机电产品智能化装配技术

本书围绕机电产品装配, 重点阐述了借助人工智能技术提升机电产品装配规划的能力，实现机电产品智能化装配的关键技术。本书共8章, 第1～3章详细介绍了智能化装配及人工智能技术的相关基础知识；第4～8章结合实例展示了人工智能技术在机电产品装配中的应用, 如面向装配序列智能规划的时空语义知识建模与知识获取、基于知识检索与规则推理的装配规划、基于神经网络的产品装配规划及其仿真、装配生产线数学模型、重卡装配生产线的调度优化设计与装配车间3D仿真等, 内容由浅入深, 循序渐进, 理论结合实际, 实用性强, 是人工智能与制造技术深度融合的典型范例。 本书可供从事数字化设计与制造等领域研究的科研人员以及从事计算机集成制造的企业界科技工作者阅读, 也可作为高等院校机械工程、自动化及计算机应用等专业高年级本科生和研究生的参考用书。

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第1章　智能制造及智能化装配　/ 1 　1.1　智能制造及其关键技术　/ 2 　　　1.1.1　智能制造的背景与意义　/ 2 　　　1.1.2　智能制造的概念　/ 3 　　　1.1.3　智能制造的特征　/ 6 　　　1.1.4　智能制造的关键技术　/ 7 　1.2　智能化装配及其关键技术　/ 9 　　　1.2.1　智能化装配　/ 9 　　　1.2.2　智能装配规划　/ 13 　　　1.2.3　装配生产线调度优化　/ 18 第2章　智能化装配技术基础　/ 21 　2.1　装配技术基础　/ 22 　　　2.1.1　产品的可装配性　/ 22 　　　2.1.2　产品装配过程　/ 23 　　　2.1.3　产品装配组织形式　/ 26 　　　2.1.4　产品装配流程　/ 27 　　　2.1.5　装配连接方法　/ 31 　2.2　装配生产线设计基础　/ 36 　　　2.2.1　手工装配生产线节拍与工序设计　/ 36 　　　2.2.2　自动化装配生产线节拍与工序设计　/ 42 第3章　人工智能技术基础　/ 48 　3.1　知识工程　/ 49 　　　3.1.1　知识表示　/ 49 　　　3.1.2　知识建模　/ 59 　　　3.1.3　知识检索与推理　/ 65 　　　3.1.4　知识获取　/ 72 　3.2　神经网络　/ 75 　　　3.2.1　人工神经网络　/ 75 　　　3.2.2　BP神经网络　/ 79 　3.3　遗传算法　/ 87 　　　3.3.1　遗传算法中的基本概念　/ 87 　　　3.3.2　遗传编码算法　/ 88 　　　3.3.3　适应度函数　/ 89 　　　3.3.4　遗传操作　/ 90 　　　3.3.5　遗传算法的基本过程　/ 93 第4章　面向装配序列智能规划的时空语义知识建模与获取　/ 95 　4.1　产品时空语义知识建模　/ 96 　　　4.1.1　产品空间语义知识建模　/ 97 　　　4.1.2　产品时间语义知识建模　/ 99 　4.2　产品时空语义知识系统　/ 101 　　　4.2.1　产品空间语义知识本体模型　/ 101 　　　4.2.2　产品时间语义知识本体模型　/ 104 　　　4.2.3　产品时空语义知识系统　/ 104 　4.3　产品时空语义知识获取需求与来源　/ 106 　4.4　基于SolidWorks的产品时空语义知识提取技术　/ 114 　　　4.4.1　SolidWorks API对象　/ 114 　　　4.4.2　产品装配时空语义信息提取　/ 116 　　　4.4.3　产品时空语义知识的存储　/ 122 　4.5　基于CATIA的产品时空语义知识提取技术　/ 124 　　　4.5.1　CATIA Automation API对象　/ 124 　　　4.5.2　装配体时空语义信息提取方法　/ 125 　　　4.5.3　挖掘机装配体应用实例　/ 129 第5章　基于知识检索与规则推理的装配规划　/ 132 　5.1　系统框架设计　/ 133 　5.2　基于本体检索与推理的装配规划　/ 135 　　　5.2.1　时空工程语义知识检索　/ 136 　　　5.2.2　时空工程语义知识规则推理　/ 140 　　　5.2.3　产品装配序列智能规划　/ 147 　5.3　装配规划的评价及筛选　/ 150 　　　5.3.1　评价指标　/ 150 　　　5.3.2　单因素评价　/ 151 　　　5.3.3　模糊综合评价　/ 152 　5.4　直线电动机装配规划　/ 153 　　　5.4.1　直线电动机知识系统　/ 153 　　　5.4.2　子装配体装配序列规划　/ 156 　　　5.4.3　直线电动机装配序列规划　/ 162 　5.5　基于DELMIA的直线电动机装配序列规划仿真　/ 164 第6章　基于神经网络的装配规划　/ 166 　6.1　面向装配规划的装配模型　/ 167 　6.2　基于神经网络的装配规划　/ 169 　6.3　基于神经网络的装配规划仿真　/ 170 第7章　装配生产线数学模型及求解　/ 177 　7.1　生产调度理论　/ 178 　　　7.1.1　生产调度　/ 178 　　　7.1.2　车间调度问题　/ 179 　　　7.1.3　调度规则　/ 180 　7.2　重卡装配生产线设计及调度　/ 183 　　　7.2.1　重卡装配生产线设计　/ 184 　　　7.2.2　重卡装配生产线调度　/ 193 　7.3　重卡柔性装配生产线数学模型　/ 195 　7.4　基于遗传算法的生产调度优化　/ 198 　　　7.4.1　遗传算子的设计　/ 198 　　　7.4.2　基于Plant Simulation的遗传算法求解　/ 199 第8章　装配生产线调度仿真　/ 202 　8.1　仿真理论　/ 203 　　　8.1.1　仿真的概念　/ 203 　　　8.1.2　离散事件系统仿真步骤　/ 204 　8.2　数据的采集与处理　/ 205 　8.3　基于遗传算法的生产线调度优化仿真　/ 216 　8.4　装配车间的3D 仿真　/ 224 参考文献　/ 230