朱海平，华中科技大学机械学院教授，工业工程系副主任，"数字制造与装备技术" 国家重点实验室和"制造装备数字化"国家工程中心核心成员。从事制造系统建模与优化、可靠性分析与维修决策、制造执行系统(MES)关键技术研究与应用等方面的科研和教学工作。先后主持或作为核心成员参与完成国家自然科学基金项目3项、国家863项目6项、国家973课题1项、企业横向课题多项。获2011年国家科技进步二等奖，2008年教育部科技进步一等奖，2008年军队科技进步三等奖，2010年中国机械联合会一等奖，获2009年度优秀科技特派员称号。

Contents目录

第1章数字化与智能化车间概述00

1.1背景00

1.1.1制造企业转型升级的机遇与措施00

1.1.2数字化、网络化、智能化是实现转型升级的关键技术00

1.2制造系统与制造车间00

1.2.1制造系统00

1.2.2制造车间00

1.3数字化与智能化车间的内涵及特征0

1.3.1从传统车间到数字化与智能化车间的演化过程0

1.3.2数字化车间的定义及内涵0

1.3.3数字孪生车间0

1.3.4如何理解设备和车间的“智能”0

1.3.5智能化车间的基本特征0

1.3.6数字化与智能化车间的系统架构0

1.4数字化与智能化车间的关键使能技术与工具0

1.4.1关键使能技术0

1.4.2关键功能部件0

1.4.3核心工业软件0

1.5数字化与智能化车间的实施规划0

1.5.1数字化与智能化车间的实施路线0

1.5.2数字化与智能化车间的主要实施内容0

参考文献0

第2章车间布局设计与物流仿真优化0

2.1概述0

2.1.1车间布局设计0

2.1.2物流仿真优化0

2.2混流双边装配线平衡设计0

2.2.1混流双边装配线平衡问题描述0

2.2.2混流双边装配线平衡问题建模0

2.2.3工程实例及效果分析0

2.3机加工车间仿真建模与性能分析0

2.3.1机加工车间简介0

2.3.2基于Plant Simulation的车间仿真建模0

2.3.3机加工生产线的产能仿真分析与改善0

2.3.4立体仓库仿真验证0

2.3.5AGV运输系统仿真分析0

2.4多跨车间布局设计仿真优化0

2.4.1多跨车间布局建模与物流仿真分析0

2.4.2基于遗传算法和神经网络的多跨车间布局仿真优化0

2.5装配线物流集配系统仿真优化设计0

2.5.1物料集配模式简介0

2.5.2集配区储位和拣料工位任务方案的仿真优化0

2.5.3物料集配系统其他参数的仿真优化0

参考文献

第3章车间生产计划制定与优化

3.1引言

3.2随机和模糊机会约束下的多产品集结生产计划优化

3.2.1考虑跨阶段生产的多产品集结生产计划模型

3.2.2多产品集结生产计划的随机模糊优化模型

3.2.3案例分析

3.3基于风险评估的多生产线计划优化

3.3.1生产计划的风险值定义

3.3.2生产计划风险评估与优化模型

3.3.3实例分析

3.4汽车冲压车间作业调度优化

3.4.1冲压车间作业调度问题描述

3.4.2冲压车间多目标作业调度优化模型

3.4.3多目标混合人工蜂群求解算法

3.4.4案例分析

3.5汽车混流装配生产线排序优化

3.5.1汽车排序优化问题建模

3.5.2求解汽车排序优化问题的离散小世界优化算法

3.5.3实例分析

3.6基于多层次网络模型的装配计划优化

3.6.1多层次装配计划优化模型

3.6.2求解多层次装配计划优化模型的混合算法

3.6.3实例分析

参考文献

第4章数据驱动的设备故障诊断

4.1设备故障诊断问题概述

4.1.1设备状态监测与故障诊断

4.1.2刀具状态监测与寿命预测

4.2数据驱动的轴承故障诊断方法

4.2.1轴承故障实验数据

4.2.2基于栈式剪枝稀疏去噪自编码器的故障诊断方法

4.2.3基于密度峰快速查找聚类算法的故障诊断方法

4.2.4基于S变换和深度卷积神经网络的故障诊断方法

4.3数据驱动的铣削刀具磨损状态识别方法

4.3.1铣削刀具磨损概述

4.3.2铣削刀具磨损实验数据

4.3.3基于PSO优化的SVM的刀具磨损状态识别

4.3.4基于BSOGMHMM模型的刀具磨损状态识别

参考文献

第5章基于统计理论的生产过程质量控制

5.1统计过程控制概述

5.1.1经典SPC控制图

5.1.2自相关过程与残差控制图

5.1.3多变量SPC控制图

5.1.4非参数控制图

5.1.5多工序选控图

5.2经济最优的变量控制图优化设计

5.2.1过程的单一失控机制与混合失效机制

5.2.2时变质量偏移下的均值控制图优化

5.2.3随机质量偏移下的EWMA控制图优化

5.2.4混合失效下基于延迟监控策略的均值控制图优化

5.2.5混合失效下的多变量EWMA控制图优化

5.3经济最优的多工位生产系统属性控制图优化设计

5.3.1问题描述

5.3.2各工位的稳态概率计算

5.3.3成本计算与优化模型

5.3.4启发式规则和禁忌搜索相结合的求解算法

5.3.5应用案例分析

参考文献

第6章车间数据采集技术及应用

6.1车间制造过程数据的类型及特征

6.1.1制造过程数据的类型

6.1.2制造过程数据的特征

6.2车间物联网的架构及关键技术

6.2.1车间物联网的总体架构

6.2.2车间物联网的关键技术

6.3车间数据采集的若干应用场景

6.3.1数控机床状态数据采集

6.3.2基于RFID的在制品跟踪

6.3.3基于OPC的装配生产线数据采集

6.3.4基于UWB技术的移动物体定位与跟踪

参考文献

第7章高级计划排程技术及应用

7.1高级计划排程概述

7.1.1APS的起源与发展

7.1.2APS与ERP/MES的关系

7.2APS的基本原理与技术特征

7.2.1APS基本原理

7.2.2APS的技术特征

7.2.3TOC理论在APS中的应用

7.3APS软件系统介绍

7.4APS应用实施案例

7.4.1某PCB企业的实施案例

7.4.2某PCBA企业的实施案例

7.4.3某3C精密结构件加工企业的实施案例

7.4.4某阀门企业的实施案例

参考文献

第8章制造执行系统技术及应用

8.1MES概述

8.1.1MES的起源与发展

8.1.2如何理解MES

8.1.3MES的标准化

8.1.4MES的发展趋势

8.2理解MES的3个视角

8.2.1业务活动视角

8.2.2数据应用视角

8.2.3体系架构视角

8.3MES产品实现

8.3.1MES产品架构的特点

8.3.2UniMax产品简介

8.4MES典型行业应用案例

8.4.1汽车制造行业案例

8.4.2飞机装配行业案例

参考文献

第9章数字化与智能化车间综合应用案例

9.1面向3C金属结构件加工的数字化与智能化车间建设

9.1.1总体建设框架

9.1.2主要建设内容

9.1.3建设效果

9.2中低压开关柜智能工厂体系架构研究及应用

9.2.1中低压开关柜行业的特点

9.2.2中低压开关柜智能工厂体系架构

9.2.3中低压开关柜智能工厂的功能框架

9.2.4中低压开关柜智能工厂建设实践

9.3工程机械数字化车间建设

9.3.1自动化生产单元与生产线

9.3.2自动化仓储与物流设施

9.3.3数字化生产执行过程管控平台

9.3.4可视化生产控制中心