智能制造概論

前言
第1章緒論1
1.1智能制造的概念2
1.1.1智能制造的定義2
1.1.2智能制造企業(yè)建模3
1.1.3智能制造的特征5
1.2人工智能與新一代智能制造6
1.2.1人工智能概述6
1.2.2新一代智能制造的形成6
1.2.3新一代智能制造的“人-信息-物理”系統(tǒng)7
1.2.4新一代智能制造的應(yīng)用場景9
1.3我國的制造強國戰(zhàn)略9
1.3.1制造強國戰(zhàn)略的背景9
1.3.2制造強國的戰(zhàn)略目標11
1.3.3制造強國的戰(zhàn)略重點11
【思考與練習題】12
第2章智能傳感技術(shù)13
2.1傳感器原理14
2.1.1傳感器的定義14
2.1.2傳感器的分類14
2.1.3傳感器的技術(shù)指標15
2.2力傳感器17
2.2.1力及壓力檢測概述17
2.2.2應(yīng)變式力傳感器18
2.2.3電容式力及壓力傳感器18
2.2.4壓阻式傳感器19
2.2.5壓電式壓力傳感器19
2.3位移傳感器21
2.3.1位移測量概述21
2.3.2電位器式位移傳感器21
2.3.3霍爾位移傳感器22
2.3.4光柵、磁柵及容柵位移傳感器22
2.3.5電感式位移傳感器25
2.3.6超聲波位移傳感器27
2.4速度傳感器28
2.4.1速度測量概述28
2.4.2磁電式速度傳感器28
2.4.3光電式速度傳感器29
2.4.4光纖速度傳感器31
2.4.5激光速度傳感器31
2.5溫度傳感器32
2.5.1溫度測量概述32
2.5.2熱電阻與熱敏電阻33
2.5.3熱電偶傳感器33
2.5.4紅外輻射式溫度傳感器34
2.6智能傳感器35
2.6.1智能傳感器簡介35
2.6.2智能傳感器的分類36
2.6.3智能傳感器的功能與特點37
【思考與練習題】39
第3章智能控制技術(shù)41
3.1PLC控制技術(shù)42
3.1.1PLC控制技術(shù)概述42
3.1.2PLC的組成原理43
3.1.3IEC 61131標準的基本情況45
3.1.4IEC 61131-3的軟件模型46
3.1.5IEC 61131-3的編程模型50
3.2基于PLC的模糊控制52
3.2.1模糊控制基礎(chǔ)52
3.2.2PLC模糊控制在水溫控制中的應(yīng)用53
3.3電動機的變頻控制56
3.3.1三相異步電動機概述56
3.3.2三相異步電動機的電磁感應(yīng)57
3.3.3三相異步電動機的等效電路58
3.3.4三相異步電動機的變頻控制59
3.4伺服電動機及其控制63
3.4.1伺服控制系統(tǒng)組成原理63
3.4.2伺服電動機的原理與結(jié)構(gòu)64
3.4.3伺服驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)與控制模式65
3.5電動機參數(shù)的智能辨識67
3.5.1電動機參數(shù)概述67
3.5.2基于模糊規(guī)則的電動機定子參數(shù)辨識67
【思考與練習題】70
第4章智能加工技術(shù)71
4.1數(shù)控機床與CAM技術(shù)72
4.1.1數(shù)控機床的組成72
4.1.2數(shù)控機床的分類74
4.1.3數(shù)控系統(tǒng)的主要功能75
4.1.4CAM技術(shù)的發(fā)展76
4.1.5機床的智能加工技術(shù)77
4.23D打印技術(shù)79
4.2.13D打印技術(shù)概述79
4.2.23D打印技術(shù)的一般原理及過程80
4.2.33D打印方法81
4.2.43D打印在智能制造中的發(fā)展趨勢83
4.3復合加工技術(shù)84
4.3.1復合加工技術(shù)概述84
4.3.2激光加工84
4.3.3電子束加工87
4.3.4超聲波加工88
4.3.5復合加工技術(shù)的智能化應(yīng)用90
4.4工業(yè)機器人技術(shù)91
4.4.1工業(yè)機器人技術(shù)概述91
4.4.2工業(yè)機器人分類92
4.4.3工業(yè)機器人的核心參數(shù)93
4.4.4工業(yè)機器人關(guān)節(jié)機構(gòu)94
4.4.5工業(yè)機器人控制系統(tǒng)97
4.4.6智能制造中的機器人技術(shù)97
4.5機器人沖壓上下料解決方案99
4.5.1沖壓上下料概述99
4.5.2沖壓上下料的硬件設(shè)計99
4.5.3視覺編程102
4.5.4總結(jié)104
【思考與練習題】104
第5章智能物聯(lián)技術(shù)106
5.1RFID技術(shù)107
5.1.1RFID技術(shù)概述107
5.1.2RFID系統(tǒng)的組成108
5.1.3RFID的技術(shù)標準110
5.1.4RFID在供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用111
5.2二維碼識別技術(shù)112
5.2.1二維碼識別技術(shù)概述112
5.2.2二維碼的分類113
5.2.3PDF417碼113
5.2.4QR碼114
5.2.5基于二維碼的產(chǎn)品追溯方案116
5.3藍牙技術(shù)117
5.3.1藍牙技術(shù)概述117
5.3.2藍牙協(xié)議棧119
5.4WiFi技術(shù)120
5.4.1WiFi技術(shù)概述120
5.4.2WiFi網(wǎng)絡(luò)的組成元件121
5.4.3WiFi網(wǎng)絡(luò)類型123
5.4.4WiFi網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸與管理123
5.5ZigBee技術(shù)125
5.5.1ZigBee技術(shù)概述125
5.5.2ZigBee技術(shù)原理125
5.6移動通信技術(shù)127
5.6.1移動通信技術(shù)概述127
5.6.2移動通信的特點與工作方式128
5.6.3移動通信的系統(tǒng)與技術(shù)130
5.6.4移動通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)130
5.7工廠設(shè)備的智能物聯(lián)132
5.7.1智能物聯(lián)概述132
5.7.2流程型行業(yè)的數(shù)據(jù)采集132
5.7.3離散型行業(yè)的數(shù)據(jù)采集134
5.7.4通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)采集136
【思考與練習題】137
第6章工業(yè)智能軟件應(yīng)用139
6.1ERP系統(tǒng)140
6.1.1ERP系統(tǒng)概述140
6.1.2ERP系統(tǒng)基本部署策略141
6.1.3ERP系統(tǒng)在制造業(yè)中的常見解決方案144
6.2制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）148
6.2.1MES概述148
6.2.2MES的功能模塊150
6.2.3MES的實現(xiàn)途徑與模型152
6.2.4MES產(chǎn)品來源154
6.3產(chǎn)品生命周期管理（PLM）系統(tǒng)155
6.3.1PLM概述155
6.3.2PLM文檔數(shù)據(jù)版本管理規(guī)則155
6.3.3PLM產(chǎn)品分層編號規(guī)則157
6.3.4PLM產(chǎn)品數(shù)據(jù)關(guān)系管理規(guī)則157
6.3.5PLM數(shù)據(jù)流159
6.4云計算160
6.4.1云計算概述160
6.4.2云計算常用服務(wù)形態(tài)解析161
6.4.3云計算的MapReduce編程模型163
6.5大數(shù)據(jù)166
6.5.1大數(shù)據(jù)概述166
6.5.2數(shù)據(jù)倉庫166
6.5.3數(shù)據(jù)分析技術(shù)167
6.5.4數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)168
6.6智能制造數(shù)據(jù)平臺規(guī)劃實例169
6.6.1方案規(guī)劃169
6.6.2需求分析169
6.6.3智能制造方案171
6.6.4現(xiàn)場層系統(tǒng)174
6.6.5應(yīng)用層系統(tǒng)176
【思考與練習題】178
第7章智能制造方案設(shè)計180
7.1發(fā)泡海綿智能制造方案設(shè)計180
7.1.1總體設(shè)計180
7.1.2硬件設(shè)計181
7.1.3軟件設(shè)計185
7.1.4功能及流程189
7.2注塑車間智能制造方案設(shè)計191
7.2.1需求分析191
7.2.2系統(tǒng)架構(gòu)193
7.2.3實現(xiàn)功能方案196
7.2.4智能制造系統(tǒng)的平臺203
【思考與練習題】205
參考文獻206