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智能制造人机交互 需求、原理、技术及应用 吴晓莉 著

智能制造人机交互 需求、原理、技术及应用 吴晓莉 著
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作者:
出版社: 机械工业出版社
2024-06
版次: 1
ISBN: 9787111749561
定价: 139.00
装帧: 其他
开本: 16开
页数: 276页
分类: 计算机与互联网
  • 在数字工业新生态愿景下,工业智能、工业互联网、工业元宇宙等新技术、新理念正成为智能制造协同融合的关键驱动力。本书从人机交互视角解读智能制造的内在需求和技术瓶颈,充分融合认知机理、可视化与交互的耦合性,展开智能制造人机交互的需求、原理、技术及应用研究,通过工业集成化信息系统的人机交互实现人、机、物全要素互联的智能生产。
    本书可为工业大数据与智能系统方向的研究人员,处于或面临智能化转型的大中型制造企业提供人机融合思路、人机交互设计理论及系统测评方法,也可供智能制造工程、工业工程和工业设计工程等专业的学生参考学习。 序
    前言
    需求篇:智能制造的人机交互需求
    第1章 工业智能转型中的人机交互需求
    1.1 智能制造与人机交互的关系
    1.1.1 智能制造发展需求
    1.1.2 从工业互联视角看智能制造
    1.1.3 从人机交互视角看智能制造
    1.1.4 智能制造人机交互需求解析
    1.2 智能制造人机交互研究进展
    1.2.1 工业智能转型的内涵、需求及研究进展
    1.2.2 智能制造中的人机交互
    1.2.3 人机交互相关的认知理论、测评方法
    1.3 本书内容总体概览
    1.4 本章小结
    第2章 智能制造人机交互的提出
    2.1 智能化进程中的人机交互
    2.1.1 信息时代的发展
    2.1.2 人机智能协同的兴起
    2.1.3 智能化设计创新发展需求
    2.1.4 智能协同下的人机交互
    2.2 智能制造的人、信息系统、物理系统
    2.3 人-信息-物理系统的协同融合
    2.4 多元空间的系统协同融合
    2.5 协同融合需求下的智能制造人机交互
    2.6 本章小结
    原理篇:智能制造人机交互原理与认知机理
    第3章 智能制造系统的人机交互设计原则
    3.1 人机交互界面设计原则
    3.1.1 人机交互界面布局设计原则
    3.1.2 人机交互界面动效设计原则
    3.1.3 人机交互界面图符设计原则
    3.1.4 人机交互界面数据信息编码设计原则
    3.2 工业信息布局设计原则
    3.2.1 工业信息布局分类
    3.2.2 工业信息布局特征分析
    3.2.3 工业信息布局的一般设计原则
    3.3 工业信息布局与视觉感知的关联
    3.3.1 视觉感知过程
    3.3.2 视觉流程
    3.3.3 工业信息布局与视觉感知过程的关联
    3.4 工业信息动效设计原则
    3.4.1 工业信息动效分类
    3.4.2 工业信息动效特征
    3.4.3 工业信息动效的一般设计原则
    3.5 工业信息图符设计原则
    3.5.1 工业信息图符风格分类
    3.5.2 工业信息图符特征分类
    3.5.3 工业信息图符语义分类
    3.5.4 工业信息图符的一般设计原则
    3.6 工业数据信息编码设计原则
    3.6.1 工业数据信息编码的分类
    3.6.2 工业数据信息呈现与视觉编码关系
    3.6.3 工业数据信息编码的一般设计原则
    3.7 本章小结
    第4章 视觉认知原理及相关实验范式
    4.1 视觉反应机理
    4.1.1 视觉的行为与生理特性
    4.1.2 凝视与扫视
    4.2 视觉感知理论
    4.2.1 人的感知觉
    4.2.2 视觉感知相关理论
    4.3 视觉搜索模型
    4.3.1 视觉搜索过程
    4.3.2 现有的视觉搜索模型
    4.4 视觉注意理论
    4.4.1 注意理论模型
    4.4.2 注意对多感觉整合的影响
    4.4.3 选择性注意范式
    4.4.4 信息特征对选择性注意的影响
    4.5 注意捕获机制
    4.5.1 注意捕获
    4.5.2 注意捕获的实验范式
    4.5.3 注意捕获和多感觉整合的交互作用机制
    4.6 视觉标记机制
    4.6.1 视觉标记
    4.6.2 视觉标记的实验范式
    4.6.3 视觉标记的抑制机制
    4.6.4 视觉标记的其他解释
    4.7 知觉广度内信息引导视觉搜索的有效性
    4.7.1 视觉搜索与注意力引导
    4.7.2 知觉广度引导有效性的视觉搜索实验
    4.7.3 视觉搜索中信息处理的眼动模型
    4.7.4 知觉广度帮助感知的视觉搜索实验
    4.7.5 讨论与结论
    4.8 本章小结
    技术篇:智能制造人机交互测评技术和实验
    第5章 智能制造人机交互的测评技术
    5.1 人机交互测评技术研究现状
    5.1.1 测评技术与方法研究
    5.1.2 人机交互相关的评估模型
    5.1.3 智能协同的人机交互生理测评
    5.2 认知绩效测评相关理论
    5.2.1 认知负荷理论
    5.2.2 态势感知理论
    5.3 人机交互相关的测评方法与流程
    5.3.1 测评方法
    5.3.2 测评流程
    5.4 认知测评实验设计与实施
    5.4.1 实验设计
    5.4.2 模拟任务具体情境设定
    5.4.3 被试样本
    5.4.4 实验流程
    5.5 本章小结
    第6章 人机交互工作负荷测评实验
    6.1 工作负荷测评实验范式
    6.1.1 认知抑制实验范式
    6.1.2 行为抑制实验范式
    6.1.3 认知灵活性实验范式
    6.1.4 工作记忆实验范式
    6.1.5 其他认知控制实验范式
    6.2 工业制造人机交互认知任务操作难度的脑力负荷检测
    6.2.1 脑力负荷检测
    6.2.2 认知任务操作难度的脑力负荷实验设计
    6.2.3 测量方法与指标
    6.2.4 脑力负荷测评实验
    6.3 本章小结
    第7章 基于注意捕获范式的认知测评实验
    7.1 工业数据图符编码认知的注意捕获实验
    7.1.1 工业数据图符特征分析
    7.1.2 工业数据图符色彩编码的注意捕获实验
    7.1.3 工业数据图符色彩编码优化设计
    7.2 工业信息色彩编码的注意捕获实验
    7.2.1 监控界面的色彩层级编码
    7.2.2 监控界面信息色彩编码的注意捕获实验
    7.3 本章小结
    应用篇:智能制造人机交互应用案例
    第8章 MES的人机交互设计
    8.1 MES的人机交互
    8.1.1 MES
    8.1.2 MES信息元提取——生产界面
    8.1.3 MES信息元提取——报表看板
    8.2 MES人机交互过程的用户研究
    8.2.1 MES人机交互的用户分类
    8.2.2 MES人机交互的用户行为分析
    8.2.3 MES人机交互的用户需求分析
    8.3 构建信息元和信息链
    8.3.1 MES中的信息元
    8.3.2 MES中的信息链
    8.3.3 建立MES人机交互的信息链
    8.4 信息元的引力算法
    8.4.1 信息元间距离
    8.4.2 信息元的起始重要度
    8.5 信息元间的引力
    8.5.1 P4用户的信息元引力
    8.5.2 P3用户的信息元引力
    8.5.3 P2用户的信息元引力
    8.6 MES人机交互的信息呈现
    8.7 本章小结
    第9章 工业制造SAP系统的人机交互设计
    9.1 SAP系统的人机交互
    9.2 SAP系统人机交互的任务域模型
    9.2.1 任务域模型及其特征
    9.2.2 SAP系统的用户分析
    9.2.3 SAP系统的任务分析
    9.2.4 SAP系统任务域模型构建
    9.2.5 SAP系统的“任务-信息”关联映射
    9.3 SAP系统信息元调研
    9.3.1 信息元需求度调研
    9.3.2 信息元重要度调研
    9.3.3 信息元关联性分析
    9.3.4 信息块重要度分析
    9.4 SAP系统的信息元关联结构
    9.4.1 主要用户的信息元关联结构
    9.4.2 次要用户的信息元关联结构
    9.5 SAP系统人机交互界面设计
    9.6 本章小结
    第10章 PCB车间数字化集成工业平台设计
    10.1 PCB车间数字化集成需求
    10.2 工业平台信息中心整体解决方案
    10.3 PCB车间工位数据采集
    10.3.1 工位数据采集与分析
    10.3.2 生产设备参数采集
    10.3.3 质检工位数据采集
    10.3.4 车间制造数据分析
    10.3.5 数据库设计
    10.3.6 工位数据看板信息
    10.4 PCB车间信息中心总体构架
    10.4.1 各个子模块的信息关联属性分析
    10.4.2 构建各个子模块信息结构
    10.5 工业数据集成化平台软件系统解决方案
    10.5.1 平台软件部署
    10.5.2 权限设置
    10.6 系统软件设计与实现
    10.6.1 车间海量数据库管理模块的设计
    10.6.2 无线通信协议模块的设计
    10.6.3 服务器管控模块的设计
    10.6.4 工位客户端模块的设计
    10.7 工业集成化信息平台设计
    10.7.1 信息集成化总体设计
    10.7.2 工业信息图符语义表征
    10.7.3 数据可视化
    10.7.4 信息集成化设计
    10.7.5 动效交互设计
    10.8 工业平台信息可视化
    10.8.1 整体信息呈现与布局
    10.8.2 工业数据的信息呈现
    10.8.3 设计规范
    10.9 PCB车间工业互联平台信息可视化方案
    10.10 本章小结
    展望篇
    第11章 走向工业元宇宙
    11.1 人机交互推进智能制造的协同融合
    11.2 工业互联网向工业元宇宙进阶
    11.3 复杂数字工业新生态
    参考文献
  • 内容简介:
    在数字工业新生态愿景下,工业智能、工业互联网、工业元宇宙等新技术、新理念正成为智能制造协同融合的关键驱动力。本书从人机交互视角解读智能制造的内在需求和技术瓶颈,充分融合认知机理、可视化与交互的耦合性,展开智能制造人机交互的需求、原理、技术及应用研究,通过工业集成化信息系统的人机交互实现人、机、物全要素互联的智能生产。
    本书可为工业大数据与智能系统方向的研究人员,处于或面临智能化转型的大中型制造企业提供人机融合思路、人机交互设计理论及系统测评方法,也可供智能制造工程、工业工程和工业设计工程等专业的学生参考学习。
  • 目录:
    序
    前言
    需求篇:智能制造的人机交互需求
    第1章 工业智能转型中的人机交互需求
    1.1 智能制造与人机交互的关系
    1.1.1 智能制造发展需求
    1.1.2 从工业互联视角看智能制造
    1.1.3 从人机交互视角看智能制造
    1.1.4 智能制造人机交互需求解析
    1.2 智能制造人机交互研究进展
    1.2.1 工业智能转型的内涵、需求及研究进展
    1.2.2 智能制造中的人机交互
    1.2.3 人机交互相关的认知理论、测评方法
    1.3 本书内容总体概览
    1.4 本章小结
    第2章 智能制造人机交互的提出
    2.1 智能化进程中的人机交互
    2.1.1 信息时代的发展
    2.1.2 人机智能协同的兴起
    2.1.3 智能化设计创新发展需求
    2.1.4 智能协同下的人机交互
    2.2 智能制造的人、信息系统、物理系统
    2.3 人-信息-物理系统的协同融合
    2.4 多元空间的系统协同融合
    2.5 协同融合需求下的智能制造人机交互
    2.6 本章小结
    原理篇:智能制造人机交互原理与认知机理
    第3章 智能制造系统的人机交互设计原则
    3.1 人机交互界面设计原则
    3.1.1 人机交互界面布局设计原则
    3.1.2 人机交互界面动效设计原则
    3.1.3 人机交互界面图符设计原则
    3.1.4 人机交互界面数据信息编码设计原则
    3.2 工业信息布局设计原则
    3.2.1 工业信息布局分类
    3.2.2 工业信息布局特征分析
    3.2.3 工业信息布局的一般设计原则
    3.3 工业信息布局与视觉感知的关联
    3.3.1 视觉感知过程
    3.3.2 视觉流程
    3.3.3 工业信息布局与视觉感知过程的关联
    3.4 工业信息动效设计原则
    3.4.1 工业信息动效分类
    3.4.2 工业信息动效特征
    3.4.3 工业信息动效的一般设计原则
    3.5 工业信息图符设计原则
    3.5.1 工业信息图符风格分类
    3.5.2 工业信息图符特征分类
    3.5.3 工业信息图符语义分类
    3.5.4 工业信息图符的一般设计原则
    3.6 工业数据信息编码设计原则
    3.6.1 工业数据信息编码的分类
    3.6.2 工业数据信息呈现与视觉编码关系
    3.6.3 工业数据信息编码的一般设计原则
    3.7 本章小结
    第4章 视觉认知原理及相关实验范式
    4.1 视觉反应机理
    4.1.1 视觉的行为与生理特性
    4.1.2 凝视与扫视
    4.2 视觉感知理论
    4.2.1 人的感知觉
    4.2.2 视觉感知相关理论
    4.3 视觉搜索模型
    4.3.1 视觉搜索过程
    4.3.2 现有的视觉搜索模型
    4.4 视觉注意理论
    4.4.1 注意理论模型
    4.4.2 注意对多感觉整合的影响
    4.4.3 选择性注意范式
    4.4.4 信息特征对选择性注意的影响
    4.5 注意捕获机制
    4.5.1 注意捕获
    4.5.2 注意捕获的实验范式
    4.5.3 注意捕获和多感觉整合的交互作用机制
    4.6 视觉标记机制
    4.6.1 视觉标记
    4.6.2 视觉标记的实验范式
    4.6.3 视觉标记的抑制机制
    4.6.4 视觉标记的其他解释
    4.7 知觉广度内信息引导视觉搜索的有效性
    4.7.1 视觉搜索与注意力引导
    4.7.2 知觉广度引导有效性的视觉搜索实验
    4.7.3 视觉搜索中信息处理的眼动模型
    4.7.4 知觉广度帮助感知的视觉搜索实验
    4.7.5 讨论与结论
    4.8 本章小结
    技术篇:智能制造人机交互测评技术和实验
    第5章 智能制造人机交互的测评技术
    5.1 人机交互测评技术研究现状
    5.1.1 测评技术与方法研究
    5.1.2 人机交互相关的评估模型
    5.1.3 智能协同的人机交互生理测评
    5.2 认知绩效测评相关理论
    5.2.1 认知负荷理论
    5.2.2 态势感知理论
    5.3 人机交互相关的测评方法与流程
    5.3.1 测评方法
    5.3.2 测评流程
    5.4 认知测评实验设计与实施
    5.4.1 实验设计
    5.4.2 模拟任务具体情境设定
    5.4.3 被试样本
    5.4.4 实验流程
    5.5 本章小结
    第6章 人机交互工作负荷测评实验
    6.1 工作负荷测评实验范式
    6.1.1 认知抑制实验范式
    6.1.2 行为抑制实验范式
    6.1.3 认知灵活性实验范式
    6.1.4 工作记忆实验范式
    6.1.5 其他认知控制实验范式
    6.2 工业制造人机交互认知任务操作难度的脑力负荷检测
    6.2.1 脑力负荷检测
    6.2.2 认知任务操作难度的脑力负荷实验设计
    6.2.3 测量方法与指标
    6.2.4 脑力负荷测评实验
    6.3 本章小结
    第7章 基于注意捕获范式的认知测评实验
    7.1 工业数据图符编码认知的注意捕获实验
    7.1.1 工业数据图符特征分析
    7.1.2 工业数据图符色彩编码的注意捕获实验
    7.1.3 工业数据图符色彩编码优化设计
    7.2 工业信息色彩编码的注意捕获实验
    7.2.1 监控界面的色彩层级编码
    7.2.2 监控界面信息色彩编码的注意捕获实验
    7.3 本章小结
    应用篇:智能制造人机交互应用案例
    第8章 MES的人机交互设计
    8.1 MES的人机交互
    8.1.1 MES
    8.1.2 MES信息元提取——生产界面
    8.1.3 MES信息元提取——报表看板
    8.2 MES人机交互过程的用户研究
    8.2.1 MES人机交互的用户分类
    8.2.2 MES人机交互的用户行为分析
    8.2.3 MES人机交互的用户需求分析
    8.3 构建信息元和信息链
    8.3.1 MES中的信息元
    8.3.2 MES中的信息链
    8.3.3 建立MES人机交互的信息链
    8.4 信息元的引力算法
    8.4.1 信息元间距离
    8.4.2 信息元的起始重要度
    8.5 信息元间的引力
    8.5.1 P4用户的信息元引力
    8.5.2 P3用户的信息元引力
    8.5.3 P2用户的信息元引力
    8.6 MES人机交互的信息呈现
    8.7 本章小结
    第9章 工业制造SAP系统的人机交互设计
    9.1 SAP系统的人机交互
    9.2 SAP系统人机交互的任务域模型
    9.2.1 任务域模型及其特征
    9.2.2 SAP系统的用户分析
    9.2.3 SAP系统的任务分析
    9.2.4 SAP系统任务域模型构建
    9.2.5 SAP系统的“任务-信息”关联映射
    9.3 SAP系统信息元调研
    9.3.1 信息元需求度调研
    9.3.2 信息元重要度调研
    9.3.3 信息元关联性分析
    9.3.4 信息块重要度分析
    9.4 SAP系统的信息元关联结构
    9.4.1 主要用户的信息元关联结构
    9.4.2 次要用户的信息元关联结构
    9.5 SAP系统人机交互界面设计
    9.6 本章小结
    第10章 PCB车间数字化集成工业平台设计
    10.1 PCB车间数字化集成需求
    10.2 工业平台信息中心整体解决方案
    10.3 PCB车间工位数据采集
    10.3.1 工位数据采集与分析
    10.3.2 生产设备参数采集
    10.3.3 质检工位数据采集
    10.3.4 车间制造数据分析
    10.3.5 数据库设计
    10.3.6 工位数据看板信息
    10.4 PCB车间信息中心总体构架
    10.4.1 各个子模块的信息关联属性分析
    10.4.2 构建各个子模块信息结构
    10.5 工业数据集成化平台软件系统解决方案
    10.5.1 平台软件部署
    10.5.2 权限设置
    10.6 系统软件设计与实现
    10.6.1 车间海量数据库管理模块的设计
    10.6.2 无线通信协议模块的设计
    10.6.3 服务器管控模块的设计
    10.6.4 工位客户端模块的设计
    10.7 工业集成化信息平台设计
    10.7.1 信息集成化总体设计
    10.7.2 工业信息图符语义表征
    10.7.3 数据可视化
    10.7.4 信息集成化设计
    10.7.5 动效交互设计
    10.8 工业平台信息可视化
    10.8.1 整体信息呈现与布局
    10.8.2 工业数据的信息呈现
    10.8.3 设计规范
    10.9 PCB车间工业互联平台信息可视化方案
    10.10 本章小结
    展望篇
    第11章 走向工业元宇宙
    11.1 人机交互推进智能制造的协同融合
    11.2 工业互联网向工业元宇宙进阶
    11.3 复杂数字工业新生态
    参考文献
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