CPS：新一代工业智能 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 李杰（Jay Lee），邱伯华，刘宗长，魏慕恒 著

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出版社： 上海交通大学出版社

ISBN：9787313167699

版次：1

商品编码：12069707

包装：精装

开本：32开

出版时间：2017-04-01

用纸：特种纸

产品特色

内容简介

　　赛博-实体系统(Cyber-Physical System ,CPS),相较于传统工业系统，它更关注于机器自主认知、预测和决策能力的实现，并在此基础上，实现工业和信息系统在感知、分析、决策、控制和管理等方面的深度融合。本书立足于工业领域的现状和发展需求,共有6个篇章，分别是现代工业的挑战与机遇、CPS的技术本质与内涵、CPS的技术体系与工业智能实现、CPS的应用体系与智能体（agent）实现、CPS的应用实践案例、CPS为中国产业升级带来的机会空间。
　　本书是中国首本系统介绍 CPS理论和应用的图书，为中国工业迈向智能时代带来新思维和新路径，可作为产学研各个领域学习及发展CPS技术的参考资料。同时，本书也适合对制造领域感兴趣的大众读者阅读，并能为广大读者带来创造性的启发。

作者简介

　　李杰（Jay Lee），教授，美国辛辛那提大学（Univ.of Cincinnati）特聘讲座教授，美国国家科学基金会（NSF）智能维护系统研究中心（IMS）主任，上海交通大学特聘讲座教授，长江学者和中组部千人计划专家，自2000年起领导全球工业大数据分析与智能维护系统技术研发；2013年，担任美国白宫信息物理系统与美国挑战项目顾问；2016年起，担任美国麦肯锡（McKinsey&Company;）全球顾问。李杰教授是美国机械工程学会（ASME）及美国制造工程学会（SME）的会士。目前的研究方向包括以工业大数据分析、赛博-实体系统技术（CPS）、智能维护系统和产品及服务主控式创新创值设计（Dominant Innovation），自2000年起与全球超过90家企业合作研发与应用上述领域的技术和成果。李杰教授的研究突破了传统机械设备故障预测的理论、方法和技术，其关键性技术得到国际学术界的认可与高度评价，被美国《财富》杂志誉为“21世纪全球三大热门技术”之一。他所著的《工业大数据》与 《从大数据到智能制造》在中国读者和企业中广受好评。

　　邱伯华，研究员，中国船舶工业系统工程研究院海洋智能技术中心主任，专注以CPS为核心的船舶智能化和以工业大数据分析为核心的船舶智能信息服务体系技术研究与应用研究。长期主持智能船舶技术和舰船综合状态评估与健康管理技术的研究与应用实践工作，多次获得国防科技进步奖和舰船工业科技进步奖，并担任工信部通导与智能系统专家组专家等社会职务。

　　刘宗长，美国辛辛那提大学智能维护系统研究（IMS）中心博士生，获上海交通大学电气工程学士和美国密歇根大学机械工程学士学位。从2012年起担任IMS中心研究助理，主要研究方向包括工业大数据智能算法和赛博-实体系统技术（CPS），参与项目所涉及的企业包括法国阿尔斯通、比利时鲁汶机电技术中心、美国国家仪器、中国中车、中国船舶工业集团和上海电气等。2016年与李杰教授和IMS中心博士团队共同创立北京天泽智云科技有限公司，并担任技术研发副总裁。

　　魏慕恒，博士，毕业于清华大学自动化系，中国船舶工业系统工程研究院海洋智能技术中心高级工程师，从事以CPS为核心的船舶智能化和以工业大数据分析为核心的船舶智能信息服务体系研究与应用工作。

目录

第1章 现代工业的挑战与机遇
1.1 现代工业遇到了什么挑战?
1.2 生产系统组织关系的价值瓶颈
1.3 CPS如何满足新工业革命的要求
第2章 CPS的技术本质与内涵
2.1 从电影《天空之眼》了解 CPS
2.2 CPS的发展历程
2.3 CPS的广义内涵与狭义内涵
2.4 CPS的实体空间与赛博空间
2.5 CPS面向工业智能化的技术特性
第3章 CPS的技术体系与工业智能实现
3.1 CPS的5C技术体系架构
3.2 从人的智慧方式理解CPS
3.3 CPS用以满足工业智能的可成长性
3.4 工业智能的CPS实现:“人的智慧”VS“物的智慧”
第4章 CPS的应用体系与智能体(agent)实现
4.1 CPS的应用体系
4.2 层级化CPS的应用
4.3 CPS的3个基本单元: 智能控制单元、智能管理单元与认知环境
4.4 CPS的基础应用条件
第5章 CPS的应用实践案例
5.1 CPS智能控制单元应用: 丰田公司智能控制案例
5.2 CPS的智能管理单元应用: 轴承智能管理
5.3 CPS的智能管理应用: 智慧风场
5.4 CPS智能体系应用: 中船集团业态融合CPS体系实践
第6章 CPS为中国产业升级带来的机会空间
6.1 中国、美国和德国的产业优势与转型路径
6.2 CPS在中国的挑战和应用机会
6.3 CPS可为中国工业带来的启示与改变
6.4 结语

架构设计与前沿实践：现代软件系统的构建之道 图书简介 在信息技术飞速发展的今天，软件系统已成为驱动社会进步的核心动力。无论是支撑全球化业务的复杂企业应用，还是关乎民生的关键基础设施，其稳定、高效、可扩展的运行，无不依赖于精心设计的架构。本书《架构设计与前沿实践：现代软件系统的构建之道》深入剖析了构建高性能、高可用、可维护的现代软件系统的核心理念、关键技术与最佳实践。它并非聚焦于特定领域的工业智能化，而是致力于为所有希望掌握现代软件架构精髓的工程师、架构师和技术管理者提供一套全面而实用的指导手册。 本书结构严谨，内容涵盖了从宏观的架构选型到微观的技术实现细节，旨在帮助读者建立起清晰的系统化思维，能够应对日益复杂的工程挑战。 第一部分：软件架构的基石与演进 本部分首先奠定了理解现代架构的基础。我们将探讨软件架构的本质、核心驱动力（如性能、安全性、可维护性）以及架构决策的重要性。 1. 架构的定义与核心属性： 深入解析良好架构所必须具备的质量属性（Quality Attributes），如可靠性、可扩展性、可观测性等，并阐述如何通过权衡不同属性来满足特定的业务需求。 2. 架构模式的演变： 回顾并分析了从单体架构到分层架构，再到面向服务架构（SOA）的发展历程。重点剖析了微服务架构（Microservices Architecture, MSA）的优势、挑战以及何时应当采用，何时需要谨慎选择。我们详细比较了宏核（Monolith）与微服务在团队组织、部署频率、技术栈灵活性上的差异。 3. 领域驱动设计（Domain-Driven Design, DDD）的战略与战术： 架构的成功与业务领域模型的清晰度息息相关。本章详述 DDD 的核心概念，包括限界上下文（Bounded Context）、通用语言（Ubiquitous Language）、上下文映射（Context Mapping）等。我们将演示如何利用 DDD 的方法论来划分服务边界，确保系统结构与业务逻辑精准对齐，避免“代码即架构”的陷阱。 第二部分：分布式系统的核心挑战与解决方案 随着系统复杂度的增加，分布式架构已成为主流。本部分聚焦于分布式系统中无法回避的难题，并提供了经过验证的解决方案。 4. 数据一致性与事务管理： 探讨在多服务环境下，如何处理分布式事务。本书详细介绍了两阶段提交（2PC）的局限性，并重点讲解了Saga 模式（Choreography 和 Orchestration 两种方式）以及事件溯源（Event Sourcing）在保持最终一致性方面的应用。 5. 服务间通信的艺术： 比较了同步通信（RESTful API、gRPC）和异步通信（消息队列、事件流）的适用场景。对于异步通信，我们深入探讨了 Kafka、RabbitMQ 等主流消息中间件的特性，以及如何设计健壮的消息投递与重试机制，以确保数据的可靠传递。 6. 容错性与弹性设计： 系统不可避免地会发生故障。本章阐述了如何构建具有弹性（Resilience）的系统。内容包括断路器（Circuit Breaker）、超时与重试策略、限流（Rate Limiting）、舱壁模式（Bulkhead）的应用，以及如何通过混沌工程（Chaos Engineering）来主动验证系统的故障恢复能力。 第三部分：现代基础设施与运维实践 架构的有效落地离不开现代化的基础设施和高效的运维模式。本部分将视野扩展到部署、监控和自动化。 7. 容器化与编排： 深入剖析 Docker 在标准化部署中的作用，并详细讲解 Kubernetes (K8s) 作为容器编排事实标准的强大能力。内容包括 Pod、Service、Deployment、StatefulSet 等核心对象的配置，以及如何利用 K8s 的声明式配置实现高可用部署。 8. 持续交付与自动化（CI/CD）： 阐述实现快速、可靠交付的流水线设计。探讨蓝绿部署（Blue/Green Deployment）、金丝雀发布（Canary Release）等高级部署策略，以及如何将自动化测试深度集成到交付流程中，实现“小步快跑”。 9. 全栈可观测性（Observability）： 现代系统需要超越传统的简单监控。本章聚焦于“三支柱”——日志（Logging）、指标（Metrics）和追踪（Tracing）的整合。详细介绍 Prometheus/Grafana 在指标收集与可视化中的应用，以及使用 OpenTelemetry 等标准进行分布式请求追踪，从而快速定位复杂服务调用链中的性能瓶颈。 第四部分：架构的治理与演进 架构并非一劳永逸的设计，它需要被持续管理和演进。 10. 架构治理与文档化： 探讨如何通过架构评审、技术委员会等机制来保证架构决策的一致性。强调使用 C4 模型等现代方法进行架构文档的清晰表达，确保团队对系统的理解同步。 11. 技术债管理与重构策略： 分析技术债的产生原因及其对系统长期健康的影响。提供了一套结构化的技术债评估与偿还框架，指导团队如何在日常开发中平衡新功能的需求与系统健康度的维护。 12. 云计算的架构影响： 讨论Serverless、FaaS（Function as a Service）等新的计算范式如何影响传统架构设计。分析云原生（Cloud-Native）理念，并指导读者如何根据成本、性能和运维复杂性，做出正确的云服务选型和混合云部署决策。 目标读者： 本书面向有一定软件开发经验，渴望深入理解和实践现代、大规模、高可靠性软件系统架构的软件工程师、技术负责人、系统架构师，以及负责技术战略规划的中高层技术管理者。通过本书的学习，读者将能够跳出具体语言和框架的限制，掌握构建未来系统的通用工程思维和技术蓝图。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述方式非常有感染力，它没有像很多技术书籍那样，上来就抛出一大堆理论和公式，而是通过层层递进的方式，将CPS这个复杂概念一点点展现在读者面前。我感觉作者就像是在和我进行一次深入的对话，引导我去理解工业智能的演进过程，以及它为何会成为“新一代”的代表。从工业1.0到4.0，每一个阶段的变革都给我留下了深刻的印象，尤其是当CPS概念出现时，我能感受到那种质的飞跃。书中对“互联互通”的强调让我意识到，未来的工业不再是孤立的个体，而是构成一个庞大而精密的生态系统。每一个设备、每一个环节都能像生活中的手机一样，随时随地连接到网络，进行信息交换和协同工作。这带来的不仅仅是效率的提升，更是整个生产流程的柔性化和智能化。我从中看到了解决当前制造业瓶颈的希望，例如如何实现大规模的个性化定制，如何让生产过程更加绿色环保，以及如何应对复杂多变的全球供应链。这本书让我对中国工业的未来发展充满了信心，相信CPS技术一定能帮助中国制造业迈向世界前沿。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅《CPS：新一代工业智能》的过程中，我最大的感受就是科技的力量能够如此深刻地改变一个行业的面貌。这本书让我意识到，我们所处的工业时代正经历着一场前所未有的变革，而CPS正是这场变革的核心驱动力。它不仅仅是简单地将物理设备与互联网连接起来，更重要的是，它赋予了这些设备“思考”和“行动”的能力。书中对“实时监控”和“数据驱动”的详细阐述，让我理解了CPS系统是如何通过持续不断地收集和分析数据，来优化生产流程，提高效率，并降低成本的。我脑海中浮现出的是一个高度智能化的工厂，其中的每一个环节都紧密相连，信息畅通无阻，就像一个有机体一样高效运转。书中还强调了“安全性”和“可靠性”在CPS系统中的重要性，这让我意识到，在追求智能化的同时，确保系统的稳定运行和数据安全同样至关重要。这本书让我对未来的工业生产有了更清晰的认识，它不仅仅是关于机器的进步，更是关于如何通过技术的力量，创造一个更高效、更智能、更可持续的工业未来。它让我对“工业4.0”有了更深刻的理解，并且充满期待。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对工业领域充满好奇的普通读者，我最近偶然翻阅了《CPS：新一代工业智能》这本书，虽然我不是技术专家，但这本书却以一种引人入胜的方式，为我打开了一扇通往未来工业世界的大门。它没有充斥着我难以理解的专业术语，而是通过生动的故事和贴切的比喻，将那些看似高深莫测的“CPS”概念一一呈现。我仿佛看到，昔日冰冷、机械的工厂，如今正被赋予“智慧”的生命。自动化流水线上的机器人不再是简单的执行者，而是能够根据实时数据自主判断、调整，甚至与人类协作的伙伴。我尤其对书中描述的“数字孪生”技术印象深刻，想象一下，现实中的每一个设备、每一条生产线，都能在虚拟世界中拥有一个精准的“克隆体”，工程师们可以在这个虚拟空间中进行模拟、测试、优化，大大降低了实际操作的风险和成本。书中的案例分析也十分精彩，从汽车制造到航空航航天，各个行业都在经历着CPS带来的深刻变革，这种变革不仅仅是技术的迭代，更是生产模式、管理理念的颠覆。它让我思考，未来的工业会是什么样子？是更高效、更灵活，还是更具韧性，更能应对各种突发状况？这本书提供了一个非常具象的视角，让我对这些问题有了更清晰的认识。它不是一本冷冰冰的技术手册，更像是一场关于工业未来的思想盛宴，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直就像是一本关于“工业大脑”的科普读物，让我这个对工业生产了解不多的普通人，也能够轻松理解CPS的核心理念。我之前总觉得工业生产是很枯燥、很固定的流程，但读完这本书，我才明白，原来工业的世界正在变得越来越“聪明”。它不再是简单的“你说我做”的模式，而是具备了“思考”和“学习”的能力。就像书里讲到的，CPS系统就像是给工厂装上了一个高度发达的神经系统和大脑，能够收集海量的数据，然后进行分析、决策，甚至预测未来可能出现的问题。我特别喜欢其中关于“预测性维护”的章节，以前设备坏了只能等着修，现在有了CPS，可以在设备出现故障前就提前发现，然后进行维护，这样就可以大大减少停机时间，节省大量的维修成本。而且，这本书还强调了“人机协作”，这让我觉得很惊喜，我以为未来工业就是机器人取代一切，但书中却指出，CPS技术更多的是为了赋能人类，让人类从重复、危险的工作中解放出来，去做更有创造性、更有价值的事情。它描绘了一个人与智能机器和谐共处的工业未来，这让我感到非常兴奋和期待。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新兴科技领域抱有浓厚兴趣的读者，我最近接触到了一本名为《CPS：新一代工业智能》的书籍，它为我描绘了一个令人神往的未来工业蓝图。这本书并没有拘泥于某个单一的技术层面，而是从一个更为宏观的视角，深入浅出地解析了CPS（赛博物理系统）如何重塑制造业的方方面面。我尤其被书中关于“数字化转型”的论述所吸引，它不仅仅是简单的信息化升级，更是一场涉及运营、管理、甚至商业模式的全面革新。书中通过大量生动的案例，展示了CPS如何在实际生产环境中发挥其“智慧”作用，例如通过数据分析优化能源消耗，实现智能化的质量控制，以及构建更加敏捷和弹性的供应链。我曾一度认为工业生产是单调且缺乏创意的，但这本书彻底颠覆了我的认知。它揭示了CPS如何通过集成物理世界和数字世界，创造出前所未有的可能性，例如实现高度定制化的生产，并以前所未有的速度响应市场变化。书中对于“智能决策”和“自主学习”的阐述，让我仿佛看到了一个真正意义上的“自主工厂”，它能够在没有人工干预的情况下，独立完成复杂的生产任务。这本书不仅仅是一本关于技术介绍的书籍，它更像是一次对未来工业发展的深度思考，为我打开了新的视野。

评分☆☆☆☆☆

京东买书的确方便~~~还是优先考虑在京东买

评分☆☆☆☆☆

一直放着，还没有看，李杰博士的书值得看

评分☆☆☆☆☆

很棒的书，内容深入浅出，先好评哦。

评分☆☆☆☆☆

书籍很不错，是正版，可以购买

评分☆☆☆☆☆

很棒的书，内容深入浅出，先好评哦。

评分☆☆☆☆☆

哈哈哈哈哈哈哈哈

评分☆☆☆☆☆

还可以还可以，物流快，送货快。

评分☆☆☆☆☆

挺好的，进一步加深了对CPS的认识，智能制造必读！

评分☆☆☆☆☆

赶上优惠买了一堆书 幸福感爆棚哦吼吼