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| 內容簡介： |
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针对智能工厂设计仿真方面的技术难题以及我国工业软件“卡脖子”的问题，本书作者团队结合自身多年的研究成果，具体地分析了智能工厂设计仿真的基础理论和关键技术，同时对团队的研究成果进行了科学的分享和总结。本书的主要内容包括：智能工厂设计仿真概述、智能工厂知识库的构建、智能工厂3D组态建模与离散事件系统仿真、智能工厂任务的调度与优化技术、智能工厂的网络化技术、智能工厂的同步运行技术。本书既可作为智能工厂设计仿真技术研发人员和工程技术人员的参考书，也可作为高等院校智能制造相关专业本科生和研究生的教材。
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前言第1章智能工厂设计仿真概述1.1智能工厂发展综述1.1.1智能工厂的发展背景1.1.2智能工厂的国内外发展现状1.1.3智能工厂的发展趋势1.2智能工厂设计仿真技术介绍1.2.1智能工厂设计仿真技术的重要意义1.2.2智能工厂设计仿真技术的关键因素1.3国内外的智能工厂设计仿真软件介绍1.3.1西门子的智能工厂设计仿真软件1.3.2达索的智能工厂设计仿真软件1.3.3FlexSim的智能工厂设计仿真软件1.3.4国内的智能工厂设计仿真软件本章小结第2章智能工厂知识库的构建2.1智能工厂知识库概述2.2语义建模与知识库系统2.2.1语义建模的基本概念2.2.2本体建模的基本概念及相关理论2.2.3知识建模与知识库系统2.3智能工厂知识库的构建体系与标准2.3.1基础共性标准2.3.2数字基础设施标准2.3.3关键技术标准2.3.4应用与服务标准2.3.5运维与安全标准2.4智能工厂关键要素的分类方法与本体构建2.4.1资源需求分析2.4.2信息需求分析2.4.3智能工厂关键要素的本体构建2.5智能工厂知识库案例2.5.1本体模型构建2.5.2智能工厂布局本章小结第3章智能工厂3D组态建模与离散事件系统仿真3.13D组态建模与离散事件系统仿真技术概述3.2生产线关键要素的3D组态物化建模3.2.1模型组态快速建模3.2.2运动组态建模3.2.3事件组态建模3.2.4逻辑组态建模3.2.5多组态弱装配关系的构建3.3离散事件系统的仿真策略3.3.1事件调度法3.3.2活动扫描法3.3.3进程交互法3.3.4基于多仿真时钟的仿真策略3.4DEVS仿真算法及其扩展3.4.1面向虚拟车间的DEVS仿真算法3.4.2面向虚拟车间的DEVS仿真算法的扩展本章小结第4章智能工厂任务的调度与优化技术4.1智能工厂任务的调度与优化技术概述4.2智能工厂数字车间的结构与分布式执行控制4.2.1数字车间的结构4.2.2数字车间的分布式执行控制4.3智能工厂数字车间控制系统的执行流程4.3.1产前准备阶段4.3.2排产仿真阶段4.3.3加工生产阶段4.3.4分析评价阶段4.4数字车间的调度系统4.4.1数字车间的设备通信技术4.4.2基于ECode流程的建模技术4.4.3数字车间的排产调度过程与刀具约束4.4.4多智体数字车间调度系统的结构4.5数字车间的调度策略及其优化技术4.5.1数字车间调度问题的模型4.5.2车间调度模型的粒子群算法求解4.5.3车间调度模型的改进型遗传算法4.5.4基于改进型遗传算法的多智体静态调度策略4.5.5基于滚动窗口技术的多智体动态调度策略本章小结第5章智能工厂的网络化技术5.1智能工厂网络化概述5.2智能工厂的物联网体系5.2.1智能工厂设备资源的特点5.2.2智能工厂网络化加工系统的特点5.2.3智能工厂网络化加工系统的结构5.2.4智能工厂网络化应用的架构5.3智能工厂的大数据技术5.3.1智能工厂大数据的类型与特征5.3.2基于NC-Link的智能工厂大数据采集技术5.3.3智能工厂的大数据存储技术5.4指令域大数据技术及其智能化应用5.4.1指令域大数据的特征5.4.2指令域大数据的智能感知技术5.4.3基于指令域大数据实现的智能化应用本章小结第6章智能工厂的同步运行技术6.1数字孪生概述6.2基于物理空间的同步运行对象描述6.2.1智能生产线的基本对象6.2.2功能模型的构建6.2.3设备模型运动副6.3驱动数据的逻辑配置6.3.1构建数据通信网络6.3.2构建设备数据模型6.3.3数字空间的数据通信6.3.4控制信号配置6.4孪生模型的实时映射6.4.1孪生系统的虚实交互6.4.2数字孪生系统的运行原理6.4.3驱动数据的分类6.5面向加工过程的同步运行技术6.5.1建模方法6.5.2单元网格划分6.5.3动态建模本章小结参考文献
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| 內容試閱：
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随着我国制造业向数字化、网络化、智能化方向发展，我国也由“制造大国”向“制造强国”转变，智能制造成为当今制造业的主题。智能制造技术是深度融合了数字化技术、网络化技术、智能化技术的先进制造技术，是第四次工业革命的核心技术和核心推动力之一。智能工厂作为智能制造的重要载体，其设计仿真技术是我国重塑制造业技术体系、生产模式、生产要素与价值链的关键技术。在智能工厂设计仿真方面，我国起步较晚，基础较为薄弱。针对这一现状和我国工业软件“卡脖子”的问题，作者团队对智能工厂设计仿真技术的重点和难点深入展开研究。本书是作者团队在智能工厂设计仿真方向多年研究成果的系统性总结，具体地分析了智能工厂设计仿真的基础理论和关键技术，解释了智能工厂设计仿真软件的研制方法。本书是一本关于智能工厂设计仿真方法与技术的专业著作，具备一定的创新性和较强的应用价值，对我国智能工厂设计仿真工业软件的开发有很好的指导意义，可供智能工厂设计仿真技术研发人员和工程技术人员，以及高等院校智能制造相关专业本科生和研究生使用。本书共6章。第1章主要对智能工厂的发展背景，国内外发展现状、发展趋势，智能工厂设计仿真技术的重要意义和关键因素，国内外的智能工厂设计仿真软件进行介绍。第2章主要介绍智能工厂知识库构建的相关知识，包括语义建模、本体建模、知识建模、知识库系统的相关理论，智能工厂知识库的构建体系与标准，智能工厂关键要素的分类方法与本体构建，后还提供了本体模型构建和智能工厂布局案例。第3章通过分析智能工厂关键装备的模型、运动、事件、逻辑之间的关联关系，形成了关键装备的模型、运动、事件、逻辑等组态，并利用多组态融合技术实现了智能工厂关键装备的弱装配关系建模，还针对离散制造车间数字孪生虚拟实体行为模型缺乏统一描述与精确定义的难题，提出了一种基于VDEVS的行为模型描述方法。第4章主要对智能工厂任务的调度与优化技术进行了研究和探讨。通过对现有的车间在调度技术、排产技术、刀具约束等方面进行研究和改进，基于改进型遗传算法提出了多智体静态调度策略，有效提高了车间运作效率和排产效率，为智能工厂设计仿真软件的车间调度优化功能提供了理论依据。第5章通过对智能工厂网络化技术的研究和分析，对智能工厂网络化体系特点与结构的总结和归纳，以及对大数据传输和存储技术实现过程的分析，提出了基于指令域大数据的工艺参数优化技术框架和刀具状态监测技术框架，对制订和完善智能工厂的生产加工计划有着重要意义。第6章通过对智能工厂同步运行技术的研究和完善，实现了智能工厂指令域大数据的互联互通，并以此建立了智能工厂数字孪生同步运行模型，实现了智能工厂设计仿真软件的虚实同步、实时驱动、闭环反馈等重要功能。本书由刘怀兰、秦希青、杨建中、黄思、殷希彦、黄斌、周欢、冯冰艳、陈鹏等20位老师、工程师和研究生共同编写，具体分工如下：第1章由刘怀兰、于璟初编写，第2章由秦希青、殷希彦、周欢、陈鹏编写，第3章由杨建中、黄思、刘怀兰、吴浩天、岳鹏、姜峰、马宝瑞编写，第4章由黄斌、常远、黄思、解海亮编写，第5章由杨建中、冯冰艳、陈兴宇、王天正编写，第6章由刘怀兰、赵文杰、赵正龙编写。本书的出版得到了国家重点研发计划“网络协同制造和智能工厂”重点专项（项目编号2018YFB1701000）的资助，同时该专项有力支持了作者团队开发智能工厂设计仿真技术与软件工具，在此表示感谢。同时感谢东风设计研究院有限公司、华中科技大学、国家数控系统工程技术研究中心、佛山智能装备技术研究院、武汉华中数控股份有限公司对作者团队的大力支持。智能工厂设计仿真是一个综合性的研究方向，涉及的专业范围很广，限于作者团队的研究水平，书中难免有不足之处，希望读者批评指正，以便我们以后更好地完善与修订。
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