制造业人工智能系统概论_张青雷_9787111713906

本书全面介绍了制造业人工智能系统的概念、系统组成及系统框架，同时，以案例为引导对于整个系统中的不同技术及各种技术在制造业人工智能系统中的作用与应用进行了介绍。全书分10章，内容包括人工智能系统在制造业中的作用、增材制造、工业机器人、物联网、工业互联网、工业区块链、大数据与云计算、人工智能算法、数字孪生技术、沉浸式扩展现实。
本书以制造过程中数据流作为主线，详细介绍了不同的新兴技术在制造业人工智能系统中的作用，并且提供了丰富的应用案例，从理论与实践两方面解决了与后续课程的衔接问题，具有系统性、实用性强，内容新颖的特点。
本书可作为普通高等院校机械工程、自动化智能制造及人工智能等相关专业的本科生及研究生的教材，也可作为工程技术人员的参考用书。
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随着科技革命与产业革命的深入推进，制造业作为立国之本、强国之基，在国际竞争中的核心地位不断凸显。21 世纪以来，尤其是2008 年全球金融危机以后，发达国家特别是科技强国纷纷重新审视“去工业化”政策，包括制造业外包政策和“重服务轻制造”的思想，重振制造业成了各国经济政策和产业结构迭代升级的主旋律。
近几年，我国加快制造业升级的脚步，将包括新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械在内的产业作为未来制造业升级的重点突破对象。高端制造业的发展不能看成是低端制造业的简单延伸，而要通过制造业与人工智能技术的深度结合、制造技术与信息技术的结合，对制造过程进行迭代升级，实现制造业的跨越式发展。在制造业与人工智能技术的结合、制造技术与信息技术的结合中，制造过程中所产生的数据流在其中起着关键的作用。针对新兴人工智能技术、信息技术与制造业的结合，本书提出了制造业人工智能系统的概念。该系统以制造过程中的数据流为基础，实现制造过程具有对于信息自感知、自决策与自执行的能力。
本书以智能化制造技术作为主线，介绍了人工智能系统在制造业中的应用，着重讲解了九种新型数字基础设施和技术（增材制造、工业机器人、物联网、工业互联网、工业区块链、大数据与云计算、人工智能算法、数字孪生技术、沉浸式扩展现实）在制造业中的应用。九种新型数字基础设施和技术，以数据要素作为驱动，相互串联，从而实现制造业的智能化。对于我国来说，加快制造业的智能化，是培育我国经济增长新动能的必由之路，是抢占未来经济和科技发展制高点的战略选择，对推动我国制造业供给侧结构性改革，打造我国制造业竞争新优势，实现制造强国的目标具有重要战略意义。
本书第1章主要介绍人工智能系统在制造业中的作用，以及制造业人工智能系统的含义、系统的体系组成与框架结构。第2章主要对增材制造技术进行介绍，主要包括3D打印的定义、工艺过程、五种典型的3D打印技术（叠层制造技术、熔融沉积成形技术、立体光固化成形技术、选择性激光烧结技术、三维打印技术）与3D打印材料。第3章主要对工业机器人的类型以及关键技术（传感器、机械设计、程序设计、导航与定位以及路径规划）进行介绍。第4章主要对物联网的定义、研究方向、体系结构、关键技术与物联网的应用进行介绍。第5章主要介绍工业互联网技术，包括工业互联网的体系架构、功能作用、核心技术与平台架构，及工业互联网的应用场景与平台案例。第6章主要对工业区块链技术进行介绍，包括区块链的概念，其在工业领域中的优势、机遇、挑战与技术特点，工业区块链的技术体系与在制造业中的应用。第7章主要对大数据与云计算的定义与特征、大数据与云计算的关系、大数据与云计算的基础技术及两种技术在工业生产中的应用进行了介绍。第8章对人工智能算法进行了介绍，主要包括机器学习与深度学习算法的原理与方法，以及人工智能算法的应用。第9章的内容主要包括数字孪生技术的概念、意义及其应用价值，数字孪生技术的体系架构、系统组成、孪生模型、数字孪生的使能技术和数字孪生工具，以及数字孪生在工业生产中的应用。第10章主要对两种沉浸式扩展现实技术进行了介绍，即增强现实技术与虚拟现实技术，主要内容包括增强现实技术与虚拟现实技术的定义与特征，两者的区别、原理与系统组成，增强现实技术与虚拟现实技术的关键技术及其在工业领域的应用。
本书第1章由张青雷编写，第2章和第3章由段建国编写，第4章和第5章由秦际赟编写，第6章和第7章由周莹编写，第8章由王琴编写，第9章和第10章由刘震编写。全书由张青雷统稿。
由于编者水平有限，书中难免出现错误，敬请广大读者批评指正。

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