书名：人工自愈——机器自主健康导论
定价：228.0
ISBN：9787030853592
作者：高金吉
版次：1
出版时间：2026-05

内容提要：

高危流程工业装备和空天飞行器的崛起促进了故障从“治愈”到“自愈”的变革。本书探讨了控制论、工程控制论、仿生学和人工智能至今尚未涉足的研究领域——工程自愈论和人工自愈技术；借鉴中华传统医学自主调理的治疗原理，仿生模拟人体无意识思维的自愈机制，研究了自愈调控、代偿、自保护和自修复等人工自愈技术；论述了工业互联网与人工智能、人工自愈融合赋能智能运维、在役装备辅助康复和新一代自主健康装备的研制，引领新科技变革，为可靠性技术和无人化系统提供理论基础，为创建工健控和在役再制造新兴产业开拓新途径；介绍了动力机械及装备自愈调控、旋转机械自动平衡、高危流程装置本质安全化等科研成果和工程案例。

目录：
目录
让机器“自愈化”引领新科技变革（代序）
前言
绪论 走向自愈化时代 1
上篇 理论探索
第1章 机器的崛起催生人工自愈 13
1.1 机器的崛起促进故障防治方式的变革 13
1.1.1 机器故障的破坏力 13
1.1.2 大工业装备的崛起促进故障从治愈到自愈 15
1.2 医学科学与机器故障自愈 18
1.2.1 人与故障作斗争和人与疾病作斗争方式的异同 18
1.2.2 中华传统医学与机器故障人工自愈 21
1.3 人工自愈是故障诊治智能化发展必然趋势 24
1.3.1 故障诊治智能化发展的必然趋势——从治愈到自愈 24
1.3.2 人工自愈研究和应用技术开发的意义 25
第2章 仿生人工自愈与人工智能 27
2.1 人工自愈——仿生学和人工智能的新领域 27
2.1.1 人工自愈拓展了仿生学的研究领域 27
2.1.2 人工智能为人工自愈奠定基础 29
2.1.3 仿生人工自愈赋能机器自主健康 30
2.2 人工自愈与人工智能的内涵与研究方向 32
2.2.1 人脑的意识思维与人体的无意识思维 32
2.2.2 人工智能模拟人脑的意识思维使机器更聪明 34
2.2.3 人工自愈模拟人体的无意识思维使机器自主健康 36
2.2.4 人工自愈与人工智能的对比 36
2.3 人工自愈与人工智能的发展历程及其CPS 三体模型 37
2.3.1 人工自愈与人工智能的发展历程 37
2.3.2 人工自愈与人工智能的CPS 三体模型 40
第3章 自愈化与自动化 43
3.1 自动化与自愈化的产生与发展 43
3.1.1 自动化的产生与发展 43
3.1.2 自愈化的产生及应用现状 45
3.1.3 自愈化和自动化的对比 47
3.2 自愈化技术研究领域 49
3.2.1 自愈化技术的分类 49
3.2.2 自修复技术 50
3.2.3 代偿技术 53
3.2.4 自保护技术 53
3.2.5 自愈调控技术 54
第4章 工程自愈论与自愈论 55
4.1 控制论与工程控制论的产生与发展 55
4.1.1 控制论的产生与研究领域 55
4.1.2 工程控制论的产生与研究领域 56
4.2 工业事故灾害机理与防控原理及规律 59
4.2.1 耗散结构理论与工业事故灾害机理 59
4.2.2 工业事故的形成发展与防控原理 60
4.2.3 工业生产复杂系统事故防控规律 63
4.3 工程自愈论拓展控制论的研究领域 65
4.3.1 控制论与工程自愈论的研究领域 65
4.3.2 工程自愈论赋能熵减少，保持机器有序稳定 66
4.3.3 工程自愈论与容错理论 67
4.3.4 工程自愈论与控制论及工程控制论 69
4.4 关于自愈论的设想 71
4.4.1 工程自愈论与耗散结构理论 71
4.4.2 自愈论及其理论基础—— 耗散结构理论 71
第5章 故障自愈调控原理与靶向抑制方法 73
5.1 自愈调控与智能控制 73
5.1.1 控制论与智能控制 73
5.1.2 故障自愈调控原理概述 76
5.1.3 自愈调控与智能控制的核心思想与比较 79
5.1.4 机器的自愈调控系统与主控制系统 80
5.2 自愈调控科学基础 81
5.2.1 机械装备系统故障机理与抑制规律 81
5.2.2 机器故障溯源诊断与避免误诊的方法 83
5.2.3 人工智能是快准溯源自诊断的基础 86
5.3 自愈调控系统与振动故障靶向抑制 93
5.3.1 基于参数/结构适应的自愈调控系统 93
5.3.2 故障自愈调控系统的构建 94
5.3.3 振动故障靶向抑制方法 97
下篇 技术研究
第6章 工业互联网赋能溯源诊断与智能运维 101
6.1 工业互联网监测诊断智能化发展概述 101
6.1.1 工业互联网监测诊断国内外发展概况 101
6.1.2 我国石化装置监测诊断网络化智能化发展历程 103
6.2 工业互联网助力快准预警与溯源诊断的途径 115
6.2.1 工业互联网可持续发展的动力与途径 115
6.2.2 一硬——状态工况数据快速宽频同步获取与智能感知 118
6.2.3 一软——基于机理与数据驱动的故障溯源诊断专家系统 122
6.2.4 一网——工业互联网远程监测与状态工况及故障数据库 125
6.2.5 一平台——工业云与智能预警及溯源诊断服务平台 126
6.3 工业互联网智能运维工程应用 126
6.3.1 工业互联网智能运维平台 126
6.3.2 工业互联网智能运维大数据分析 132
6.3.3 企业集团智能运维工业互联网平台 134
6.3.4 工业互联网溯源诊断与智能运维发展对策 135
第7章 动力机械自主健康与辅助康复及安全保护 139
7.1 动力机械自愈化与自主健康 139
7.1.1 动力机械自愈化与自主健康技术概述 139
7.1.2 透平压缩机系统自主健康技术 142
7.2 动力机械系统故障实时辅助康复工程 143
7.2.1 现代医疗与装备的辅助康复工程 143
7.2.2 压缩机管道宽频振动调谐质量阻尼辅助康复 144
7.2.3 压缩机组振动故障调谐质量阻尼辅助康复工程 149
7.3 透平压缩机组现场整机动平衡 152
7.3.1 离心压缩机组轴系振动故障现场整机动平衡 152
7.3.2 离心氨压缩机不平衡振动无试重现场动平衡 154
7.3.3 透平机组多转子轴系整机无试重虚拟动平衡 164
7.4 动力机械智能安全联锁保护系统 165
7.4.1 动力机械安全保护系统的必要性及现状 165
7.4.2 动力机械智能安全联锁保护 166
7.4.3 航空发动机和大工业系统的智能安全联锁保护 168
第8章 透平机械故障溯源诊断与靶向抑制技术 169
8.1 透平压缩机转子多频振动和不稳定靶向抑制 169
8.1.1 转子多频振动电磁力靶向抑制 169
8.1.2 基于电磁阻尼力的离心压缩机转子振动靶向抑制 173
8.2 透平机械临界转速与临界负荷振动靶向抑制 178
8.2.1 转子轴系临界转速振动磁流变阻尼多点靶向抑制 178
8.2.2 整体齿轮增速式离心压缩机临界负荷振动靶向抑制 185
8.3 透平压缩机组轴位移与密封故障自愈调控 193
8.3.1 透平压缩机组轴位移故障自愈调控 193
8.3.2 动静压组合式气膜端面密封自愈调控 201
第9章 旋转机械自动平衡与航空发动机本机动平衡 211
9.1 旋转机械不平衡振动诊断与靶向抑制 211
9.1.1 旋转机械同频振动机理及不平衡振动诊断 211
9.1.2 旋转机械不平衡振动靶向抑制原理和方法 214
9.2 电磁型自动平衡系统及工程应用 223
9.2.1 电磁驱动式自动平衡系统 223
9.2.2 超重力机电磁型自动平衡系统 226
9.2.3 高端机床电磁型自动平衡系统 228
9.3 气压液体式自动平衡系统 231
9.3.1 气压液体式自动平衡原理 231
9.3.2 气压液体式自动平衡系统的研制与实验研究 233
9.4 航空发动机不平衡振动辨识与本机动平衡 236
9.4.1 航空发动机不平衡振动实时诊断 236
9.4.2 航空发动机本机动平衡 239
9.4.3 航空螺旋桨自动平衡系统 243
第10章 人工自愈驱动高危流程装置本质安全化 253
10.1 人工自愈赋能石化装置本质安全化 253
10.1.1 流程工业装备事故原因与防治对策 253
10.1.2 石化装置危险性及可操作性分析 256
10.1.3 人工自愈赋能石化装置与过程系统本质安全化 258
10.2 石化装置振动故障自愈调控 260
10.2.1 卧式离心机振动故障自愈调控 260
10.2.2 高塔器调谐质量阻尼减振控制研究 263
10.3 石化装置腐蚀自保护与自愈调控 270
10.3.1 辽阳石化厂厂区地下管网阴极保护 270
10.3.2 常减压蒸馏塔腐蚀自愈调控 272
10.4 电液控制多功能代偿自愈系统研制及工程应用 274
10.4.1 炼化装置常规电液控制系统及重大事故状况 274
10.4.2 电液控制多功能代偿自愈系统研制 276
10.4.3 双动滑阀电液控制多功能代偿自愈系统应用及可靠性 281
10.5 石化生产装置非正常工况自愈调控 282
10.5.1 石化生产装置非正常工况管理系统 282
10.5.2 石化生产装置非正常工况自愈调控系统 284
10.5.3 石化生产装置误操作自保护与自愈调控系统 288
第11章 人工自愈赋能装备自主健康助力新一轮科技革命 293
11.1 人工自愈赋能装备辅助康复与自主健康 293
11.1.1 智能运维与自主健康赛博物理系统 293
11.1.2 从智能运维到自主健康的知行递进哲学思维 294
11.1.3 人工自愈赋能装备系统辅助康复与自主健康 297
11.2 装备自主健康助力下一轮科技革命 299
11.2.1 装备自主健康是促进新一轮科技革命的动力 299
11.2.2 人工自愈是装备系统智能化发展的高级阶段 301
11.2.3 装备自主健康发展战略研究 302
11.3 构建健康工厂与健康地球展望 303
11.3.1 智慧地球与智慧工厂需要自主健康发展 303
11.3.2 人工智能与人工自愈融合本体技术构建智慧健康工厂 304
第12章 流程工业装备智能化自愈化绿色在役再制造 306
12.1 流程工业装备运行现状、问题及原因分析 306
12.1.1 我国流程工业装备运行现状 306
12.1.2 我国流程工业装备存在的问题及原因分析 309
12.1.3 工业互联网与人工智能及人工自愈的发展催生在役再制造工程 310
12.1.4 我国流程工业实施在役再制造工程势在必行 311
12.2 在役再制造工程的内涵与特征 312
12.2.1 在役再制造工程的发展内涵 312
12.2.2 在役再制造工程与再制造工程 314
12.3 流程工业装备全寿命智能化自愈化绿色工程 315
12.3.1 流程工业装备全寿命智能化自愈化绿色工程总体设计 315
12.3.2 能效健康监测诊断与监控智能化自愈化 316
12.3.3 基于运行和再制造技术与智能化自愈化改进提升设计制造水平 316
12.4 在役再制造工程应用案例及展望 317
12.4.1 往复压缩机无级气量调节技术 317
12.4.2 透平压缩机组在役再制造工程案例一 319
12.4.3 透平压缩机组在役再制造工程案例二 320
12.4.4 人工自愈技术工程应用与展望 320
12.5 流程工业装备在役再制造科技发展战略 321
12.5.1 流程工业装备在役再制造总体发展目标与任务 321
12.5.2 流程工业装备在役再制造工程科技发展路线图 322
12.5.3 流程工业装备在役再制造典型关键技术 323
12.6 流程工业装备在役再制造政策建议 325
第13章 人工自愈开辟智能制造安健发展新途径 326
13.1 智能制造的内涵与其深度创新发展 326
13.1.1 智能制造的内涵及其向管理服务的广度拓展 326
13.1.2 智能制造核心科技新变革与深度创新发展 327
13.1.3 机器和大工业崛起促进智能制造核心科技新变革 329
13.2 工程自愈论引领智能制造新科技变革 330
13.2.1 从人工智能拓展到人工自愈 330
13.2.2 从自动化拓展到自愈化 334
13.2.3 工程自愈论——智能制造新科技变革的理论基础 335
13.3 基于人工智能与人工自愈的装备自主健康设计制造 335
13.3.1 人工智能的发展为人工自愈的产生奠定基础 335
13.3.2 智能控制与自愈调控 336
13.3.3 人工自愈拓展工自控到工健控，创建新质生产力 337
13.3.4 人工自愈开辟设计制造安全可靠、自主健康装备的新途径 340
13.4 人工自愈引领智能流程制造向安全可靠与自主健康拓展 341
13.4.1 智能流程制造与安健流程制造技术 341
13.4.2 智能运维与装备自主健康技术 343
13.4.3 大型过程复杂系统非正常工况自愈调控技术 343
13.4.4 流程装置关键机组与大工业系统事故防止自保护 343
13.5 基于人工智能与人工自愈的智能安健流程制造系统 344
13.5.1 故障与非正常工况防止及自愈调控系统 344
13.5.2 基于人工智能与人工自愈的智能安健流程制造 344
13.5.3 人工自愈赋能智能安健制造，创建新质生产力 345
参考文献 347
致谢 356