智能运维与健康管理

本书是在《中国制造2025》计划的指导下与中国科协智能制造学会联合体推进《智能制造领域人才培养方案》的背景下，在机械工程学会的组织下编写的｡本书面向高端装备全寿命周期安全运行的工程需求，重点讲解了故障机理分析、早期故障预示、智能维护与健康管理的基本原理、实现方法和关键技术，介绍了数控装备、石化、船舶、高铁以及航天航空等重要领域智能运维与健康管理的典型应用，旨在培养学生具有智能运维与健康管理的基本知识以及系统思维能力、项目管理能力和跨学科智能制造的沟通能力｡本书结合了作者团队在复杂高端装备故障诊断与健康管理方面累积的几十年研究成果与*新研究进展，在多个典型行业应用经验的基础上，深入浅出且系统性地讲解了智能运维与健康管理的基础知识与关键技术｡本书可作为高等院校相关专业高年级本科生和研究生的专业教材与参考书，也可供从事相关行业高端装备安全、健康管理与故障诊断等方向的科学研究与工程技术人员参考｡

前言
基础知识篇
第1章绪论2
1.1引言2
1.2机械状态监测与故障诊断6
1.3智能运维与健康管理14
1.4本书培养目标与“新工科”计划、高等工程教育专业认证的关系24
本章小结26
参考文献26
第2章典型故障机理分析方法28
2.1重大装备典型故障29
2.2故障机理分析的动力学基础35
2.3典型故障动力学分析及实例41
本章小结51
思考题与习题51
参考文献51
第3章基于特征提取的故障诊断53
3.1特征提取技术概述54
3.2故障诊断内积匹配诊断原理55
3.3基于小波的特征提取方法60
3.4基于小波的稀疏特征提取71
本章小结80
思考题与习题80
参考文献81
第4章大数据驱动的智能故障诊断83
4.1工业大数据概述84
4.2工业大数据质量改善89
4.3大数据健康监测92
4.4大数据智能诊断97
4.5大数据驱动的健康管理案例103
本章小结108
思考题与习题108
参考文献109
第5章融入新一代人工智能的智能运维111
5.1新一代人工智能概述112
5.2深度神经网络113
5.3迁移学习124
5.4深度迁移学习及其特征挖掘128
本章小结133
思考题与习题134
参考文献134
第6章设备安全智能监控137
6.1设备工程精益管理138
6.2设备安全智能检测监控146
6.3典型行业的智能运维应用158
本章小结159
思考题与习题160
参考文献160
工程应用篇
第7章加工过程智能运维162
7.1加工过程智能运维概述162
7.2加工过程智能运维系统架构162
7.3加工过程智能运维关键技术174
7.4加工过程智能运维系统实施典型
案例189
本章小结198
思考题与习题198
参考文献198
第8章石化装备智能运维200
8.1石化装备智能运维概述200
8.2石化装备智能运维系统架构201
8.3石化装备智能运维关键技术203
8.4石化装备智能运维应用实例225
本章小结232
思考题与习题232
参考文献232
第9章船舶智能运维与健康管理233
9.1智慧船舶概述233
9.2船舶智能运维与健康管理系统架构234
9.3船舶智能运维与健康管理关键技术及应用案例238
9.4全球智慧船舶系统243
本章小结251
思考题与习题251
参考文献251
第10章高铁故障预测与健康管理252
10.1高铁故障预测与健康管理概述252
10.2系统架构253
10.3牵引电动机故障诊断与健康管理关键技术257
10.4牵引电动机故障诊断与健康管理的系统实现264
本章小结274
思考题与习题275
参考文献275
第11章航天航空健康管理276
11.1航天航空健康管理概述276
11.2空天发动机健康管理277
11.3直升机健康管理287
11.4民用客机故障预测与健康管理系统294
本章小结310
思考题与习题310
参考文献310