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智能制造的本質(zhì)

作者：寧振波著
出版社：機(jī)械工業(yè)出版社出版時(shí)間：2021-10-01
開(kāi)本： 其他 頁(yè)數(shù)： 300
中 圖 價(jià):¥71.3(7.2折) 定價(jià)  ¥99.0 登錄后可看到會(huì)員價(jià)
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智能制造的本質(zhì) 版權(quán)信息

智能制造的本質(zhì) 本書(shū)特色

適讀人群 ：制造業(yè)管理及研究人員軟件化的工業(yè)技術(shù) 軟件定義的生產(chǎn)體系 生產(chǎn)關(guān)系的優(yōu)化和重構(gòu) 從源頭到本質(zhì)、從方法到實(shí)踐系統(tǒng)論述智能制造的本質(zhì) 中國(guó)工程院院士、華中科技大學(xué)原校長(zhǎng)李培根；中國(guó)科學(xué)院院士、生物物理研究所研究員陳潤(rùn)生；中國(guó)工程院院士、中國(guó)航天科工集團(tuán)科技委委員劉永才；中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司總經(jīng)理?xiàng)罱鸪；中?guó)工程院制造業(yè)研究室主任、國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略咨詢(xún)委員會(huì)委員屈賢明；華為公司董事、首席信息官陶景文；中國(guó)工程院戰(zhàn)略咨詢(xún)中心制造業(yè)研究室外聘專(zhuān)家、國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)化專(zhuān)家咨詢(xún)組副組長(zhǎng)董景辰；清華大學(xué)軟件學(xué)院院長(zhǎng)、教授王建民；哈爾濱工程大學(xué)黨委副書(shū)記、教授夏桂華；一汽解放集團(tuán)股份有限公司董事長(zhǎng)胡漢杰；中國(guó)航空研究院科技委主任孫俠生；北京聯(lián)訊動(dòng)力咨詢(xún)公司總經(jīng)理林雪萍傾情推薦

智能制造的本質(zhì) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書(shū)對(duì)智能制造的定義進(jìn)行了分級(jí)解讀。制造是工業(yè)體系，隸屬于自然科學(xué)領(lǐng)域；智能是人類(lèi)的特有屬性，隸屬于社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域。理解智能制造的本質(zhì)，首先要解剖這四個(gè)字！霸臁眱H僅是生產(chǎn)的概念；“制”則含有系統(tǒng)的思想，也是制度、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、方法；制造不同于生產(chǎn)。制造包含了產(chǎn)品策劃、概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)、批生產(chǎn)、交付及交付后的運(yùn)營(yíng)、維護(hù)維修，以及管理和決策的方方面面，制造包含生產(chǎn)。人工智能是把人類(lèi)已經(jīng)擁有的、常年積累的算法、方法和知識(shí)，轉(zhuǎn)變成軟件和模型，由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的過(guò)程。人類(lèi)通過(guò)工業(yè)革命積累了大量有關(guān)產(chǎn)品研制的設(shè)計(jì)知識(shí)、工藝知識(shí)、生產(chǎn)知識(shí)、設(shè)備維修知識(shí)、管理和決策知識(shí)等，而且這些知識(shí)經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證被證明是成熟的。人類(lèi)把這些知識(shí)轉(zhuǎn)變成工業(yè)軟件和數(shù)字化的產(chǎn)品模型，這些軟件和模型在計(jì)算機(jī)上的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字產(chǎn)品和物理產(chǎn)品更好的控制，對(duì)制造資源更優(yōu)化的配置，形成了全新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，這就是智能制造的本質(zhì)。

智能制造的本質(zhì) 目錄

自 序

**章 制造技術(shù)的發(fā)展、演化、進(jìn)步和變革

**節(jié) 秦始皇一統(tǒng)天下的秘密

第二節(jié) 蒸汽機(jī)：**次工業(yè)革命的基礎(chǔ)

第三節(jié) 電力和流水線：第二次工業(yè)革命的進(jìn)步

第四節(jié) 計(jì)算機(jī)與核能：第三次工業(yè)革命的起飛

第五節(jié) 走向智能：第四次工業(yè)革命的曙光

第二章 智能制造的本質(zhì)

**節(jié) 什么是智能制造

第二節(jié) 智能制造的體系和架構(gòu)

第三節(jié) 軟件化的工業(yè)技術(shù)

第四節(jié) 軟件定義的生產(chǎn)體系

第五節(jié) 生產(chǎn)關(guān)系的優(yōu)化和重構(gòu)

第三章 智能制造溯源之路

**節(jié) 深入認(rèn)識(shí)BOM和BOP

第二節(jié) 從數(shù)字化產(chǎn)品定義（DPD）開(kāi)始

第三節(jié) 嵌入式軟件是產(chǎn)品構(gòu)成

第四節(jié) 復(fù)雜產(chǎn)品的解耦與重構(gòu)

第五節(jié) 企業(yè)流程與持續(xù)優(yōu)化

第四章 打好基礎(chǔ)，落地生根

**節(jié) PLM：產(chǎn)品全壽命周期概覽

第二節(jié) 數(shù)字化：從工程研制階段開(kāi)始

第三節(jié) 上甘嶺：從數(shù)字樣機(jī)到MBD

第四節(jié) 提性能：用數(shù)字仿真指導(dǎo)試驗(yàn)

第五節(jié) 制產(chǎn)品：企業(yè)的MBD 戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型

第六節(jié) 保運(yùn)行：從MBD到IETM再到MRO

第五章 理清概念，輕裝前行

**節(jié) 模型及其演變過(guò)程

第二節(jié) 從CPS（賽博物理系統(tǒng)）到HCPS

第三節(jié) 數(shù)字孿生的過(guò)去與未來(lái)

第四節(jié) 數(shù)字化主線串起制造產(chǎn)品的整個(gè)流程

第五節(jié) “兩化融合”“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“智能制造”

附錄

飛機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展和展望

飛機(jī)研發(fā)全壽命周期簡(jiǎn)述

飛機(jī)設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程

先進(jìn)飛機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展

結(jié)束語(yǔ)

專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)表

后記

參考文獻(xiàn)


展開(kāi)全部

智能制造的本質(zhì) 節(jié)選

智能制造是國(guó)際公認(rèn)的實(shí)現(xiàn)工業(yè)體系轉(zhuǎn)型升級(jí)的新一代工業(yè)技術(shù)，能夠從根本上提升我國(guó)復(fù)雜產(chǎn)品的創(chuàng)新能力和研制水平，因此正確理解、全面認(rèn)識(shí)智能制造，對(duì)我國(guó)制造業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極其重大的現(xiàn)實(shí)意義和歷史意義。 現(xiàn)代工業(yè)體系可以分為39 個(gè)工業(yè)大類(lèi)、151 個(gè)中類(lèi)、525 個(gè)小類(lèi)。中國(guó)是世界上唯一全部工業(yè)門(mén)類(lèi)齊全的國(guó)家。但是，由于中國(guó)與**次、第二次以及第三次工業(yè)革命的黃金時(shí)期失之交臂，使許多高端技術(shù)都掌握在西方國(guó)家手里，中國(guó)制造“大而不強(qiáng)”。第四次工業(yè)革命給了我們絕佳的機(jī)會(huì)，中國(guó)**次可以和發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀踉谕粭l起跑線上起跑。我國(guó)制造強(qiáng)國(guó)的國(guó)策就是以?xún)苫疃热诤蠟橹骶，以智能制造為突破口。但是我國(guó)智能制造所存在的問(wèn)題，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是“缺芯少魂”：集成電路芯片是“芯”，工業(yè)軟件是“魂”。不能掌握核心技術(shù)，沒(méi)有自己的集成電路和工業(yè)軟件，我國(guó)的智能制造是難以實(shí)現(xiàn)的。 在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間里，許多人錯(cuò)誤地認(rèn)為智能制造就是自動(dòng)化的生產(chǎn)方式。認(rèn)為機(jī)器人換人、無(wú)人工廠、黑燈工廠就是智能制造的“代表”。實(shí)際上，這是對(duì)智能制造非常片面的認(rèn)知：機(jī)器人換人，解決的是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的手工勞動(dòng)問(wèn)題；無(wú)人工廠、黑燈工廠解決的是生產(chǎn)線的人工控制問(wèn)題。類(lèi)似的，無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)、無(wú)人物流也不能代表智能制造。 自動(dòng)化設(shè)備在得到手動(dòng)或自動(dòng)輸入的控制指令后，通過(guò)系統(tǒng)閉環(huán)，根據(jù)傳感器所獲取的反饋信號(hào)，就可以依照人的意愿自動(dòng)執(zhí)行一系列任務(wù)。在整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，*重要的依舊是控制端。它離不開(kāi)人的控制，什么時(shí)候開(kāi)始、什么時(shí)候結(jié)束，都需要由人來(lái)決定。自動(dòng)化系統(tǒng)可以替代人完成繁重的體力勞動(dòng)，甚至輔助人完成一些簡(jiǎn)單的腦力勞動(dòng)，但終究無(wú)法替代人做出*終的決策。也就是說(shuō)，無(wú)論是機(jī)器人換人、黑燈工廠還是無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)，都是在工作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化，并不是真正地實(shí)現(xiàn)了智能制造。要說(shuō)清楚智能制造是什么，我們就必須從源頭講起。 什么是制造 要正確理解智能制造，首先必須理解什么是“制造”。制造，包含了“制”與“造”兩層含義！霸臁毕鄬(duì)比較簡(jiǎn)單，就是生產(chǎn)。但制造不僅是生產(chǎn)，首先“制”在英文中有“系統(tǒng)”的含義，在中文釋義中，也包含有制度、方法、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等意思。由于“制”的含義非常廣泛，宏觀的“制造”包括產(chǎn)品策劃、方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)交付、運(yùn)行、維護(hù)維修、管理、決策等重要環(huán)節(jié)和復(fù)雜管理體系。 改革開(kāi)放初期，我國(guó)浙江、江蘇、福建和廣東沿海涌現(xiàn)出大量的“三來(lái)”加工，它們使用國(guó)外的設(shè)備、國(guó)外的原材料、國(guó)外的圖紙和工藝進(jìn)行產(chǎn)品加工，*后再銷(xiāo)往國(guó)外。這里所說(shuō)的“三來(lái)”加工，就是代生產(chǎn)，或者叫轉(zhuǎn)包生產(chǎn)。在“三來(lái)”加工過(guò)程中，從原材料的采購(gòu)、入庫(kù)、出庫(kù)、運(yùn)輸，到工人根據(jù)圖紙和工藝手冊(cè)操作相關(guān)的設(shè)備，把原材料加工成滿足需求的各類(lèi)產(chǎn)品，這個(gè)完整的過(guò)程都根據(jù)國(guó)外已經(jīng)規(guī)定好的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，所以只能稱(chēng)之為“造”，并不是嚴(yán)格意義上的“制造”。 制造并不等同于生產(chǎn)，兩者不能混為一談。生產(chǎn)僅僅解決產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的具體問(wèn)題，而制造涉及產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)還涉及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的管理、產(chǎn)品的交付，以及交付之后的維護(hù)、維修和運(yùn)行。除了產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、交付及服務(wù)，企業(yè)的運(yùn)行也必須符合整個(gè)制造體系。 企業(yè)非常復(fù)雜，一個(gè)工業(yè)企業(yè)包括產(chǎn)品供銷(xiāo)、財(cái)務(wù)管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)管理等一系列流程。我國(guó)制造業(yè)大而不強(qiáng)，根本問(wèn)題就出在研發(fā)能力不足上。而研發(fā)能力歸根結(jié)底就是創(chuàng)新能力。 “智能”是什么 《三體智能革命》和《機(jī)·智》這兩本書(shū)描述了人類(lèi)智能、機(jī)器智能、人工智能。智能制造就是為傳統(tǒng)的制造賦予智能，這里的“智能”就是指“人工智能”。傳統(tǒng)的人工智能，通俗地講就是將專(zhuān)家學(xué)者的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、方法等驗(yàn)證無(wú)誤的內(nèi)容編譯成軟件，由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的過(guò)程，也就是說(shuō)人工智能是把人的知識(shí)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)的知識(shí)。計(jì)算機(jī)支持軟件運(yùn)行，生成模型，完成工業(yè)產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、運(yùn)行、綜合管理等復(fù)雜過(guò)程。 研發(fā)是產(chǎn)品創(chuàng)新的源泉，制造業(yè)過(guò)去是基于實(shí)物制造，也就是愛(ài)迪生的試錯(cuò)法，而今后的制造，實(shí)際上是在千百年來(lái)人類(lèi)大量知識(shí)積累的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的“智能制造”。如果沒(méi)有實(shí)物產(chǎn)品制造的知識(shí)，就沒(méi)有產(chǎn)品知識(shí)、工業(yè)知識(shí)、設(shè)計(jì)知識(shí)、工藝知識(shí)、生產(chǎn)制造知識(shí)、設(shè)備維護(hù)維修知識(shí)、管理知識(shí)和銷(xiāo)售服務(wù)知識(shí)等，我們把人類(lèi)經(jīng)反復(fù)驗(yàn)證后成熟的知識(shí)編制成工業(yè)軟件，由計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行，這就是智能制造。 探討知識(shí)管理和知識(shí)工程，我們需要學(xué)習(xí)西方提出的DIKW（D 即數(shù)據(jù)Data；I 即信息information；K 即知識(shí)knowledge；W 即智慧wisdom 或智能intelligence）模型，我的解讀就是：把數(shù)據(jù)采集出來(lái)、提煉形成信息，信息關(guān)聯(lián)起來(lái)形成知識(shí)，再優(yōu)化迭代成了知識(shí)體系，知識(shí)升華就會(huì)產(chǎn)生智慧和智能（圖2-2）。在智能制造體系建立過(guò)程中，工業(yè)軟件是必不可少的一部分，是工業(yè)識(shí)的結(jié)晶！惰T魂：軟件定義制造》（機(jī)械工業(yè)出版社，2020 年）就是從工業(yè)體系著手認(rèn)識(shí)工業(yè)和工業(yè)軟件的一本書(shū)。 所有的產(chǎn)品創(chuàng)新，首先是研發(fā)，然后才是生產(chǎn)，這是一個(gè)復(fù)合性的過(guò)程。生產(chǎn)能力必須要提高，才能夠按照產(chǎn)品研發(fā)的思路，制造出符合研發(fā)過(guò)程所制定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。這樣才能形成一個(gè)完善的工業(yè)體系。 按照管理學(xué)的理論：企業(yè)可分為三層架構(gòu)，**層是決策層，第二層是管理層，第三層是執(zhí)行層。一個(gè)工業(yè)企業(yè)，它的智能體現(xiàn)在決策層和管理層，而不是執(zhí)行層。企業(yè)的執(zhí)行層，包括庫(kù)存、物流配送以及生產(chǎn)線在內(nèi)，即便使用大量的機(jī)器人、數(shù)據(jù)采集分析設(shè)備，仍然屬于自動(dòng)化范疇，而非智能化范疇。 術(shù)語(yǔ)的解讀非常重要，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的基礎(chǔ)都是集成電路和軟件。首先我們要有大量的傳感器來(lái)做狀態(tài)感知的工作，采集的天量工業(yè)大數(shù)據(jù)通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)傳遞到云平臺(tái)上做實(shí)時(shí)分析，實(shí)時(shí)分析的數(shù)據(jù)結(jié)果再通過(guò)由人的大腦和計(jì)算機(jī)相結(jié)合產(chǎn)生的人工智能做出決策，然后反饋到一線的執(zhí)行層以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)執(zhí)行。2016 年5 月17 號(hào)，中國(guó)工程院周濟(jì)院長(zhǎng)親自主持了《三體智能革命》的院士和專(zhuān)家技術(shù)研討會(huì)，其核心就2016 年我們撰寫(xiě)的《三體智能革命》中提到的智能制造的16 字箴言：“狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行”。 ......

智能制造的本質(zhì) 作者簡(jiǎn)介

寧振波 研究員，中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)信息技術(shù)中心原首席顧問(wèn)，工信部首批兩化融合專(zhuān)家，國(guó)家復(fù)雜產(chǎn)品智能制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，曾任航空工業(yè)西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所研究室主任、航空工業(yè)301研究所副總工程師、金航數(shù)碼科技有限責(zé)任公司副總經(jīng)理、西北工業(yè)大學(xué)兼職教授，2019年出任中國(guó)船舶獨(dú)立董事。 多年來(lái)?yè)?dān)任多個(gè)行業(yè)和企事業(yè)單位外聘專(zhuān)家，參與CCTV多個(gè)工業(yè)制造的電視片制作專(zhuān)訪欄目。參加多型飛機(jī)研制，多次獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)，榮立多級(jí)別的一、二、三等功十余次。 2002年參與飛機(jī)制造業(yè)數(shù)字化工程并編制八冊(cè)數(shù)百萬(wàn)字系列叢書(shū)。近15年來(lái)，發(fā)表有關(guān)制造業(yè)數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、管理以及智能制造的學(xué)論文數(shù)百篇，被國(guó)家圖書(shū)館收錄多篇。2017年參與編寫(xiě)中國(guó)工程院周濟(jì)院長(zhǎng)主持的《中國(guó)智能制造發(fā)展戰(zhàn)略研究》。著作有：《三體智能革命》（2016年）、《智能制造術(shù)語(yǔ)解讀》（2018年）、《鑄·魂：軟件定義制造》（2020年）。2004年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，2019年12月12日在人民大會(huì)堂獲“2019第15屆光華龍騰獎(jiǎng)·中國(guó)設(shè)計(jì)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆轮袊?guó)成立70年·中國(guó)設(shè)計(jì)70人”。

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