智能制造系统建模与优化(智能制造系列教材教育部高等学校机械类专业教学指导委员会推

本书针对离散制造系统 的智能化需求，以产品制造 全生命周期为视角，探讨了 切削加工、工艺规划、车间 调度、生产计划等方面内容 ，阐述了进化算法等人工智 能技术在制造系统建模与优 化中的应用。本书突出基本 理论与研究案例相结合。在 基本理论部分，系统地介绍 了离散制造系统建模的基础 知识，包括切削过程优化、 智能工艺规划、车间作业调 度、生产计划制订的建模理 论及经典模型。在工程案例 部分，描述了三个实际工程 应用案例，分别涉及智能柔 性生产解决方案、智能化生 产调度优化系统及智能化装 调车间系统，旨在具体说明 智能制造系统的应用方法和 实践效果。每一章均附有典 型研究案例，部分章节附有 求解相应案例的代码或程序 ，力图较为清晰地说明离散 制造系统智能化的方法和手 段，有助于读者更好地理解 和掌握该章涉及的基本理论 和基础知识。 本书可作为高等院校智 能制造工程、机械工程、工 业工程等相关专业的核心教 材，也可供从事智能制造研 究与开发的工程技术人员参 考。

第1章 制造系统概述 1.1 制造与制造系统 1.2 典型制造系统 1.2.1 离散型/流程型制造系统 1.2.2 单元/车间/企业级制造系统 1.2.3 自动化制造系统 1.2.4 柔性制造系统 1.2.5 现代集成制造系统 1.2.6 智能制造系统 习题 第2章 切削加工建模与智能优化 2.1 切削参数优化建模 2.1.1 优化目标 2.1.2 切削参数优化的边界约束条件 2.2 切削参数敏感性分析及优化 2.2.1 田口法 2.2.2 基于田口法的表面粗糙度切削敏感性分析和优化 2.2.3 最优切削参数预测 2.3 基于灰度关联法的多目标切削参数优化 2.3.1 灰度关联分析法 2.3.2 基于灰度关联法的切削参数优化 2.4 切削力理论建模与计算 习题 附录 第3章 工艺规划建模与智能优化 3.1 工艺规划问题概述 3.2 工艺规划问题建模 3.2.1 工艺知识表达方法 3.2.2 工艺约束 3.2.3 优化目标函数 3.3 基于遗传算法的工艺规划方法 3.3.1 遗传算法 3.3.2 基因编码 3.3.3 种群初始化 3.3.4 适应度函数 3.3.5 复制、交叉、变异 3.4 改进的工艺规划问题建模 3.4.1 改进的工艺知识表达方法 3.4.2 改进的工艺约束 3.4.3 改进的优化目标函数 3.5 基于蚁群算法的工艺规划方法 3.5.1 蚁群算法 3.5.2 加权有向图 3.5.3 基于蚁群算法的工艺规划方法 3.6 工艺规划问题典型案例分析 习题 附录3-1 附录3-2 附录3-3 附录3-4 第4章 车间调度建模与智能优化 4.1 生产调度问题 4.1.1 典型调度问题 4.1.2 调度问题的研究方法 4.2 柔性作业车间调度问题 4.2.1 柔性作业车间调度问题建模 4.2.2 优化目标函数 4.2.3 柔性作业车间调度方案表达方法 4.3 利用遗传算法求解柔性作业车间调度问题 4.3.1 基因编码 4.3.2 种群初始化 4.3.3 适应度函数 4.3.4 遗传操作 4.3.5 基因解码 4.3.6 典型案例分析 习题 附录4-1 附录4-2 附录4-3 附录4-4 第5章 工艺规划与车间调度智能集成 5.1 工艺规划与车间调度集成问题建模 5.2 利用遗传算法求解工艺规划与车间调度集成问题 5.2.1 基因编码 5.2.2 种群初始化 5.2.3 复制、交叉和变异 5.2.4 适应度函数 5.3 利用蚁群算法求解工艺规划与车间调度集成问题 5.3.1 加权有向图 5.3.2 两段式的蚁群算法求解IPPS问题 习题 附录5-1 附录5-2 第6章 生产计划与智能排产 6.1 主生产计划 6.1.1 主生产计划对象 6.1.2 主生产计划方式 6.1.3 主生产计划逻辑模型 6.1.4 主生产计划编制 6.1.5 粗能力需求计划 6.2 物料需求计划 6.2.1 MRP处理过程 6.2.2 MRP编制案例 6.2.3 MRP系统的运行方式 6.3 能力需求计划 6.3.1 生产排产方法 6.3.2 CRP编制 习题 第7章 工程案例概述 7.1 案例1：智能柔性生产解决方案 7.1.1 企业简介 7.1.2 案例背景 7.1.3 实施路径 7.1.4 使用方法 7.1.5 实施成效 7.2 案例2：航天设备机加工车间调度 7.2.1 案例背景 7.2.2 车间概况 7.2.3 工艺分析 7.2.4 软件介绍 7.3 案例3：精密电子装备车间调度 7.3.1 案例背景 7.3.2 案例介绍 7.3.3 智能生产线调度软件系统 参考文献