智能製造關鍵技術與工業應用叢書

本書以智能行為決策為主線，系統闡述了自主機器人在複雜動態環境下實現智能感知、自主規劃和學習控制的理論基礎與關鍵技術。全書共7章，內容涵蓋自主機器人在感知、理解、規劃、決策、控制、協同等方面的核心技術。第1章介紹了自主機器人的定義、特徵、分類及發展歷程，並分析了自主機器人面臨的需求、挑戰與發展趨勢等。第2章探討了機器人的感知與環境理解技術，包括視覺、力覺感知原理，多傳感器融合感知，自主定位與建圖，以及場景理解與語義地圖構建。第3章系統闡述了自主決策的基礎理論，如強化學習、深度強化學習、行為識別理論及人類反饋方法等。第4章和第5章分別討論了移動機器人的自主路徑規劃與控制，以及機械臂的自主抓取與控制策略。其中，針對複雜動態環境，提出了改進的感知、規劃與學習控制算法。第6章則專門探討了智能人機交互與協作技術，重點分析了人體行為意圖識別與預測方法，為實現自然、高效的人機協同提供了新思路。第7章介紹了自主機器人技術的系統應用與發展展望。本書可供從事機器人、人工智能、模式識別、自動控制等領域的科研人員和工程技術人員參考，也可以作為相關專業高年級本科生和研究生的學習參考書。

本書針對多種標準拓撲結構的生產系統，聚焦考慮柔性生產特性的系統暫態建模和性能評估問題，揭示了基於標準拓撲結構的生產系統暫態生產機理。全書共10章，包含4個部分的內容：第1 部分（第1章和第2章）介紹了智能製造及生產系統的研究背景和生產系統的數學建模內容；第2 部分（第3章至第6章）針對串行系統、裝配系統、閉環系統、返工系統進行具體的暫態性能分析與系統性質討論；第3 部分（第7章和第8章）圍繞串行系統，分別討論了暫態運行中的隨機加工質量問題和機器控制問題；第4 部分（第9章和第10章）討論了面向專用緩衝區以及多品種小批量的柔性生產線的暫態過程性能分析問題。本書可作為系統工程、機械工程、工業工程等專業相關課程的教學參考書，亦可供從事智能製造、生產管理、系統控制等專業領域的技術人員參考使用。

本書主要闡述了產品可持續設計與智能優化的基本方法和關鍵技術，並配合相關的工程案例進行了解析。主要涵蓋可持續設計的內涵和實施情況，模塊化設計、創新設計兩種常用的可持續設計方法和遺傳算法、粒子群優化、人工神經網絡三種典型的智能優化方法，並從產品層角度論述了減量化設計、可拆卸設計、再製造設計、增材製造設計、全生命週期評價、低碳設計等可持續設計關鍵技術，最後從系統層論述了服務系統可持續設計方法，並整理了一些成功的可持續設計案例供讀者參考賞析，理論與應用相結合，實用性強。本書既是產品設計人員、工程技術開發人員的技術參考書，又是機械工程等專業教師、高年級本科生、研究生的參考書。

本書系統地介紹了激光金屬增材製造技術及其應用，結合作者多年在激光增材製造領域的研究工作，主要圍繞激光選區熔化和激光定向能量沉積兩種代表性工藝技術，總結了目前激光金屬增材製造領域最受關注的前沿工藝技術、設計方法及應用。重點介紹了大尺寸激光選區熔化、激光金屬增減材複合製造、高反/難熔材料激光增材製造、多材料激光金屬粉床增材製造、複雜模具激光金屬增材組合製造、醫用材料激光金屬增材製造等方面的關鍵技術、最新研究進展與應用案例。此外，詳細介紹了增材製造工藝約束與結構設計方法和基於拓撲密度雲/應力雲的多孔結構設計方法，總結了功能性創新多孔結構的研究進展。最後，從材料創新、裝備創新、工藝創新等方面展望了激光金屬增材製造的技術前沿與發展趨勢。本書可供機械工程、材料科學、光學工程、裝備製造、生物醫療等領域的科技工作者及相關領域的技術人員、高等院校師生及與其有關的技術工人閱讀和參考。