图解智能制造

本书从技术角度出发介绍智能制造提出的原因和发展的目标。全书共分六章：第1章介绍制造业发展的脉络，概述智能制造的图景；第2章介绍发展智能制造的驱动力，包括绿色制造和消费者的个性化定制需求；第3章介绍智能工厂建设的基础与框架，智能工厂是先进制造的实施者，其发展需要坚实的基础，包括先进的制造技术和先进的管理理念；第4章介绍信息物理系统，它是智能制造的核心技术，是利用新一代信息技术提升制造水平的必经之路；第5章介绍物联网、大数据、机器学习等关键共性技术，说明这些技术为什么能够在智能制造中发挥作用；第6章介绍智能制造的信息安全技术，保证信息安全就是保证企业的资产安全。 本书适宜从事制造业相关工作的技术人员参考。

李阳，工学博士，毕业于西北工业大学机械设计及理论专业，现就职于重庆城市职业学院。致力于人工智能在机械加工过程中的应用研究，具备全面的制造工艺技术背景，已有多年\"智能制造导论\"教学经验。有丰富的企业信息系统数据安全维护经验，著有《智能制造系统数据访问控制技术》，曾参与国家863项目。 段正勇，工学博士，高级工程师，现就职于于重庆文理学院，硕士生导师。专长于高加速度冲击激励与试验技术，兼顾石油钻采设备、机械创新设计与分析等，发表研究论文40余篇，曾参与国家 863 项目、重大专项子课题。长期担任测控技术、信号处理、故障诊断等课程教学。 崔平平，长年专注于机电一体化系统设计，现就职于重庆城市职业学院。有多年企业工作经历，曾参与智能制造产线设计和维护，对智能制造有全面的认识和深入理解。已有多年运动控制、生产线方案设计等课程教学经验。

绪论１ 第1章 制造技术的发展路线9 1.1 工业革命　10 1.2 智能制造的赋能技术　21 1.3 制造的环节　24 1.3.1 智能设计　25 1.3.2 智能生产　27 1.3.3 智能供应链　32 1.3.4 智能服务　35 参考文献　36 第2章　发展智能制造的驱动力38 2.1 追求利润　39 2.1.1 改善QCD　39 2.1.2 推进智能制造　41 2.2 绿色制造　42 2.2.1 绿色制造的含义　42 2.2.2 绿色制造的紧迫性　43 2.2.3 智能化赋能绿色化　44 2.3 个性化定制　47 2.3.1 制造模式的演化　47 2.3.2 个性化定制的定义　50 2.3.3 个性化定制的实施途径　53 2.3.4 个性化定制案例　63 参考文献　67 第3章 智能工厂69 3.1 智能工厂的目标　71 3.2 智能工厂规划的基础　73 3.2.1　工艺分析　73 3.2.2 精益生产　75 3.2.3 信息化管理　80 3.3 智能工厂模型　83 3.3.1 管理层　86 3.3.2 计划层　86 3.3.3 控制层　90 3.3.4 现场层　94 3.4 系统集成　99 参考文献　101 第4章 智能制造的技术核心102 4.1 CPS发展简史　103 4.1.1 控制论　104 4.1.2 嵌入式系统　105 4.1.3 CPS的提出　108 4.2 CPS的技术构想　109 4.2.1 数据感知　110 4.2.2 数据处理　111 4.2.3 分析认知　116 4.2.4 决策控制　116 4.3 信息物理生产系统（CPPS）　120 4.4 CPPS的应用案例　122 4.4.1 搅拌摩擦焊简介　123 4.4.2 搅拌摩擦焊CPPS的搭建　124 4.4.3 搅拌摩擦焊CPPS的控制效果　126 参考文献　128 第5章 智能制造的关键共性技术129 5.1 传感器　130 5.1.1 传感器简介　130 5.1.2 工业生产中传感器的作用　132 5.1.3 多传感器信息融合　133 5.2　物联网　135 5.2.1 物联网的重要性　136 5.2.2 IPv6　137 5.2.3 RFID　139 5.2.4 5G通信　140 5.3 大数据　143 5.3.1 什么是大数据　143 5.3.2 大数据的特征　144 5.3.3 大数据视角转变　146 5.3.4 大数据处理过程　152 5.4 云计算与边缘计算　157 5.4.1 云计算　157 5.4.2 边缘计算　164 5.5 人工智能　166 5.5.1 人工智能的基本思想　167 5.5.2 机器学习　170 5.5.3 深度学习　174 参考文献　179 第6章 智能制造的信息安全180 6.1 智能制造系统的安全需求　182 6.1.1　典型安全威胁　182 6.1.2 基本安全需求　185 6.1.3 网络系统的安全服务　185 6.2 访问控制模型简介　188 6.2.1 自主访问控制　190 6.2.2 强制访问控制　190 6.2.3 基于角色的访问控制　192 6.2.4 基于属性的访问控制　193 6.2.5 基于权能的访问控制　194 6.3 智能制造系统数据访问架构　195 6.4 智能制造系统的访问控制需求　198 6.5 访问控制的实施　201 6.5.1 发布-订阅模式　201 6.5.2 谷歌云平台的访问控制　203 6.5.3 虚拟对象的访问控制　210 参考文献　214