包郵智能制造工程管理

作者：楊善林陳學東劉心報江志斌著

出版社：機械工業出版社出版時間：2024-12-01

開本： 16開 頁數： 332

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版權信息
本書特色
內容簡介
前言
目錄

智能制造工程管理版權信息

ISBN：9787111776345
條形碼：9787111776345 ; 978-7-111-77634-5
裝幀：平裝-膠訂
冊數：暫無
重量：暫無
所屬分類：
教材
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研究生/本科/專科教材

智能制造工程管理本書特色

本書旨在幫助讀者建立智能制造工程管理的辯證思維和多元價值目標，并培養其良好的創新能力，為工程管理的相關工作提供思想、理論與方法的指導。

智能制造工程管理內容簡介

本書在分析新一代信息技術環境下智能制造工程管理模式和產業生態重大變革的基礎上，既融入了團隊在智能制造工程管理理論、方法、技術等方面的研究成果，又將智能制造工程管理技術及智能產品設計生產運維全生命周期過程中的管理思想、管理理論與管理方法深度融合，以形成內容豐富、結構合理、特色鮮明的智能制造工程管理體系。本書共分為7章，第1章闡述智能制造工程管理的辯證思維、基本特征、基本理論和發展趨勢；第2章介紹高端裝備研發過程管理、生產過程管理、運維過程管理、供應鏈管理和企業生態系統管理等智能制造工程全生命周期管理理論與方法；第3章分析智能制造新模式與新業態及智能制造新模式新業態下的管理創新與變革；第4～7章分別詳細介紹制造工程管理中的優化與決策技術，數字化、網絡化、智能化技術，綠色化管理技術和服務化技術；總結與展望部分提出了智能制造工程管理的基礎性、前沿性、戰略性問題。本書旨在幫助讀者建立智能制造工程管理的辯證思維和多元價值目標，并培養其良好的創新能力，為工程管理的相關工作提供思想、理論與方法的指導。本書可作為高等院校工程類、經濟管理等專業本科生或研究生的教材，也可供廣大企業或科研院所從事智能制造工程管理的相關技術和管理人員閱讀和參考。

智能制造工程管理智能制造工程管理前言

為了深入貫徹教育、科技、人才一體化推進的戰略思想，加快發展新質生產力，高質量培養卓越工程師，在新一代信息技術、綠色環保、新材料、國土空間規劃、智能網聯和新能源汽車、航空航天、高端裝備制造、重型燃氣輪機、新能源、生物產業、生物育種、未來產業等領域組織編寫了戰略性新興領域“十四五”高等教育系列教材。本套教材屬于高端裝備制造領域。
高端裝備技術含量高，涉及學科多，資金投入大，風險控制難，服役壽命長，其研發與制造一般需要組織跨部門、跨行業、跨地域的力量才能完成。它可分為基礎裝備、專用裝備和成套裝備，例如：高端數控機床、高端成形裝備和大規模集成電路制造裝備等是基礎裝備；航空航天裝備、高速動車組、海洋工程裝備和醫療健康裝備等是專用裝備；大型冶金裝備、石油化工裝備等是成套裝備。復雜產品的產品構成、產品技術、開發過程、生產過程、管理過程都十分復雜，例如人形機器人、智能網聯汽車、生成式人工智能等都是復雜產品。現代高端裝備和復雜產品一般都是智能互聯產品，既具有用戶需求的特異性、產品技術的創新性、產品構成的集成性和開發過程的協同性等產品特征，又具有時代性和永恒性、區域性和全球性、相對性和普遍性等時空特征。高端裝備和復雜產品制造業是發展新質生產力的關鍵，是事關國家經濟安全和國防安全的戰略性產業，其發展水平是國家科技水平和綜合實力的重要標志。為了深入貫徹教育、科技、人才一體化推進的戰略思想，加快發展新質生產力，高質量培養卓越工程師，在新一代信息技術、綠色環保、新材料、國土空間規劃、智能網聯和新能源汽車、航空航天、高端裝備制造、重型燃氣輪機、新能源、生物產業、生物育種、未來產業等領域組織編寫了戰略性新興領域“十四五”高等教育系列教材。本套教材屬于高端裝備制造領域。 高端裝備技術含量高，涉及學科多，資金投入大，風險控制難，服役壽命長，其研發與制造一般需要組織跨部門、跨行業、跨地域的力量才能完成。它可分為基礎裝備、專用裝備和成套裝備，例如：高端數控機床、高端成形裝備和大規模集成電路制造裝備等是基礎裝備；航空航天裝備、高速動車組、海洋工程裝備和醫療健康裝備等是專用裝備；大型冶金裝備、石油化工裝備等是成套裝備。復雜產品的產品構成、產品技術、開發過程、生產過程、管理過程都十分復雜，例如人形機器人、智能網聯汽車、生成式人工智能等都是復雜產品。現代高端裝備和復雜產品一般都是智能互聯產品，既具有用戶需求的特異性、產品技術的創新性、產品構成的集成性和開發過程的協同性等產品特征，又具有時代性和永恒性、區域性和全球性、相對性和普遍性等時空特征。高端裝備和復雜產品制造業是發展新質生產力的關鍵，是事關國家經濟安全和國防安全的戰略性產業，其發展水平是國家科技水平和綜合實力的重要標志。 高端裝備一般都是復雜產品，而復雜產品并不都是高端裝備。高端裝備和復雜產品在研發生產運維全生命周期過程中具有很多共性特征。本套教材圍繞這些特征，以多類高端裝備為主要案例，從培養卓越工程師的戰略性思維能力、系統性思維能力、引領性思維能力、創造性思維能力的目標出發，重點論述高端裝備智能制造的基礎理論、關鍵技術和創新實踐。在論述過程中，力圖體現思想性、系統性、科學性、先進性、前瞻性、生動性相統一。通過相關課程學習，希望學生能夠掌握高端裝備的構造原理、數字化網絡化智能化技術、系統工程方法、智能研發生產運維技術、智能工程管理技術、智能工廠設計與運行技術、智能信息平臺技術和工程實驗技術，更重要的是希望學生能夠深刻感悟和認識高端裝備智能制造的原生動因、發展規律和思想方法。 1高端裝備智能制造的原生動因 所有的高端裝備都有原始創造的過程。原始創造的動力有的是基于現實需求，有的來自潛在需求，有的是順勢而為，有的則是夢想驅動。下面以光刻機、計算機斷層掃描儀（CT）、汽車、飛機為例，分別加以說明。 光刻機的原生創造是由現實需求驅動的。1952年，美國軍方指派杰伊·拉斯羅普（Jay WLathrop）和詹姆斯·納爾（James RNall）研究減小電子電路尺寸的技術，以便為炸彈、炮彈設計小型化近炸引信電路。他們創造性地應用攝影和光敏樹脂技術，在一片陶瓷基板上沉積了約為200μm寬的薄膜金屬線條，制作出了含有晶體管的平面集成電路，并率先提出了“光刻”概念和原始工藝。在原始光刻技術的基礎上，又不斷地吸納更先進的光源技術、高精度自動控制技術、新材料技術、精密制造技術等，推動著光刻機快速演進發展，為實現半導體先進制程節點奠定了基礎。 CT的創造是由潛在需求驅動的。利用倫琴（Wilhelm CRntgen）發現的X射線可以獲得人體內部結構的二維圖像，但三維圖像更令人期待。塔夫茨大學教授科馬克（Allan MCormack）在研究輻射治療時，通過射線的出射強度求解出了組織對射線的吸收系數，解決了CT成像的數學問題。英國電子與音樂工業公司工程師豪斯費爾德（Godfrey NHounsfield）在幾乎沒有任何實驗設備的情況下，創造條件研制出了世界上**臺CT原型機，并于1971年成功應用于疾病診斷。他們也因此獲得了1979年諾貝爾生理學或醫學獎。時至今日，新材料技術、圖像處理技術、人工智能技術等諸多先進技術已經廣泛地融入CT之中，顯著提升了CT的性能，擴展了CT的功能，對保障人民生命健康發揮了重要作用。 汽車的發明是順勢而為的。1765年瓦特（James Watt）制造出了**臺有實用價值的蒸汽機原型，人們自然想到如何把蒸汽機和馬力車融合到一起，制造出用機械力取代畜力的交通工具。1769年法國工程師居紐（NicolasJoseph Cugnot）成功地創造出世界上**輛由蒸汽機驅動的汽車。這一時期的汽車雖然效率低下、速度緩慢，但它展示了人類對機械動力的追求和變革傳統交通方式的渴望。19世紀末卡爾·本茨（Karl Benz）在蒸汽汽車的基礎上又發明了以內燃機為動力源的現代意義上的汽車。經過一個多世紀的技術進步和管理創新，特別是新能源技術和新一代信息技術在汽車產品中的成功應用，汽車的安全性、可靠性、舒適性、環保性以及智能化水平都產生了質的躍升。 飛機的發明是夢想驅動的。飛行很早就是人類的夢想，然而由于未能掌握升力產生及飛行控制的機理，工業革命之前的飛行嘗試都以失敗告終。1799年喬治·凱利（George Cayley）從空氣動力學的角度分析了飛行器產生升力的規律，并提出了現代飛機“固定翼+機身+尾翼”的設計布局。1848年斯特林費羅（John Stringfellow）使用蒸汽動力無人飛機**次實現了動力飛行。1903年萊特兄弟（Orville Wright和Wilbur Wright）制造出“飛行者一號”飛機，并首次實現由機械力驅動的持續且受控的載人飛行。隨著航空發動機和航空產業的快速發展，飛機已經成為一類既安全又舒適的現代交通工具。 數字化網絡化智能化技術的快速發展為高端裝備的原始創造和智能制造的升級換代創造了歷史性機遇。智能人形機器人、通用人工智能、智能衛星通信網絡、各類無人駕駛的交通工具、無人值守的全自動化工廠，以及取之不盡的清潔能源的生產裝備等都是人類科學精神和聰明才智的迸發，它們也是由于現實需求、潛在需求、情懷夢想和集成創造的驅動而初步形成和快速發展的。這些星星點點的新裝備、新產品、新設施及其制造模式一定會深入發展和快速拓展，在不遠的將來一定會融合成為一個完整的有機體，從而顛覆人類現有的生產方式和生活方式。 2高端裝備智能制造的發展規律 在高端裝備智能制造的發展過程中，原始科學發現和顛覆性技術創新是*具影響力的科技創新活動。原始科學發現側重于對自然現象和基本原理的探索，它致力于揭示未知世界，拓展人類的認知邊界，這些發現通常來自于基礎科學領域，如物理學、化學、生物學等，它們為新技術和新裝備的研發提供了理論基礎和指導原則。顛覆性技術創新則側重于將科學發現的新理論新方法轉化為現實生產力，它致力于創造新產品、新工藝、新模式，是推動高端裝備領域高速發展的引擎，它能夠打破現有技術路徑的桎梏，創造出全新的產品和市場，引領高端裝備制造業的轉型升級。 高端裝備智能制造的發展進化過程有很多共性規律，例如：①通過工程構想拉動新理論構建、新技術發明和集成融合創造，從而推動高端裝備智能制造的轉型升級，同時還會產生技術溢出效應。②通過不斷地吸納、改進、融合其他領域的新理論新技術，實現高端裝備及其制造過程的升級換代，同時還會促進技術再創新。③高端裝備進化過程中各供給側和各需求側都是互動發展的。 以醫學核磁共振成像（MRI）裝備為例，這項技術的誕生和發展，正是源于一系列重要的原始科學發現和重大技術創新。MRI技術的根基在于核磁共振現象，其本質是原子核的自旋特性與外磁場之間的相互作用。1946年美國科學家布洛赫（Felix Bloch）和珀塞爾（Edward MPurcell）分別獨立發現了核磁共振現象，并因此獲得了1952年的諾貝爾物理學獎。傳統的MRI裝備使用永磁體或電磁體，磁場強度有限，掃描時間較長，成像質量不高，而超導磁體的應用是MRI技術發展史上的一次重大突破，它能夠產生強大的磁場，顯著提升了MRI的成像分辨率和診斷精度，將MRI技術推向一個新的高度。快速成像技術的出現，例如回波平面成像（EPI）技術，大大縮短了MRI掃描時間，提高了患者的舒適度，拓展了MRI技術的應用場景。功能性MRI（fMRI）的興起打破了傳統的MRI主要用于觀察人體組織結構的功能制約，它能夠檢測腦部血氧水平的變化，反映大腦的活動情況，為認知神經科學研究提供了強大的工具，開辟了全新的應用領域。MRI裝備的成功，不僅說明了原始科學發現和顛覆性技術創新是高端裝備和智能制造發展的巨大推動力，而且闡釋了高端裝備智能制造進化過程往往遵循著“實踐探索、理論突破、技術創新、工程集成、代際躍升”循環演進的一般發展規律。 高端裝備智能制造正處于一個機遇與挑戰并存的關鍵時期。數字化網絡化智能化是高端裝備智能制造發展的時代要求，它既蘊藏著巨大的發展潛力，又充滿著難以預測的安全風險。高端裝備智能制造已經呈現出“數據驅動、平臺賦能、智能協同和綠色化、服務化、高端化”的諸多發展規律，我們既要向強者學習，與智者并行，吸納人類先進的科學技術成果，更要持續創新前瞻思維，積極探索前沿技術，不斷提升創新能力，著力創造高端產品，走出一條具有特色的高質量發展之路。 3高端裝備智能制造的思想方法 高端裝備智能制造是一類具有高度綜合性的現代高技術工程。它的鮮明特點是以高新技術為基礎，以創新為動力，將各種資源、新興技術與創意相融合，向技術密集型、知識密集型方向發展。面對系統性、復雜性不斷加強的知識性、技術性造物活動，必須以辯證的思維方式審視工程活動中的問題，從而在工程理論與工程實踐的循環推進中，厘清與推動工程理念與工程技術深度融合、工程體系與工程細節協調統一、工程規范與工程創新互相促進、工程隊伍與工程制度共同提升，只有這樣才能促進和實現工程活動與自然經濟社會的和諧發展。 高端裝備智能制造是一類十分復雜的系統性實踐過程。在制造過程中需要協調人與資源、人與人、人與組織、組織與組織之間的關系，所以系統思維是指導高端裝備智能制造發展的重要方法論。系統思維具有研究思路的整體性、研究方法的多樣性、運用知識的綜合性和應用領域的廣泛性等特點，因此在運用系統思維來研究與解決現實問題時，需要從整體出發，充分考慮整體與局部的關系，按照一定的系統目的進行整體設計、合理開發、科學管理與協調控制，以期達到總體效果*優或顯著改善系統性能的目標。 高端裝備智能制造具有巨大的包容性和與時俱進的創新性。近幾年來，數字化、網絡化、智能化的浪潮席卷全球，為高

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智能制造工程管理目錄

前言
第1章緒論1
11引言1
12智能制造工程管理的辯證思維2
121工程管理理論與工程管理實踐循環推進3
122工程管理理念與工程管理技術深度融合5
123工程管理體系與工程管理細節協調統一7
124工程管理規范與工程管理創新互相促進10
125工程管理隊伍與工程管理制度共同提升12
13智能制造工程管理的基本特征14
131智能制造工程管理的多元價值目標15
132智能制造的全生命周期多層級多維度管理15
133智能制造的質量、工期、成本、風險管理16
14智能制造工程管理的基本理論18
141智能制造全生命周期管理18
142智能制造新模式與新業態19
143制造工程管理中的優化與決策技術19
144制造工程管理中的數字化、網絡化、智能化技術20
145制造工程綠色化管理技術20
146制造工程管理中的服務化技術21
15智能制造工程管理的發展趨勢21
151制造資源組織方式22
152制造全過程管理方式23
153工程管理服務化模式23
154信息服務與智能決策支持系統24
本章小結24
思考題25
第2章智能制造的全生命周期管理26
21引言26
22研發過程管理27
221高端裝備研發體系工程管理27
222高端裝備研發需求管理29
223高端裝備研發流程分級管理32
224高端裝備研發項目組合選擇與過程管理35
23生產過程管理37
231高端裝備生產規劃與組織管理37
232高端裝備生產計劃管理40
233高端裝備生產調度管理42
234高端裝備庫存管理47
235高端裝備全生命周期質量管理48
24運維過程管理50
241高端裝備剩余壽命預測50
242高端裝備故障診斷53
243高端裝備維修成本預測56
25供應鏈管理58
251高端裝備供應商選擇與協同過程管理59
252高端裝備供應鏈定價策略61
253高端裝備供應鏈聯合補貨策略與模型62
254高端裝備供應鏈協同計劃管理64
26企業生態系統管理66
261高端裝備企業生態系統的構成要素與形成過程66
262高端裝備企業生態系統的群體成員選擇68
263高端裝備企業生態系統的網絡動態演化71
本章小結75
思考題75
第3章智能制造新模式與新業態76
31引言76
32智能制造價值網絡77
321智能制造價值鏈77
322智能制造產業鏈80
323智能制造價值鏈與產業鏈融合創新82
33智能制造運作模式87
331云制造87
332大規模個性化定制88
333社群化制造90
334網絡協同制造92
335共享制造93
34智能制造組織模式95
341中臺組織96
342平臺型組織98
343自組織管理99
344虛擬化組織102
345動態企業聯盟105
35智能制造服務新業態——服務型智能制造106
351服務型智能制造概述107
352服務型智能制造的功能模塊107
353服務型智能制造的產業模式108
36智能制造新模式新業態下的管理創新與變革118
361企業戰略管理創新與變革118
362企業組織和人力資源管理創新與變革121
363企業生產管理創新與變革126
364智能制造全生命周期工程管理創新與變革127
本章小結129
思考題129
第4章制造工程管理中的優化與決策技術130
41引言130
42制造工程管理中的預測技術131
421預測問題與預測分類131
422回歸分析預測技術132
423時間序列分析預測技術134
424機器學習預測技術137
425制造工程管理中的預測案例139
43制造工程管理中的優化技術142
431優化問題與優化模型143
432精確優化技術146
433元啟發優化技術149
434模型與數據混合驅動的優化技術151
435制造工程管理中的優化案例152
44制造工程管理中的決策技術157
441決策科學與科學決策157
442確定型決策與不確定型決策158
443單目標決策與多目標決策160
444單人決策與群體決策162
445短期決策與長期決策163
446制造工程管理中的決策案例166
45制造工程管理中的評估技術167
451評估問題與評估過程167
452基于證據推理的評估技術168
453基于區間語言信息的評估技術172
454基于人工智能方法的評估技術174
455制造工程管理中的評估案例177
本章小結178
思考題178
第5章制造工程管理的數字化、網絡化、智能化技術179
51引言179
52制造工程管理的智能感知技術180
521基于傳感器硬件設備的直接感知技術181
522軟傳感器（Soft Sensors）技術181
523融合多源傳感器的感知技術182
524傳感器的*優化配置技術185
525針對低信噪比的軟傳感器感知技術187
526融合監督和無監督方法的軟傳感器感知技術189
527實例分析：智能網聯汽車的智能感知系統193
53制造工程管理中的云邊協同技術194
531云邊協同技術194
532云服務調度技術195
533云服務選擇技術202
534實例分析：智能網聯汽車的云制造系統210
54制造工程管理中的智能網絡安全技術211
541針對設備安全威脅的智能識別技術211
542針對設

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