智能制造的系统工程技术

本书深入探讨了智能制造中的系统工程技术，介绍了相关模式和技术的概念解析、产生背景、发展历程、最新进展以及应用案例。 第1章介绍了智能制造新模式的发展，强调了智能制造系统的关键作用。第2章通过案例展示了系统工程在高度不确定和风险环境中的适应性和必要性。第3章总结了基于模型的系统工程方法论和建模技术的最新发展。第4章深入探讨了制造系统的生命周期管理。第5章汇总了系统架构与集成的理论方法和技术。第6章介绍了体系工程的相关方法，讨论了在复杂制造系统中的应用。第7章阐述了数字工程在智能制造中的角色及其创新推动力。第8章介绍了数学规划、应用随机模型和智能优化等定量模型和算法，以及在智能制造系统优化中的应用。 本书可作为机械工程、工业工程、管理科学与工程、信息工程等相关专业本科生及研究生的教学及参考用书，同时对智能制造领域的科研和管理人员也具有参考价值。

高等院校教师

前言 第1章概论1 11智能制造系统1 111制造与生产2 112制造系统与生产系统2 12生产系统的布局11 121生产系统布局概述11 122生产系统布局的典型形式12 123典型布局模式间的对比18 124作业空间布置20 125其他类型布局21 13制造模式23 131流水线生产23 132精益生产27 133柔性自动化与敏捷制造30 134工业40与智能制造新模式34 14智能制造：支持生产的信息系统36 141智能制造系统的演进37 142数字化研发40 143数字化车间43 144数字化工厂管理46 145数字化维修服务48 15总结49 16拓展阅读材料50 习题50 参考文献50 第2章高端装备中的系统工程52 21引言52 22复杂产品的定义与特点52 221复杂产品的定义53 222复杂产品的特点53 23系统工程的基本概念54 231系统工程的概览55 232系统工程的起源59 233系统工程的价值60 24复杂产品系统工程流程60 241技术流程61 242技术管理流程78 243协议流程86 244使能流程88 245剪裁流程94 25复杂产品系统工程实践案例分析95 251国际空间站系统工程实践案例95 252哈勃太空望远镜系统工程实践案例98 26总结103 27拓展阅读材料104 习题104 参考文献104 第3章基于模型的系统工程106 31引言106 32基于模型的系统工程的出现106 321系统复杂性的演进及特征107 322系统论的启示与困境109 323系统工程的新发展——基于模型的系统工程110 33基于模型的系统工程基本概念与原理114 331基本概念114 332基本原理119 34基于模型的系统工程方法论128 341方法论定义128 342主流方法论介绍128 343面向领域问题的方法论开发原理和方法132 35基于模型的系统工程建模技术137 351本体建模技术137 352系统建模技术139 353系统集成开发环境141 36总结143 37拓展阅读材料144 习题144 参考文献145 第4章产品生命周期管理148 41引言148 42生命周期概念149 421生命周期概念的产生与发展149 422生命周期有关概念的定义149 423典型生命周期模型151 43产品生命周期管理方法155 431生命周期阶段划分155 432概念阶段生命周期管理158 433开发阶段生命周期管理163 434生产阶段生命周期管理167 435使用和支持阶段生命周期管理168 436退役阶段生命周期管理168 44产品生命周期管理技术169 441产品数据管理170 442PLM技术框架175 443系统生命周期管理177 444PLM与相关技术177 45制造系统生命周期管理179 451制造系统生命周期179 452先进制造与生命周期管理技术180 46总结184 47拓展阅读材料184 习题185 参考文献185 第5章智能制造系统架构与集成187 51引言187 52智能制造系统架构与集成的价值187 521智能制造系统的组成特征188 522智能制造系统生命周期演进189 523基于模型的系统架构与集成190 53系统架构与集成理论方法191 531架构方法的发展192 532架构开发与决策方法195 533系统集成、验证与确认方法208 54基于模型的系统架构与集成技术212 541系统架构建模技术212 542基于模型的系统集成、验证与确认技术216 55智能制造参考架构221 551RAMI 40222 552NIST智能制造生态系统223 56总结223 57拓展阅读材料223 习题224 参考文献224 第6章智能制造与体系工程227 61引言227 62智能制造体系228 621体系228 622智能制造的体系特征230 623智能制造体系面临的挑战232 63体系工程定义233 64体系工程流程235 641体系生命周期模型235 642工程流程237 65体系工程相关方法与建模仿真技术243 651基于能力的规划方法243 652使命任务工程方法249 653体系工程中的博弈论方法255 654体系工程中的建模仿真技术257 66总结259 67拓展阅读材料260 习题260 参考文献260 第7章智能制造的数字工程262 71引言262 72数字工程概述262 721背景介绍262 722数字工程的定义265 723国际数字工程战略概述268 724国内数字工程相关指导文件273 73数字工程在智能制造中的角色274 731持久权威的真相源274 732数字工程支撑的智能制造系统277 733数字工程推动智能制造快速创新279 74数字工程的实际应用案例280 741无人水下航行器数字化工程案例研究281 742F35数字线索和先进制造实践案例282 743基于数字工程的生产制造智能化转型案例285 75数字工程的挑战和解决方案289 751数字工程面临的挑战289 752数字工程解决方案292 76总结295 77拓展阅读材料295 习题296 参考文献296 第8章智能制造系统优化298 81引言298 82数学规划298 821数学规划概述298 822线性规划299 823整数规划303 824非线性规划306 825动态规划307 83应用随机模型309 831离散时间马尔可夫模型309 832连续时间马尔可夫模型313 833广义马尔可夫模型316 834排队模型318 835最优设计及控制321 84智能优化323 841智能优化概述323 842典型智能优化算法325 843智能优化算法评估与设计328 85总结329 86拓展阅读材料329 习题330 参考文献332 后记：总结与展望333