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内容大纲
针对第四次工业革命背景下个性化定制对生产线设计和运行提出的挑战，本书介绍了如何通过信息物理融合技术实现对个性化定制智能生产线的设计和运行管控。本书提出了基于信息物理组件的个性化定制智能生产线设计运行框架，论述了个性化定制智能生产线中信息物理组件的多粒度、多视角（结构-功能-行为）建模方法，提出了生产线级和设备级组件行为的形式化建模理论；针对“即插即生产”运行，在不同种类、不同协议资源的无缝接入方面，给出了资源适配器的设计方法；在个性化定制产品组件自主、无缝接入方面，给出了产品适配器的设计方法；为了实现组件的接入、管理，构建了组件集成制造中间件，采用云原生技术实现组件的持续集成和持续部署；通过作者团队所构建的个性化定制智能生产线原型系统，验证了个性化定制智能生产线的自组织运行。本书是个性化定制智能生产线设计和运行的创新性研究成果，可供从事智能制造研究的科研工作者、工程技术人员和高校师生参考。 -
作者介绍
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目录
前言
第1章 绪论
1.1 个性化定制是未来制造的趋势
1.2 制造系统及其演变
1.3 信息物理融合系统概念
1.4 信息物理融合生产系统是个性化定制智能生产的关键
参考文献
第2章 个性化定制智能生产线的设计与运行架构
2.1 引言
2.2 个性化定制智能生产线的设计需求
2.2.1 生产线的功能验证
2.2.2 生产线的性能仿真
2.2.3 生产线的虚拟调试
2.3 个性化定制智能生产线的运行需求
2.4 个性化定制智能生产线的设计与运行架构
2.4.1 相关架构
2.4.2 基于组件模型的个性化定制智能生产线的设计与运行架构
2.5 个性化礼盒生产线原型平台实例
2.5.1 UGBP的设计目标
2.5.2 UGBP的硬件分布及网络构成
2.5.3 UGBP的产品工艺路线
2.6 结论
参考文献
第3章 个性化定制智能生产线的信息物理融合组件
3.1 引言
3.2 组件的设计方法
3.2.1 组件的定义
3.2.2 组件的多粒度、多视角建模方法
3.2.3 组件的通用信息定义
3.3 基于Automation ML的组件建模
3.3.1 产品、资源、工艺组件的多粒度设计
3.3.2 产品、资源、工艺组件的多视角建模
3.4 结论
参考文献
第4章 个性化定制智能生产线形式化方法
4.1 引言
4.1.1 组件建模
4.1.2 形式化验证
4.2 智能生产线形式化建模架构
4.3 智能生产线形式化建模
4.3.1 基于EFPD智能生产线PPR组件定义
4.3.2 工艺组件的形式化定义
4.3.3 产品组件的形式化定义
4.3.4 资源组件的形式化定义
4.3.5 组件交互语义的形式化定义
4.3.6 基于有色Petri网的形式化模型转换方法
4.4 组件形式化建模与仿真实例
4.4.1 组件的模型验证机制
4.4.2 组件形式化建模实例
4.4.3 形式化模型验证结果与仿真分析
4.5 结论
参考文献
第5章 设备控制系统的形式化方法
5.1 引言
5.2 设备控制系统的形式化建模方法概述
5.3 设备控制系统的形式化建模语言的语法定义
5.3.1 语法定义
5.3.2 基于IEC 61499标准的语法定义
5.4 设备控制系统的形式化建模语言的语义定义
5.4.1 基于标记变迁系统的操作语义
5.4.2 面向时间自动机的转换语义
5.5 实例
5.6 结论
参考文献
第6章 个性化定制智能生产线的设计工具
6.1 引言
6.1.1 智能生产线的模型驱动设计
6.1.2 智能生产线组件的信息集成
6.1.3 智能生产线的设计工具链
6.2 智能生产线的模型驱动设计方法
6.2.1 模型驱动设计流程
6.2.2 模型集成架构设计
6.2.3 模型构建与转换
6.3 智能生产线的模型驱动工具链的设计与实现
6.3.1 工具集成平台的选用
6.3.2 模型驱动工具链的定义
6.3.3 模型驱动工具链的实现
6.4 智能生产线的模型驱动工具链集成平台
6.4.1 模型构建
6.4.2 规划调度
6.4.3 模型验证
6.4.4 虚拟调试
6.5 结论
参考文献
第7章 即插即生产信息物理融合框架及智能适配器
7.1 引言
7.2 即插即生产信息物理融合框架
7.2.1 异构组件的集成方式
7.2.2 基于中间件的信息物理融合运行框架
7.2.3 基于服务的中间件与组件交互过程
7.3 资源适配器
7.3.1 资源适配器运行机制
7.3.2 资源适配器实现方案
7.4 产品适配器
7.4.1 产品适配器运行机制
7.4.2 产品适配器实现方案
7.5 软件适配器
7.5.1 软件组件AML建模
7.5.2 软件适配器运行机制
7.5.3 软件适配器实现方案
7.6 结论
参考文献
第8章 个性化定制智能生产线的资源重构与生产调度
8.1 引言
8.1.1 可重构制造系统的研究现状
8.1.2 资源重构方法的研究现状
8.1.3 生产调度优化方法的研究现状
8.2 资源重构与生产调度的二元闭环结构
8.2.1 资源重构与生产调度的关系分析
8.2.2 可重构生产线的“对象-过程”建模
8.3 本体知识驱动的资源重构机制
8.3.1 资源重构概念的本体模型
8.3.2 基于本体映射的多层级匹配方法
8.3.3 语义推理规则与语义查询语句
8.4 基于强化学习的自适应生产调度方法
8.4.1 生产调度的SMDP建模
8.4.2 基于卷积神经网络近似的模型求解方法
8.5 实例
8.5.1 资源重构触发实例
8.5.2 生产调度实例
8.6 结论
参考文献
第9章 设备控制系统的动态重构
9.1 引言
9.2 运动控制系统建模语言的元模型概念
9.2.1 基于Meta GME工具的元模型概念
9.2.2 设备控制系统组件的元模型概念
9.3 设备控制系统实时可重构运动内核运行环境的设计
9.3.1 控制系统的可重构性实现方案
9.3.2 组件化的内核运行与任务调度框架设计
9.3.3 基于IEC 61499标准管理命令的动态重构模块
9.4 实例
9.5 结论
参考文献
第10章 智能生产线的运行管控实施技术
10.1 引言
10.2 智能生产线的运行管控基本架构
10.2.1 生产线的软硬件资产
10.2.2 组件集成制造中间件
10.2.3 面向组件服务的应用业务
10.3 软硬件资产的基本环境部署与实施
10.4 CIMM模块部署与实施
10.5 应用业务的工具部署与实施
10.5.1 订单处理组件的部署和实施
10.5.2 计算仿真组件的部署和实施
10.5.3 资源调度组件的部署和实施
10.5.4 运行监控组件的部署和实施
10.6 实例
10.6.1 即插即生产实例
10.6.2 下单自动生产实例
10.7 结论
参考文献
全书总结
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