前言
第1章概论1
11制造循环工业系统的背景1
111“双循环”新发展格局1
112新发展格局下的制造业2
113国家政策和企业实践3
12制造循环工业系统的相关概念4
121制造业集群4
122制造循环工业系统6
123循环模式7
13内容概述8
第2章制造循环工业系统“三传一反”理论13
21现代化产业体系的内涵和特征13
22制造循环工业系统“三传一反”理论提出的背景16
221制造业发展面临的挑战16
222生态系统“三传一反”18
223化工生产过程的“三传一反”20
224制造循环工业系统“三传一反”理论概要22
23钢铁～装备制造循环工业系统23
231钢铁～装备主循环24
232钢铁工业微循环25
233装备制造微循环29
本章小结32
思考题32
参考文献33
第3章基于图与复杂网络的循环管理模式34
31图与复杂网络的基础理论34
311图的基础理论34
312超图的基础理论37
313复杂网络的基础理论39
32基于图论的立体网状结构管理模式44
321金刚石和石墨的结构对比44
322制造循环工业系统的立体网络结构45
323制造循环立体网状结构的度量指标46
33基于复杂网络的动态演化管理模式49
331动态演化模式和机制分析49
332动态演化路径及驱动因素51
本章小结53
思考题54
参考文献54
第4章基于博弈的制造循环管理机制设计55
41制造循环工业系统博弈管理机制设计55
411制造循环工业系统多主体关系55
412博弈与机制设计视角下的制造循环工业系统57
42制造循环工业系统多主体博弈理论及应用59
421制造循环工业系统多主体博弈理论59
422制造循环工业系统多主体博弈应用64
43制造循环工业系统机制设计68
431制造循环工业系统机制设计基础理论68
432制造循环工业系统机制设计典型应用75
本章小结78
思考题78
参考文献78
第5章制造循环驱动的产品质量与结构设计80
51钢铁质量设计81
511钢铁材料质量解析81
512钢铁材料质量设计85
52面向下游装备制造需求的钢铁产品质量设计88
521面向需求的钢铁质量设计方法88
522汽车板质量设计应用92
53装备产品的结构优化设计95
531装备产品结构优化设计内容95
532结构拓扑优化方法98
54循环驱动的结构优化设计及应用99
541基于钢铁材料的装备产品结构设计99
542汽车板结构优化设计应用103
本章小结108
思考题109
参考文献109
第6章面向制造循环工业系统的智能运维111
61面向制造循环工业的运维智能决策111
611设备维修规划111
612备件管理113
613维修决策115
62面向制造循环工业的运维操作执行117
621运维资源117
622维修成本119
623运维调度121
63面向制造循环工业的运维智能发现123
631智能监测124
632故障诊断126
633寿命预测127
64面向制造循环工业的运维智能感知128
641数据获取129
642特征提取131
643数据融合132
本章小结135
思考题135
参考文献136
第7章高端制造风险应对与系统布局137
71制造循环工业系统中的高端制造及风险应对137
711制造循环工业系统中的高端制造138
712高端制造业风险应对142
72高端制造业中的风险识别与传播143
721高端制造业中的风险分类与识别143
722高端制造业风险在制造循环工业系统中的传播机理146
73高端制造“防卡”机制设计与系统布局151
731关键风险节点识别与治理151
732关键节点“防卡”机制设计156
733高端制造系统规划与柔性布局设计160
本章小结163
思考题163
参考文献164
第8章制造循环工业系统的综合资源配置计划165
81综合资源配置计划概述165
811综合资源配置计划的研究背景165
812综合资源配置计划的基本概念166
813综合资源配置计划的解决思路167
82基于“三传一反”的主循环资源配置计划168
821主循环资源配置计划问题168
822主循环资源配置计划应用175
83基于优化决策的微循环生产资源配置计划176
831微循环资源配置计划问题177
832微循环资源配置计划应用181
本章小结182
思考题182
参考文献183
第9章制造循环工业系统的多目标生产调度185
91优化与博弈调度方法185
911调度理论187
912调度模型与算法190
92制造循环工业系统多目标调度方法及应用198
921钢铁微循环多目标调度199
922基于优化决策的钢铁～装备主循环多目标调度200
923基于博弈决策的钢铁～装备主循环多目标调度200
本章小结202
思考题202
参考文献202
第10章制造循环工业系统界面连接与物流优化管理206
101制造循环工业系统中的物流界面连接206
102钢铁制造工业物流优化管理208
1021原料物流计划调度209
1022半成品物流计划调度210
1023成品物流计划调度213
103装备制造工业物流优化管理215
1031装备制造物流系统规划设计216
1032装备制造物流系统优化调度217
104钢铁～装备界面连接物流设计与优化220
1041钢铁～装备界面连接物流规划设计220
1042钢铁～装备界面连接物流优化调度225
思考题227
参考文献228
第11章制造循环工业系统能源高效利用与低碳管理230
111制造循环工业能源管理现状与循环路径230
1111能源背景与管理现状230
1112能源循环管理路径235
112钢铁企业微循环能源解析与优化239
1121钢铁企业微循环能源解析239
1122钢铁企业微循环能源优化调度244
113钢铁～装备制造循环能源解析与优化248
1131钢铁～装备制造循环能源解析248
1132钢铁～装备制造循环能源优化249
本章小结250
思考题250
参考文献251
第12章面向制造循环的工业互联网平台与技术253
121工业互联网驱动制造循环253
122面向制造循环的工业互联网平台255
1221互联网络技术发展历程255
1222面向制造循环的工业互联网架构257
123工业互联网“端边云”协同技术258
1231“端边云”协同概念258
1232“端边云”协同技术架构259
1233“端边云”协同优化技术261
124工业互联网通信技术264
1241通信技术概述264
1242工业互联网通信优化265
1243通信技术应用案例268
125工业互联网安全技术270
1251安全理论概述271
1252安全关键技术273
1253应用案例278
本章小结278
思考题279
参考文献279
第13章制造循环工业系统数据循环机制与技术281
131数据循环机制281
132基于标识解析的数据映射283
1321标识解析体系架构284
1322标识解析的关键技术286
1323标识解析的主要应用289
133基于区块链的数据流通291
1331区块链概述292
1332区块链的关键技术295
1333区块链的主要应用298
134基于隐私计算的数据安全303
1341隐私计算的关键技术303
1342隐私计算的主要应用309
1343隐私计算挑战与难题310
本章小结311
思考题311
参考文献312
第14章制造循环工业系统设计仿真平台314
141设计仿真平台理论与技术315
1411系统建模与仿真理论315
1412计算机图形学317
142设计仿真平台构建320
1421钢铁制造全流程设计仿真平台321
1422装备制造设计仿真平台323
1423基于“三传一反”的制造循环工业系统设计仿真平台325
本章小结329
思考题329
参考文献329
总结与展望331