“中国制造2025”出版工程智能制造系统与智能车间:中国制造2025出版工程

第1 章　智能制造总论　/ 1

　1.1　智能制造概述　/ 2

　1.2　智能制造核心技术　/ 3

　　　1.2.1　工业机器人　/ 3

　　　1.2.2　3D 打印技术　/ 6

　　　1.2.3　RFID 技术　/ 7

　　　1.2.4　无线传感器网络技术　/ 9

　　　1.2.5　物联网与信息物理融合系统　/ 10

　　　1.2.6　工业大数据　/ 11

　　　1.2.7　云计算技术　/ 13

　　　1.2.8　虚拟现实技术　/ 15

　　　1.2.9　人工智能技术　/ 16

　1.3　智能制造系统的体系结构　/ 17

　参考文献　/ 21



第2 章　切削参数智能优选　/ 23

　2.1　切削参数智能优选概述　/ 24

　2.2　切削参数优化建模　/ 26

　　　2.2.1　优化目标　/ 26

　　　2.2.2　切削参数优化的边界约束条件　/ 30

　2.3　切削参数敏感性分析及优化　/ 31

　　　2.3.1　田口法　/ 31

　　　2.3.2　灰度关联法　/ 34

　　　2.3.3　基于田口法的单目标切削敏感性分析和切削参数优化　/ 41

　　　2.3.4　基于灰度关联法的多目标切削参数优化　/ 48

　2.4　*优切削参数预测　/ 55

　　　2.4.1　利用理论公式计算的方法预测切削力　/ 57

　　　2.4.2　利用有限元仿真的方式预测切削力　/ 67

　　　2.4.3　利用试验数据拟合经验公式的方式预测切削力、表面粗糙度　/ 77

　参考文献　/ 80



第3 章　智能工艺规划　/ 85

　3.1　研究背景　/ 86

　3.2　智能工艺规划建模　/ 90

　　　3.2.1　基于特征向量的工艺知识表述方法　/ 90

　　　3.2.2　工艺知识表述实例　/ 95

　3.3　利用遗传算法求解工艺规划与编程　/ 96

　　　3.3.1　遗传算法　/ 96

　　　3.3.2　基于遗传算法的加工工艺智能规划　/ 97

　　　3.3.3　典型案例　/ 108

　3.4　改进的工艺规划与编程深度求解方法　/ 109

　　　3.4.1　蚁群算法　/ 109

　　　3.4.2　改进的工艺知识表述方法　/ 111

　　　3.4.3　利用蚁群算法求解工艺规划问题　/ 118

　　　3.4.4　两阶段蚁群算法求解工艺规划问题　/ 124

　　　3.4.5　典型案例及分析　/ 127

　参考文献　/ 134



第4 章　智能制造车间及调度　/ 136

　4.1　智能制造车间　/ 137

　4.2　车间生产智能调度　/ 145

　　　4.2.1　调度问题描述　/ 145

　　　4.2.2　典型调度问题　/ 148

　　　4.2.3　调度问题的研究方法　/ 152

　4.3　柔性作业车间调度问题　/ 156

　　　4.3.1　柔性作业车间调度建模　/ 156

　　　4.3.2　利用遗传算法求解柔性作业车间调度问题　/ 161

　　　4.3.3　基于混合遗传算法的柔性作业车间调度方法研究　/ 173

　　　4.3.4　典型案例及分析　/ 177

　4.4　成批生产车间调度问题　/ 179

　　　4.4.1　成批生产调度问题建模　/ 179

　　　4.4.2　利用蚁群算法求解成批生产调度问题　/ 181

　　　4.4.3　典型案例及分析　/ 184

　参考文献　/ 189



第5 章　工艺规划与车间调度智能集成　/ 193

　5.1　工艺规划与车间调度智能集成建模　/ 194

　　　5.1.1　研究背景　/ 194

　　　5.1.2　工艺规划与车间调度集成建模　/ 197

　5.2　利用遗传算法求解工艺规划与车间调度集成问题　/ 202

　　　5.2.1　遗传算法的优化策略　/ 202

　　　5.2.2　典型案例及分析　/ 210

　5.3　利用蚁群算法求解工艺规划与车间调度集成问题　/ 211

　　　5.3.1　蚁群算法的优化策略　/ 211

　　　5.3.2　两段式的蚁群算法求解IPPS 问题　/ 214

　　　5.3.3　改进的蚁群算法访问策略　/ 220

　　　5.3.4　典型案例及分析　/ 227

　参考文献　/ 227



第6 章　智能制造系统案例分析　/ 232

　6.1　汽车行业典型零部件智能车间案例　/ 233

　　　6.1.1　MES 系统　/ 233

　　　6.1.2　AGV 小车　/ 238

　　　6.1.3　SCADA 系统　/ 240

　　　6.1.4　Andon 系统　/ 241

　6.2　航空发动机典型零部件智能制造车间案例　/ 243

　　　6.2.1　航空发动机产品及其生产特点　/ 243

　　　6.2.2　机匣产品及其工艺特点分析　/ 244

　　　6.2.3　机匣车间的管理现状及存在问题　/ 245

　　　6.2.4　机匣COE 生产组织方式及运作流程　/ 246

　　　6.2.5　机匣COE 实施智能制造的主要内容　/ 249

　　　6.2.6　机匣COE 实施智能制造的技术支撑体系　/ 253

　　　6.2.7　机匣MES 软件的设计及实施　/ 254

　6.3　企业WIS 案例　/ 261

　　　6.3.1　背景　/ 261

　　　6.3.2　企业WIS 总体规划　/ 262

　　　6.3.3　车间数据采集方案　/ 264

　　　6.3.4　WIS 系统建设方案　/ 266

　　　6.3.5　建设后使用效果　/ 274

　6.4　基于大数据的生产系统预测性维护与机床体检相关案例　/ 275

　参考文献　/ 278



附录　/ 279

　附录A　GMT 方法初始化过程　/ 280

　附录B　RS 方法初始化过程　/ 283

　附录C　FJSP 问题测试数据　/ 286



索引　/ 293