shù)據(jù)流
5.2.1嵌入式系統(tǒng)與設備間的信息互聯(lián)
5.2.2直接測量與軟測量技術(shù)
5.2.3時間序列分析與智能感知
5.3可解釋的狀態(tài)感知技術(shù)
5.3.1測量中的數(shù)據(jù)可視化
5.3.2數(shù)據(jù)的相關(guān)與因果
5.3.3時間序列與可解釋人工智能
參考文獻
第6章產(chǎn)品數(shù)字化設計制造技術(shù)
6.1產(chǎn)品數(shù)字化建模技術(shù)
6.1.1數(shù)字化建模技術(shù)
6.1.2產(chǎn)品的數(shù)字化模型表示方法
6.1.3基于MBD的產(chǎn)品數(shù)字化定義
6.2產(chǎn)品數(shù)字化設計方法
6.2.1CAx/DFx
6.2.2產(chǎn)品模塊化設計
6.2.3并行協(xié)同設計
6.3單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源構(gòu)建方法
6.3.1基本思想
6.3.2單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源技術(shù)
6.4產(chǎn)品生命周期集成技術(shù)
6.4.1產(chǎn)品生命周期管理的技術(shù)框架
6.4.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與構(gòu)型管理
6.4.3xBOM集成
6.4.4C4P應用系統(tǒng)集成技術(shù)
6.5應用案例
6.5.1波音飛機數(shù)字化設計制造案例
6.5.2西門子公司數(shù)字化設計制造案例
參考文獻
第7章產(chǎn)品設計與制造的仿真技術(shù)
7.1仿真技術(shù)基礎
7.1.1計算流體動力學方法
7.1.2有限元方法
7.1.3無網(wǎng)格方法
7.2產(chǎn)品設計仿真技術(shù)
7.2.1基于接口的CAE聯(lián)合仿真技術(shù)
7.2.2分布式仿真技術(shù)
7.2.3基于HLA總線的協(xié)同仿真應用
7.3制造工藝過程仿真技術(shù)
7.3.1制造工藝過程模擬仿真的特點
7.3.2制造工藝過程模擬仿真的應用舉例
7.4生產(chǎn)系統(tǒng)的建模與仿真
7.4.1生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真的特點
7.4.2生產(chǎn)系統(tǒng)仿真的應用案例
參考文獻
第8章數(shù)字孿生及飛機制造應用
8.1數(shù)字孿生發(fā)展概況
8.1.1數(shù)字孿生的產(chǎn)生背景
8.1.2數(shù)字孿生的概念與內(nèi)涵
8.2數(shù)字孿生技術(shù)框架
8.2.1數(shù)字孿生系統(tǒng)組成
8.2.2數(shù)字孿生的總體框架
8.2.3數(shù)字孿生的實現(xiàn)流程
8.3數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)
8.3.1數(shù)字孿生模型構(gòu)建技術(shù)
8.3.2數(shù)據(jù)融合與虛實交互
8.3.3大數(shù)據(jù)分析技術(shù)
8.3.4系統(tǒng)仿真技術(shù)
8.4數(shù)字孿生支撐平臺
8.5數(shù)字孿生在飛機制造中的應用案例
8.5.1飛機制造業(yè)對數(shù)字孿生的應用需求
8.5.2基于數(shù)字孿生的產(chǎn)品設計應用
8.5.3基于設備數(shù)字孿生的應用
8.5.4基于產(chǎn)線數(shù)字孿生的應用
8.5.5基于飛機數(shù)字孿生的應用
8.5.6飛機試飛站的數(shù)字孿生應用
參考文獻
第9章先進制造技術(shù)與機器人應用
9.1增材制造技術(shù)及應用
9.1.1增材制造技術(shù)
9.1.2增材制造技術(shù)的典型應用案例
9.2結(jié)構(gòu)功能一體化制造技術(shù)
9.2.1多孔層板燃燒室火焰筒
9.2.2航空發(fā)動機整體葉盤結(jié)構(gòu)制造技術(shù)
9.3金屬壁板類結(jié)構(gòu)制造技術(shù)
9.3.1超塑成形/擴散連接金屬壁板類結(jié)構(gòu)制造技術(shù)
9.3.2金屬蜂窩壁板結(jié)構(gòu)
9.4金屬基復合材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù)
9.4.1金屬基復合材料的概念
9.4.2金屬基復合材料的優(yōu)缺點
9.4.3金屬基復合材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù)
9.4.4金屬基復合材料的典型應用
9.5表面加工技術(shù)
9.5.1表面改性技術(shù)
9.5.2表面沉積技術(shù)
9.5.3表面噴涂技術(shù)
9.5.4表面造型技術(shù)
9.6機器人應用
9.6.1引言
9.6.2機器人在航空制造中的應用
9.6.3關(guān)鍵技術(shù)
9.6.4發(fā)展與展望
參考文獻
第10章工業(yè)大數(shù)據(jù)與智能技術(shù)
10.1工業(yè)大數(shù)據(jù)與智能技術(shù)概論
10.1.1工業(yè)大數(shù)據(jù)分析
10.1.2工業(yè)智能
10.2工業(yè)數(shù)據(jù)體系與數(shù)據(jù)治理
10.2.1工業(yè)大數(shù)據(jù)與業(yè)務的關(guān)系
10.2.2工業(yè)大數(shù)據(jù)的特性
10.2.3工業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量
10.2.4工業(yè)數(shù)據(jù)治理與處理
10.3工業(yè)大數(shù)據(jù)分析與智能制造
10.3.1機器學習在工業(yè)中的應用
10.3.2工業(yè)常用機器學習算法介紹
10.3.3工業(yè)大數(shù)據(jù)的智能制造應用
10.3.4工業(yè)智能分析案例——挖掘機液壓泵故障預測
參考文獻
第11章面向智能制造的工業(yè)軟件與知識工程
11.1工業(yè)軟件與知識工程
11.1.1工業(yè)軟件及其發(fā)展歷程
11.1.2工業(yè)技術(shù)與知識的軟件化
11.1.3工業(yè)軟件是工業(yè)技術(shù)軟件化的結(jié)晶
11.2企業(yè)實施知識工程的重要意義
11.2.1企業(yè)知識是極其重要的智力資產(chǎn)
11.2.2如何將碳基知識轉(zhuǎn)為硅基知識
11.3工業(yè)軟件是工業(yè)知識的頂級容器
11.3.1工業(yè)軟件中的各種模型知識
11.3.2工業(yè)軟件中的知識工具算法
11.3.3工業(yè)軟件中的知識工具架構(gòu)
11.3.4工業(yè)軟件中的知識工具應用
11.4工業(yè)軟件如何重新定義制造業(yè)
11.4.1工業(yè)軟件是超級工業(yè)母機
11.4.2工業(yè)軟件是核心軟裝備
參考文獻
第3篇智能制造系統(tǒng)實施
引言
第12章智能制造系統(tǒng)構(gòu)建
12.1智能制造系統(tǒng)
12.1.1從系統(tǒng)的角度看問題
12.1.2智能制造系統(tǒng)： 機電軟融合的CPS
12.2構(gòu)建智能制造系統(tǒng)的道與術(shù)
12.2.1解決問題的思路
12.2.2問題-模型化
12.2.3模型-算法化
12.2.4算法-軟件化
12.2.5數(shù)據(jù)是靈魂
12.2.6人在智能制造系統(tǒng)中的作用
12.3如何構(gòu)建智能制造系統(tǒng)
12.3.1智能制造系統(tǒng)的工程化實現(xiàn)
12.3.2深度數(shù)字化后的數(shù)據(jù)治理
12.3.3企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的經(jīng)驗與誤區(qū)
參考文獻
第13章智能制造產(chǎn)線/車間規(guī)劃、設計與開發(fā)
13.1智能制造產(chǎn)線的主要體現(xiàn)形式——柔性生產(chǎn)線
13.1.1柔性生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)
13.1.2柔性生產(chǎn)線對現(xiàn)有生產(chǎn)模式的改變
13.1.3典型案例實踐與分享
13.2智能車間規(guī)劃
13.2.1項目背景
13.2.2項目總體情況
13.2.3實施內(nèi)容
13.2.4創(chuàng)新性和先進性
13.2.5實施成效
參考文獻
第14章智能工廠規(guī)劃與實施
14.1智能工廠的目標、特征及內(nèi)容
14.1.1以企業(yè)價值創(chuàng)造為目標導向
14.1.2智能工廠的主要特征
14.1.3智能工廠規(guī)劃的基本內(nèi)容
14.2智能工廠規(guī)劃設計
14.2.1復雜系統(tǒng)工程化設計方法
14.2.2頂層規(guī)劃，逐層分解
14.2.3智能工廠實例
14.3智能工廠實施
14.3.1組織培訓
14.3.2總體實施步驟
14.3.3實施案例
第15章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺
15.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的構(gòu)成
15.1.1基礎設施層
15.1.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
15.1.3平臺開發(fā)工具
15.1.4智能制造應用支撐層
15.2企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設與運營
15.2.1企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設的實施路徑
15.2.2企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的部署方式
15.2.3企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的企業(yè)運營服務
15.3應用案例
15.3.1某液壓元器件生產(chǎn)企業(yè)
15.3.2某發(fā)動機渦輪葉片生產(chǎn)企業(yè)
15.3.3某熱處理加工企業(yè)
參考文獻
第16章智能生產(chǎn)管控一體化
16.1智能制造與管控一體化
16.2管控一體化與制造執(zhí)行系統(tǒng)的發(fā)展
16.3典型管控一體化系統(tǒng)的參考體系結(jié)構(gòu)與參考模型
16.4管控一體化與智能運維
16.5智能運維的體系架構(gòu)、方法論及其使能技術(shù)
16.5.1智能運維的體系架構(gòu)與方法論
16.5.2智能運維的使能技術(shù)
16.6航空發(fā)動機的智能運維
16.7結(jié)論
參考文獻
第17章智能制造最新實踐
17.1智能制造再理解
17.1.1什么是智能
17.1.2什么是人工智能
17.1.3智能制造再理解
17.2國內(nèi)外智能制造新實踐
17.2.1國外航空智能制造實踐
17.2.2國內(nèi)航空智能制造實踐
17.3智能制造展望
17.3.1新型航空裝備研制需求
17.3.2航空智能制造新模式
17.4本章小結(jié)
參考文獻