目錄 第1章 緒論 1 1.1 人工智能概述 1 1.1.1 人工智能的概念 1 1.1.2 人工智能的研究學派 2 1.1.3 符號智能與計算智能 3 1.1.4 人工智能理論體系 5 1.2 智能制造概述 6 1.2.1 智能制造的概念 6 1.2.2 新工業革命下的智能制造 6 1.3 人工智能與智能制造的演化發展 10 1.3.1 人工智能的演化發展 10 1.3.2 智能制造的演化發展 13 1.4 人工智能在制造業的應用概況 15 1.5 面向人工智能/智能制造需求的人才培養 18 1.6 本書內容安排 20 第2章 共性基礎技術 22 2.1 理論基礎與DIKW模型及應用 22 2.1.1 符號主義與連接主義 22 2.1.2 知識驅動的符號智能方法 23 2.1.3 數據驅動的機器學習方法 23 2.1.4 DIKW模型層次體系 26 2.1.5 DIKW模型在智慧制造的應用 28 2.2 知識表示方法 29 2.2.1 邏輯表示法 30 2.2.2 產生式表示法 31 2.2.3 框架表示法 32 2.2.4 語義網絡形表示法 34 2.2.5 本體表示法 34 2.2.6 語義網表示法 36 2.2.7 知識圖譜表示法 37 2.2.8 知識表示方法的演化歷程 37 2.3 邏輯推理 39 2.3.1 推理的基本概念 39 2.3.2 自然演繹推理 40 2.3.3 歸結演繹推理 41 2.3.4 基于規則的演繹系統 41 2.3.5 產生式系統 42 2.3.6 不確定性推理 44 2.4 搜索技術 50 2.4.1 問題求解過程的形式表示 50 2.4.2 狀態空間搜索 51 2.5 人工神經網絡 54 2.5.1 人工神經元的模型 54 2.5.2 神經網絡模型的結構 55 2.6 新一代信息技術 56 2.6.1 未來互聯網 56 2.6.2 務聯網與云計算 57 2.6.3 物聯網與邊緣計算 61 2.6.4 信息物理系統 63 2.6.5 大數據 64 第3章 知識驅動的符號智能 67 3.1 知識工程發展 67 3.2 專家系統 68 3.2.1 專家系統的組成 68 3.2.2 專家系統實例 70 3.3 智能控制 72 3.3.1 專家控制的結構 73 3.3.2 模糊智能控制實例 74 3.4 尋路問題 77 3.4.1 A*算法 77 3.4.2 基于改進遺傳算法的移動機器人路徑規劃 79 3.5 知識圖譜的構建與應用 84 3.5.1 知識圖譜的構建 85 3.5.2 知識圖譜的應用簡況 88 第4章 數據驅動的機器學習 92 4.1 機器學習概述 92 4.1.1 機器學習的分類 92 4.1.2 人工智能與機器學習和深度學習的關系 94 4.1.3 機器學習的方法 94 4.2 深度學習模型 97 4.2.1 堆棧式自動編碼器 97 4.2.2 深度置信網絡 98 4.2.3 深度遞歸神經網絡 99 4.2.4 深度強化學習 101 4.2.5 卷積神經網絡 102 4.3 深度學習的主要開發框架 104 4.4 深度學習的應用 108 4.4.1 圖像分類與模式識別 108 4.4.2 計算機視覺與機器視覺 110 4.4.3 智能交通 113 第5章 智能制造理論與技術體系 119 5.1 現代集成制造發展 119 5.2 新一代智能制造的發展演化 122 5.3 新一代智能制造系統理論 130 5.3.1 智慧制造系統的組成 130 5.3.2 智慧制造系統的人機物交互 131 5.3.3 智慧制造系統的集成運作機理 133 5.3.4 智能制造參考體系架構模型 135 5.4 新一代智能制造系統技術體系 135 第6章 智能制造物理系統 138 6.1 工業機器人 138 6.1.1 工業機器人的分類 139 6.1.2 工業機器人的核心關鍵技術 142 6.1.3 協作機器人 144 6.2 3D打印裝備 145 6.2.1 3D打印的生產特點 145 6.2.2 3D打印技術的分類 147 6.3 智能生產線 148 6.4 智能車間 149 6.4.1 車間的定義 149 6.4.2 智能車間的特征 151 6.5 物聯智能工廠 152 6.5.1 制造物聯的內涵與架構 153 6.5.2 智能工廠示例 155 第7章 智能制造信息系統 157 7.1 工業軟件及其服務平臺 157 7.1.1 工業軟件的定義與特征 157 7.1.2 工業軟件的分類 159 7.1.3 工業互聯網平臺 161 7.2 工業人工智能 162 7.2.1 工業人工智能的內涵 162 7.2.2 工業大數據處理技術 165 7.3 智能調度 168 7.3.1 **調度問題 168 7.3.2 智能調度的特點和方法 170 7.4 數字孿生車間 171 7.5 數據驅動的智能制造 173 7.5.1 主動制造的概念 174 7.5.2 大數據驅動的主動制造體系結構 177 7.5.3 主動調度案例 179 第8章 面向未來的人工智能與智能制造 181 8.1 面向未來的強人工智能 181 8.2 面向未來的“融合智能+混合制造” 182 8.3 面向未來的工業5.0和社會5.0 185 8.4 以人為中心的人工智能與智能制造 188 8.4.1 以人為中心的人工智能 188 8.4.2 以人為中心的智能制造 189 8.5 元宇宙 196 8.6 工業元宇宙 199 參考文獻 202