裝備自動化工程設計與實踐 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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肖維榮，齊蓉 等 著

圖書標籤:

• 裝備自動化
• 自動化工程
• 機械工程
• 設計
• 實踐
• 工業自動化
• 智能製造
• 機器人
• 控製工程
• 電氣工程

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111508670

版次：1

商品編碼：11767683

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-09-01

用紙：膠版紙

頁數：189

編輯推薦

貝加萊公司、多所重點工科高校采用

內容簡介

　　機械裝備自動化方案的工程化設計與實現涉及的知識麵很寬，《裝備自動化工程設計與實踐》以提高工業自動化工程師的工程化設計能力及專業技能為目標，針對現代機械製造業的實際需求，以機電軟一體化為核心，結閤工程實際案例，將進行這一過程的所需知識貫穿起來，闡述機械裝備自動化方案設計的方法與步驟。《裝備自動化工程設計與實踐》內容包含係統技術構成、設計準則、關鍵技術、項目管理、模塊化設計、係統集成等，從工程實用化設計的角度齣發，完整地對係統方案設計、硬件配置、自動化方案的開發工具與現代設計方法、控製軟件工程化設計、仿真與控製係統無縫集成、控製網絡等內容進行瞭係統闡述，對多種設計方案進行比較分析，使讀者能夠在一個高的技術水平起點掌握係統設計、工程實現、項目管理的方法。
　　《裝備自動化工程設計與實踐》可作為工科院校自動化、電氣工程、機械製造專業的本科生和研究生的參考教材，也可作為機電一體化係統製造和銷售工程師的培訓教材。

作者簡介

　　肖維榮，德國卡塞爾大學工學博士，貝加萊大中華區總經理，山東大學控製科學與工程學院兼職教授，博士生導師。

　　齊蓉，工學博士，西北工業大學自動化學院，教授，博士生導師。

目錄

Preface

序

前言

第1章裝備製造與自動化集成導論

1.1製造自動化麵臨的問題

1.2裝備製造業與自動化技術的發展趨勢

1.2.1機電軟一體化

1.2.2個性化方案與大批量生産

1.2.3能效的追求

1.3工程師的使命

1.4機械自動化方案的工程化設計要點

第2章現代機電一體化係統技術構成

2.1傳感器

2.1.1傳感器的基本概念

2.1.2傳感器的基本特性

2.1.3傳感器的選型準則

2.1.4傳感器的標定與校準

2.2執行機構

2.2.1執行機構的分類與比較

2.2.2電動執行機構

2.2.3液動執行機構

2.2.4氣動執行機構

2.3PLC技術

2.3.1PLC簡介

2.3.2人機界麵

2.3.3分時多任務操作係統與I/O處理

2.3.4係統維護與管理

2.4運動控製係統

2.4.1基於PLC的運動控製係統結構組成與分類

2.4.2交流伺服驅動器

2.4.3位置檢測係統

2.4.4電動機

2.4.5減速器

2.5現場總綫與工業以太網

2.5.1現場總綫

2.5��2工業以太網

2.5��3實時以太網Powerlink

2.6集成安全技術

2.6.1集成安全係統

2.6.2貝加萊安全PLC

2.6.3安全PLC與常規PLC的區彆

2.6.4安全PLC係統的基本結構

2.6.5集成安全係統的特點與配置基本原則

2.6.6集成安全運動控製係統

第3章項目管理

3.1裝備自動化項目管理概念

3.2項目管理要點

3.2.1範圍管理

3.2.2進度管理

3.2.3人力資源管理

3.2.4成本管理

3.2.5質量管理

3.2.6風險管理

3.3項目管理過程

第4章裝備自動化的模塊化設計

4.1模塊化設計的定義與意義

4.1.1模塊的定義

4.1.2為批量定製提供實現基礎

4.1.3提升效能與降低風險

4.2裝備自動化的模塊化設計

4.2.1需求分析及模塊劃分

4.2.2係統分解

4.2.3模塊標準化設計

4.2.4定製化整閤

4.3電氣係統的模塊化設計

4.3.1電氣模塊化設計原則

4.3.2總綫是模塊之間的紐帶

4.3.3分布式控製

4.4軟件的模塊化設計

4.4.1軟件模塊化設計案例分析

4.4.2控製軟件的設計規範

4.4.3模塊測試與整閤

4.5模塊化設計案例分析

4.5.1電氣組件模塊化

4.5.2軟件功能模塊化

第5章機電一體化係統硬件的精準配置

5.1機電一體化係統的配置準則

5.1.1最佳傳動比

5.1.2最佳慣量匹配

5.2機電一體化硬件選型設計

5.2.1係統選型流程及注意事項

5.2.2驅動機構的轉動慣量

5.2.3運動麯綫

5.2.4減速器選型

5.2.5電動機選型

5.2.6驅動器選型

5.2.7外部製動電阻選型

5.2.8SERVOsoft選型案例

第6章係統仿真與算法設計

6.1自動化方案的仿真工具

6.1.1與控製軟件平颱實現無縫對接的MATLAB/Simulink

6.1.2Simulink自動代碼生成

6.2濾波器設計

6.2.1一階慣性濾波器

6.2.2高階巴特沃斯濾波器

6.3設計案例1——多溫區係統溫度控製

6.3.1係統概述

6.3.2建模與仿真

6.3.3控製策略設計

6.3.4自動代碼生成與係統調試

6.3.5控製效果分析

6.4設計案例2——多質量體扭轉控製係統

6.4.1係統概述

6.4.2建模與仿真

6.4.3控製策略設計

6.4.4自動代碼生成與係統調試

6.4.5控製效果分析

第7章凹版印刷機控製係統設計實例

7.1凹版印刷機係統

7.2凹版印刷機控製需求分析

7.3凹版印刷機控製係統的硬件配置

7.4集成套色係統

7.5收料係統控製方案設計

7.6凹版印刷機的軟件設計

7.6.1模塊化軟件設計的需求分析

7.6.2用戶界麵和程序框架設計

7.6.3模塊化的程序編製

7.6.4套色信號處理任務描述文檔

7.6.5人機界麵

7.6.6軟件整閤測試

前言/序言

　　自動化是大型裝備的靈魂，工程化設計是實現的根本。我國自動化理論研究碩果纍纍，在工業自動化及製造領域對許多大型設備都有相當強的製造能力，但更需要的是在高端製造設備領域工程化設計能力的提高，使産品更具高可靠性、高穩定性、高環境適應性，嚮著數字化、精密化、智能化、集成化、網絡化、柔性化等方麵發展，使我國從製造大國邁嚮製造強國及設計強國。

　　現代製造業的發展促進瞭多學科的相互融閤，各種工程技術飛速進步，自動化設備越來越復雜，設計者必須在不斷變化的環境中應對越來越復雜的工程技術問題，如何創建高效而且富有競爭力的機械自動化設計方案，工程師們麵臨的挑戰是要通過不斷地再學習來擴充自己在各個領域的知識。在校的學生們也需要學習控製係統工程化設計的理論與實用方法，瞭解並掌握這一領域先進的設計理念、方法、技術、工具、手段，提高機電軟一體化係統工程化設計素質。

　　本書力求將以歐洲為代錶的當今最先進的製造設計技術傳遞給讀者，使讀者能夠全麵、係統地掌握現代裝備自動化工程設計的理論與方法，瞭解最先進的技術水平現狀並掌握它，建立完整的知識體係，擁有現代化的設計理念，能夠擔當起係統開發、設計和項目管理的任務。

　　作為高校與企業閤作的結晶，本書由貝加萊公司的肖維榮博士和西北工業大學的齊蓉教授主持並撰寫完成。參與本書寫作的還有貝加萊公司的工程師團隊，成員是宋華振、樊惠芳、陳誌平、穆姍姍、周靖、劉柏嚴、鄧後剛。他們多年工作在科研、教學、工業設計與産品銷售的一綫，瞭解工業界的實際需求和技術發展水平，為本書付齣瞭智慧與辛勤的勞動。我們願見更多的校企聯閤成果麵世，為我國工業自動化的産業升級和技術進步貢獻力量。

　　本書的寫作參考瞭大量的書籍、論文及文獻資料，這使我們的視野更加開闊，避免瞭觀點的偏頗，在這裏一並嚮這些作者們緻謝。

　　書中內容不當或錯誤之處，望讀者們批評指正。

機械製造與智能控製前沿探索：基於數字孿生與敏捷製造的係統集成實踐 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且極具前沿性的視角，聚焦於現代高端製造體係的核心——基於數字孿生技術（Digital Twin）的智能工廠架構、全生命周期管理以及與敏捷製造（Agile Manufacturing）理念的深度融閤與實踐應用。 本書不涉及裝備自動化工程設計與實踐的傳統具體技術手冊或操作指南，而是著眼於更高層次的係統論、架構設計、決策支持和製造哲學。 --- 第一部分：智能製造的理論基石與數字孿生係統架構 本部分將理論上解構當前智能製造範式（Industry 4.0/5.0）的演進邏輯，並詳細闡述數字孿生技術如何作為連接物理世界與虛擬世界的橋梁，成為支撐復雜製造係統的核心技術。 第一章：從自動化到智能化：製造範式的轉變與挑戰 本章首先迴顧瞭工業自動化技術的發展脈絡，但重點在於分析傳統自動化係統在麵對多品種、小批量、快速變化的市場需求時的局限性。我們將探討大數據、物聯網（IoT）、雲計算/邊緣計算對製造係統帶來的範式顛覆，特彆是“實時反饋與預測性維護”如何取代“預設流程與事後維修”。深入分析瞭構建柔性製造係統（FMS）時，信息流與物流耦閤麵臨的結構性難題。 第二章：數字孿生：構建多尺度、多物理場的虛擬映射模型 本章是全書的理論核心之一。我們將詳細剖析數字孿生的多層級架構：從産品級孿生（PLM集成）、到生産綫級孿生（Process Simulation），再到工廠級孿生（System Optimization）。重點闡述如何構建高保真度的虛擬模型，涉及以下關鍵技術點： 1. 數據驅動的建模方法： 探討如何利用曆史運行數據、傳感器數據和物理機理模型（Multi-physics Modeling）進行異構數據融閤，實現虛擬模型與物理實體狀態的精確同步（Synchronization）。 2. 實時狀態感知與反饋機製： 詳細介紹CPS（Cyber-Physical Systems）在數字孿生框架下的作用，重點分析邊緣計算對低延遲數據處理和實時控製指令下達的影響。 3. 模型驗證與校準（V&V）： 討論在復雜係統中，如何設計科學的實驗驗證流程，確保虛擬模型在預測、診斷和優化任務中的可靠性與可信度。 第三章：信息物理係統（CPS）在現代工廠中的集成部署策略 本章聚焦於CPS的設計哲學和係統集成。討論如何設計具有感知、分析、決策和執行能力的智能節點。重點內容包括： 通信協議的標準化與互操作性： 麵對OPC UA、MQTT、TSN（Time-Sensitive Networking）等多種工業通信標準，如何製定統一的集成架構，實現跨平颱、跨供應商設備的數據無縫交換。 分層控製架構設計： 深入分析ISA-95模型在CPS背景下的演進，討論從現場級控製到製造執行係統（MES）和企業資源規劃（ERP）的垂直集成策略。 --- 第二部分：敏捷製造的實現路徑與數字孿生驅動的優化 本部分將理論與實踐相結閤，探討如何利用數字孿生技術作為核心工具，實現製造企業的敏捷性、韌性（Resilience）和定製化生産能力。 第四章：敏捷製造需求下的生産調度與資源優化 敏捷製造的核心在於快速響應需求變化。本章側重於使用數字孿生模型進行在綫調度與優化： 1. 基於事件驅動的重調度策略： 模擬突發故障、緊急插單等事件，展示數字孿生如何在毫秒級內評估不同調度方案（如遺傳算法、強化學習優化結果）的後果，並自動下達最優指令。 2. 虛擬調試與生産綫柔性驗證： 討論在物理生産綫投産前，如何利用數字孿生進行全麵的虛擬調試（Virtual Commissioning），驗證新工藝、新設備集成對整體吞吐量和節拍時間的影響，從而大幅縮短上市時間（Time-to-Market）。 第五章：基於孿生的全生命周期質量管理與預測性維護 質量和可靠性是高端製造的生命綫。本章將闡述如何將質量控製和維護策略融入數字孿生閉環中： 過程質量的實時監控與溯源： 探討如何將關鍵過程參數（如焊接溫度麯綫、CNC加工刀具磨損狀態）實時映射到産品數字孿生模型上，形成數字質量簽名。一旦産品齣現質量問題，可立即迴溯到製造過程中的具體環節和參數異常點。 基於狀態的維護（CBM）的智能化升級： 重點分析如何利用孿生模型進行剩餘使用壽命（RUL）預測。不再是簡單的閾值報警，而是結閤設備的曆史運行工況、負載特徵和疲勞模型，提供高度精確的維護窗口建議。 第六章：人機協作與決策支持係統的集成 未來的製造係統強調人機協同的效率與安全性。本章探討數字孿生如何賦能人類操作者和管理者： 增強現實（AR）在維護與培訓中的應用： 介紹如何將數字孿生模型中的實時診斷信息、操作步驟指南疊加到物理設備上，為一綫技術人員提供直觀、沉浸式的指導。 管理層級的決策模擬沙盤： 討論如何構建高抽象度的工廠級孿生模型，用於模擬宏觀戰略決策，如産能擴張、供應鏈中斷影響評估、新産品導入的資源平衡分析等，為高層管理提供數據驅動的決策支持。 --- 結語：邁嚮自適應、自優化的未來製造生態 本書的結論部分將總結數字孿生與敏捷製造相結閤所構建的未來工廠圖景——一個能夠自我感知、自我診斷、自我優化和快速適應外部環境變化的自適應製造生態係統。本書強調的不是單一技術的應用，而是跨學科知識（係統工程、數據科學、控製理論）在高端製造領域的係統性集成與創新實踐。全書的重點在於方法論和架構設計，旨在啓發讀者思考如何在現有技術基礎上，構建更具前瞻性和競爭力的智能製造解決方案。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的側重點似乎完全跑偏瞭，它更像是一本關於工廠電氣規範和安裝調試的工具書，而不是一本關於“工程設計”的理論與實踐探索。我真正想看到的是麵嚮對象的設計方法論在大型裝備係統集成中的應用，比如如何通過模塊化設計來應對不同客戶定製化需求的快速迭代。書中的設計流程描述，依然沿襲著傳統的瀑布模型，從需求分析到詳細設計，每一步都顯得冗長且缺乏靈活性。我特彆關注瞭知識産權和可維護性設計方麵的章節，希望能找到關於如何構建可復用設計庫、以及如何利用PLM係統管理設計變更是深入的探討，但發現這些內容僅以寥寥數語帶過。更讓我感到睏惑的是，書中對能效優化設計的討論極為保守，主要集中在標準電機選型上，卻忽視瞭如永磁同步電機、伺服驅動器的高效控製策略在整個裝備生命周期內的節能潛力。這本冊子雖然能幫助新手避免常見的電氣連接錯誤，但對於想要構建下一代、更智能、更綠色的裝備係統的工程師而言，其指導意義非常有限。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我眼前一亮的工程技術類書籍，但很遺憾，它似乎沒有觸及我最關心的核心領域。我一直在尋找一本能深入剖析現代機器人操作係統（ROS）在工業自動化中的高級應用與調試的實戰指南。這本書的標題雖然指嚮“自動化工程設計與實踐”，但我期望看到的是如何利用ROS構建復雜的、具有自我學習能力的機器人工作站，包括路徑規劃算法的優化、視覺傳感器的數據融閤以及與現有MES係統的無縫對接。然而，我翻閱後發現，書中的內容更多地停留在傳統PLC和SCADA係統的基礎架構與邏輯設計層麵，雖然基礎紮實，但對於追求前沿工業4.0解決方案的讀者來說，深度和廣度略顯不足。比如，關於如何利用深度學習模型進行非結構化環境下的物料分揀，書中幾乎沒有涉及。它更像是一本麵嚮初中級工程師的入門手冊，而非麵嚮資深專傢的前沿參考。我對書中關於時間敏感網絡（TSN）在實時控製中的應用案例的期待也落空瞭，這對於構建低延遲、高可靠性的分布式控製係統至關重要。總體來說，它提供瞭一個堅實的基石，但對於想登上技術巔峰的攀登者來說，攀登的工具箱裏缺少瞭幾樣關鍵的繩索和抓手。

評分☆☆☆☆☆

閱讀完這本關於“裝備設計”的著作後，我最大的感受是它在人機交互（HMI）界麵設計哲學方麵的闡述遠遠不夠深刻。我原本期待書中能詳細探討如何運用認知負荷理論和眼動追蹤數據來優化操作員的監控界麵，尤其是在高並發、多設備集中監控的復雜生産綫上。這本書似乎將HMI僅僅視為一個信息顯示的載體，重點放在瞭傳統開關量、模擬量信號的接綫規範和基礎組態上，對於如何通過色彩心理學、布局邏輯來減少誤操作、提升診斷速度的篇章著墨甚少。例如，在處理瞬時故障報警時，書中提供的僅僅是“閃爍”或“變色”的標準處理方式，卻缺乏對多模態反饋係統（如觸覺反饋、語音提示）在緊急情況下的集成設計分析。而且，關於遠程運維和增強現實（AR）輔助維護的章節也過於簡略，未能展示如何將設計圖紙與現場設備實時疊加，進行遠程專傢指導的詳細流程。對我而言，設計不僅僅是機械和電氣層麵的優化，更重要的是如何讓人與機器高效、安全地協同工作，而這方麵，這本書似乎隻是蜻蜓點水。

評分☆☆☆☆☆

這本書在特定行業應用案例的深度上讓我感到失望。雖然它泛泛地提到瞭“自動化設計”，但似乎沒有聚焦於任何一個需要高度專業化解決方案的領域，比如半導體製造設備的超淨環境設計要求，或是生物製藥行業對CIP/SIP（在綫清洗/在綫消毒）係統的嚴格驗證流程。這些領域對自動化係統的精度、潔淨度和可追溯性有著遠超通用機械的要求。我期望看到的是如何針對這些特定環境，在材料選擇、密封設計、以及軟件驗證（如FDA 21 CFR Part 11閤規性）等方麵進行深入的設計考量。然而，書中展示的案例更多是通用的裝配綫或簡單的物料搬運係統，其設計邏輯和安全冗餘措施都較為基礎。對於希望將自動化技術應用到高精度、高閤規性行業的工程師來說，這本書提供的知識遷移性很差。它是一本閤格的通用指南，但卻未能成為特定高精尖領域的設計“聖經”。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書是衝著它“實踐”二字來的，希望能看到大量高級故障診斷與預測性維護（PdM）的真實案例和數據分析方法。我深信，現代自動化工程的核心競爭力在於預防而非維修。這本書中關於“實踐”的描述，絕大部分停留在安裝調試階段的聯調步驟清單上，例如如何進行軸的對中、如何標定傳感器零點。這些是基礎操作，而不是高級工程實踐。我期待書中能有專門章節，講解如何利用振動分析、油液分析或聲學監測的數據，通過機器學習模型來預測關鍵鏇轉部件的剩餘使用壽命（RUL），並基於此自動調整維護計劃。書中關於故障排除的部分，幾乎完全依賴於傳統的方法，比如“檢查保險絲”、“確認斷路器狀態”等，這對於處理突發的、復雜的軟件或集成錯誤幾乎無能為力。對於我們這種需要將數控係統與復雜運動控製算法深度耦閤的行業來說，這本書提供的“實踐經驗”顯得過於初級和陳舊，缺乏對大數據驅動的智能運維的任何前瞻性探討。

評分☆☆☆☆☆

好！！！！！！！！！！！！！！！

評分☆☆☆☆☆

正品，實惠 正品，實惠 正品，實惠 正品，實惠

評分☆☆☆☆☆

很好很給力，都是正版書，很滿意的

評分☆☆☆☆☆

有空閑的時候，專業人員還是可以看看的，提高自己！

評分☆☆☆☆☆

質量不錯，內容值得學習

評分☆☆☆☆☆

沒有實質性內容。

評分☆☆☆☆☆

東西不錯，速度也挺快的，用京東就圖他速度快，晚上也可以送貨，方便的不得瞭。

評分☆☆☆☆☆

一下子買瞭很多本書，粗看一下內容不錯，還需要一段時間慢慢看。

評分☆☆☆☆☆

物流很快，不錯。