新一代的互聯(lián)網(wǎng) 制造更加強調(diào)通過運用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)與制造業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)等融合創(chuàng)新，為產(chǎn)業(yè)智能化提供支撐，進而形成新一代的智能制造模式，包括云制造、制造物聯(lián)、智慧制造等。本書以融合信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)于一體的制造物聯(lián)為例介紹新一代智能制造技術(shù)，包括物聯(lián)網(wǎng)、云計算、CPS、大數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)技術(shù)，以及制造物聯(lián)體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和建模技術(shù)等主體內(nèi)容，后給出了詳細實施案例。
物聯(lián)網(wǎng)是引起工業(yè)4.0的關(guān)鍵因素之一，在新一代的智能制造中起關(guān)鍵支撐作用。德國工業(yè) 4.0和我國的兩化深度融合的核心思想是要充分利用新一代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，進而實現(xiàn)制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級。而制造物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正是實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵所在。制造物聯(lián)網(wǎng)雖然可以簡單看作制造技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的融合，但它本身包含豐富而廣泛的內(nèi)涵，旨在通過泛在的實時感知、全面的互聯(lián)互通和智能信息處理，實現(xiàn)產(chǎn)品/服務(wù)全生命周期的優(yōu)化管理與控制，以及工藝和產(chǎn)品的創(chuàng)新。同時，制造物聯(lián)網(wǎng)是一個動態(tài)和不斷發(fā)展的概念，特別是伴隨著物聯(lián)網(wǎng)及信息物理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用而出現(xiàn)的制造大數(shù)據(jù)，需要大數(shù)據(jù)分析和云計算等技術(shù)支持，因此，制造物聯(lián)網(wǎng)包含了制造技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)、信息物理系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)等有機融合的技術(shù)。
姚錫凡，1964年生，男，博士，華南理工大學(xué)機械與汽車工程學(xué)院教授/博士生導(dǎo)師，漢族，廣東廉江市人，研究方向為數(shù)字制造與計算機控制，主講過4門本科課程和5門研究生課程，主持了國家863計劃、國家自然科學(xué)基金、留學(xué)回國人員科研啟動基金等多項課題，發(fā)表100余篇論文和出版2本專著，獲得了國家教委和廣東省級科技進步二等獎。
第1章緒論/1
1.1制造物聯(lián)網(wǎng)與新工業(yè)革命/1
1.1.1新工業(yè)革命與新型制造模式/1
1.1.2制造物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)4.0/5
1.1.3制造物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/8
1.2制造物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與特點/10
1.3制造物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)/11
1.4制造物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵信息技術(shù)/14
1.5制造物聯(lián)網(wǎng)與其他新興智能制造模式對比/15
1.6制造物聯(lián)網(wǎng)的展望/17
本章參考文獻/25
第2章制造物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)/28
2.1物聯(lián)網(wǎng)/28
2.1.1物聯(lián)網(wǎng)的含義和發(fā)展/28
2.1.2RFID技術(shù)/32
2.1.3物聯(lián)網(wǎng)的其他關(guān)鍵技術(shù)/35
2.2大數(shù)據(jù)/37
2.2.1大數(shù)據(jù)的含義/38
2.2.2制造中的大數(shù)據(jù)問題/39
2.2.3大數(shù)據(jù)挖掘/41
2.3務(wù)聯(lián)網(wǎng)/44
2.3.1務(wù)聯(lián)網(wǎng)的概念/44
2.3.2SOA和云計算/45
2.4信息物理系統(tǒng)/50
2.4.1CPS的定義/51
2.4.2CPS的研究現(xiàn)狀/51
2.4.3CPS的系統(tǒng)特性與挑戰(zhàn)/53
本章參考文獻/54
制造物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目錄第3章制造物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)及其發(fā)展/58
3.1制造物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)/58
3.2基于CPS的智能制造的體系架構(gòu)/66
3.3智慧制造的體系架構(gòu)/68
3.4大數(shù)據(jù)驅(qū)動的主動制造體系架構(gòu)/72
本章參考文獻/79
第4章制造物聯(lián)網(wǎng)建模技術(shù)/81
4.1制造資源服務(wù)化建模/81
4.1.1制造資源的特點及資源模型需求/81
4.1.2制造資源分類/83
4.1.3制造設(shè)備資源服務(wù)化建模實例/84
4.2復(fù)雜事件處理建模/92
4.2.1復(fù)雜事件處理技術(shù)/92
4.2.2復(fù)雜事件處理建模實例/94
4.3本體建模/104
4.3.1本體語言及推理機制選用/104
4.3.2面向制造物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的加工設(shè)備本體建模/107
4.3.3加工設(shè)備本體應(yīng)用實例/111
4.3.4考慮服務(wù)關(guān)聯(lián)的制造云服務(wù)本體建模/118
4.3.5制造服務(wù)關(guān)聯(lián)本體建模實例/124
4.4生產(chǎn)車間調(diào)度建模/128
4.4.1面向制造物聯(lián)網(wǎng)車間調(diào)度的業(yè)務(wù)流程/129
4.4.2面向制造物聯(lián)網(wǎng)車間調(diào)度問題的描述/131
4.4.3車間調(diào)度過程分析/131
4.5基于進程代數(shù)的制造服務(wù)組合建模/136
4.5.1擴展進程代數(shù)/136
4.5.2云制造服務(wù)組合進程形式化模型的XPC4CMSC描述/140
本章參考文獻/147
第5章制造物聯(lián)網(wǎng)資源狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)/151
5.1基于RFID的工件異常事件監(jiān)測/151
5.1.1基于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的制造車間感知環(huán)境/152
5.1.2RFID事件模型/152
5.1.3RFID復(fù)雜事件處理技術(shù)/154
5.1.4實驗與分析/161
5.2基于無線加速度的刀具狀態(tài)監(jiān)測/168
5.2.1刀具狀態(tài)監(jiān)測框架/168
5.2.2實驗裝置與數(shù)據(jù)采集/170
5.2.3信號預(yù)處理/172
5.2.4特征提取/177
5.2.5特征選擇/184
5.2.6建立預(yù)測模型/185
5.2.7刀具磨損監(jiān)測與剩余壽命預(yù)測/190
5.3基于深度學(xué)習(xí)的刀具狀態(tài)監(jiān)測/193
5.3.1卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)/194
5.3.2基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的刀具磨損監(jiān)測方法/196
5.3.3實驗與分析/201
本章參考文獻/206
第6章制造物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)組合優(yōu)化算法/211
6.1云制造資源服務(wù)組合優(yōu)化方法/211
6.1.1資源服務(wù)組合優(yōu)化選擇問題的求解方法分析/211
6.1.2Pareto最優(yōu)解/212
6.1.3改進的帶精英策略的快速非支配排序遺傳算法/214
6.1.4算例/219
6.2三種制造云服務(wù)組合優(yōu)化算法/226
6.2.1改進的遺傳算法/226
6.2.2改進的粒子群算法/237
6.2.3教學(xué)優(yōu)化算法/244
本章參考文獻/249
第7章制造物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實例/251
7.1物聯(lián)網(wǎng)車間加工作業(yè)的主動調(diào)度/251
7.1.1調(diào)度模型分類/252
7.1.2物聯(lián)網(wǎng)車間加工作業(yè)感知環(huán)境構(gòu)建/252
7.1.3主動調(diào)度方案/254
7.1.4實驗結(jié)果與分析/266
7.2制造云服務(wù)組合優(yōu)化/277
7.2.1小規(guī)模制造云服務(wù)組合優(yōu)化/277
7.2.2大規(guī)模制造云服務(wù)組合優(yōu)化/281
7.2.3摩托車制造/287
7.2.4航空復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計/290
7.3智能工廠/295
7.3.1面向服務(wù)和實時保障的CPS平臺/297
7.3.2工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)和開放的參考架構(gòu)/298
7.3.3工業(yè)4.0示范項目/300
7.4制造物聯(lián)網(wǎng)電子工廠/301
7.4.1制造物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與云管理/302
7.4.2PLC智能生產(chǎn)工廠/303
本章參考文獻/304
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