本書以新一代智能制造理念為起點，介紹了新一代信息技術(shù)對傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)的支持、滲透、沖擊和融合，包括制造范式和制造模式的變革、制造系統(tǒng)的發(fā)展、產(chǎn)品服務方式和商業(yè)模式的演變；探討了人機物共融制造模式、人機物共融的智能制造機理和人機物協(xié)同感知、認知和決策過程模型；提出了有色金屬工業(yè)人機物共融制造模式和人機物共融的智能制造系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，給出了基于知識圖譜的人機物融合框架以及基于信息物理系統(tǒng)的人機物協(xié)同決策框架；探討了支持產(chǎn)供銷一體化計劃、主工藝跨層域優(yōu)化控制、關(guān)鍵裝備預測性維護與調(diào)度生產(chǎn)聯(lián)合優(yōu)化的人機物協(xié)同決策過程模型；搭建了基于人機物共融制造模式的智能網(wǎng)絡協(xié)同制造平臺并提供驗證案例。
本書可供自動化、機械工程、管理工程、計算機等領(lǐng)域的管理人員、技術(shù)人員參考，也可作為以上領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)高年級本科生和研究生的選修教材。
第1章 從傳統(tǒng)制造到人機物共融制造 001
1.1 概述 002
1.1.1 制造業(yè)的發(fā)展 002
1.1.2 制造業(yè)生產(chǎn)類型的劃分 004
1.1.3 有色金屬工業(yè)的發(fā)展狀況 013
1.1.4 人機物共融制造模式 014
1.2 本書的內(nèi)容安排 016
第2章 人機物共融制造模式的產(chǎn)生 019
2.1 制造范式和制造模式的演變 020
2.1.1 制造范式的演變過程 020
2.1.2 制造模式模型 027
2.1.3 人機物共融制造模式的形成 028
2.2 人機物共融智能制造系統(tǒng)的產(chǎn)生 036
2.2.1 機械化和電氣化時代的制造系統(tǒng) 037
2.2.2 信息化時代的智能制造系統(tǒng) 039
2.2.3 數(shù)字經(jīng)濟時代的智能制造系統(tǒng) 042
2.3 產(chǎn)品服務系統(tǒng)的演變 051
2.3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化 051
2.3.2 產(chǎn)品服務系統(tǒng)平臺 055
2.4 持續(xù)的商業(yè)模式創(chuàng)新 060
2.4.1 商業(yè)模式概念 060
2.4.2 商業(yè)模式變革 061
第3章 人機物共融制造模式 065
3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心理念和技術(shù) 066
3.1.1 系統(tǒng)建模與仿真 066
3.1.2 大數(shù)據(jù)分析建模 069
3.1.3 信息融合技術(shù) 074
3.2 工業(yè)4.0 的核心理念和技術(shù) 081
3.2.1 數(shù)字孿生 081
3.2.2 數(shù)字主線 088
3.2.3 信息物理系統(tǒng) 089
3.3 人機物共融智能理論 091
3.3.1 人機融合智能理論 091
3.3.2 人機物共融系統(tǒng) 094
3.4 人機物共融制造模式及機理 098
3.4.1 人機物共融制造模式模型 098
3.4.2 人機物共融的智能制造機理 099
3.4.3 人機物協(xié)同感知、認知和決策 101
第4章 有色金屬工業(yè)人機物共融制造系統(tǒng) 105
4.1 有色金屬工業(yè)智能制造的需求 106
4.1.1 行業(yè)挑戰(zhàn)及發(fā)展方向 106
4.1.2 傳統(tǒng)信息系統(tǒng)構(gòu)成 108
4.2 有色金屬工業(yè)人機物共融的智能制造系統(tǒng) 112
4.2.1 有色金屬工業(yè)人機物共融的智能制造系統(tǒng)架構(gòu) 113
4.2.2 基于知識圖譜的人機物融合框架 118
4.2.3 基于信息物理系統(tǒng)的人機物協(xié)同決策模型 123
4.2.4 基于多種用戶界面的人機物交互模式與接口 134
4.3 可持續(xù)商業(yè)模式創(chuàng)新 138
4.3.1 商業(yè)模式變革的概念框架 138
4.3.2 可持續(xù)商業(yè)模式變革 139
4.4 產(chǎn)品服務系統(tǒng) 140
第5章 有色金屬工業(yè)人機物協(xié)同決策模型 143
5.1 產(chǎn)供銷一體化計劃運營決策 145
5.1.1 有色金屬產(chǎn)品和原料價格預測方法 147
5.1.2 原料采購計劃優(yōu)化 152
5.1.3 訂單延遲預測模型 153
5.1.4 供應鏈仿真模型 156
5.2 關(guān)鍵工序跨層域優(yōu)化控制 159
5.2.1 銅熔煉工藝過程機理模型 160
5.2.2 閃速爐熔煉過程機理和預測模型 170
5.2.3 各裝備及關(guān)鍵設備狀態(tài)監(jiān)測模型 173
5.2.4 熔煉過程的優(yōu)化控制模型 176
5.3 調(diào)度生產(chǎn)預測性運營與優(yōu)化 178
5.3.1 多爐協(xié)同作業(yè)優(yōu)化模型 179
5.3.2 關(guān)鍵設備預測性維護模型 186
5.3.3 維護調(diào)度優(yōu)化模型 194
第6章 智能網(wǎng)絡協(xié)同制造系統(tǒng)應用 199
6.1 智能網(wǎng)絡協(xié)同制造系統(tǒng)建設背景 200
6.1.1 有色金屬工業(yè)智能網(wǎng)絡協(xié)同制造系統(tǒng)平臺的建設需求 200
6.1.2 系統(tǒng)建設內(nèi)容 200
6.1.3 系統(tǒng)建設路線 204
6.2 人機物共融的智能網(wǎng)絡協(xié)同制造平臺體系架構(gòu) 209
6.2.1 智能網(wǎng)絡協(xié)同平臺體系架構(gòu) 209
6.2.2 設備/ 工序/ 車間數(shù)字孿生模型 214
6.2.3 數(shù)據(jù)互聯(lián)/ 服務共享/ 流程管理的跨域集成框架 223
6.3 基于HCPS 的業(yè)務協(xié)同決策支持系統(tǒng) 233
6.3.1 產(chǎn)供銷一體化計劃 234
6.3.2 主工藝跨層域優(yōu)化控制 254
6.3.3 設備智能維護與調(diào)度聯(lián)合優(yōu)化決策 261
6.4 平臺支持技術(shù) 264
6.4.1 門戶管理 264
6.4.2 后臺管理 264
參考文獻 265
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