人口老年化、制造業(yè)人力資源匱乏問題日益嚴重，使得人機協(xié)作一直是智能制造領域關注的熱點。一些簡單、費力、重復、不安全的任務由機器人完成，復雜、精密、需要運用批判性思維與定制的任務由機器人輔助操作員完成，操作員借助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術與機器人連接并分配任務。這種人與機器人共存、聯(lián)合作業(yè)的場景伴隨著大量的互操作。以人為中心的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術是關系國計民生的重要技術，是提升國家制造業(yè)競爭力的迫切需要，對實現(xiàn)中國制造2025 戰(zhàn)略具有重要意義。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術提升了智能制造的工人、AGV搬運機器人等物理對象的網(wǎng)絡化、智能化水平，形成了人與AGV聯(lián)合作業(yè)的智慧物流服務網(wǎng)絡。伴隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的普及，智能制造的物流交互過程更加復雜。人與周邊智慧物流服務的互操作問題已有較多工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，但還存在很多亟須解決的問題，如人機互操作中需求時空動態(tài)多變、服務響應擁塞、群集設備無線探測與連接存在盲目性等問題。智慧物流的人機服務隱式互操作方法可有效解決這類問題，并提升少人化與無人化物流系統(tǒng)的節(jié)拍均衡性，提高響應效率。如何構(gòu)建人與機器人的服務交互模型，開發(fā)出更加高效的機器人服務篩選算法，與智慧物流人和AGV等物流資源聯(lián)合作業(yè)應用場景相結(jié)合，形成具有一定普適性的智慧物流人機服務互操作優(yōu)化架構(gòu)，是本書研究的出發(fā)點。本書力求理論研究與實踐探索并重，以智慧物流服務中的人與AGV等物流資源聯(lián)合作業(yè)為背景，開展智慧物流的人機服務隱式互操作方法和調(diào)度算法研究與實踐。本書詳細介紹了目前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智慧物流服務人機交互方法及性能提升方法，論述了以服務需求為中心的人機隱式交互機理、基于Agent的智慧物流服務網(wǎng)絡建模方法、人機服務需求人工勢場模型構(gòu)建、基于人需求的目標服務發(fā)現(xiàn)方法、隱式社會關系輔助的人機服務連接優(yōu)化策略、智能車間物流的人機聯(lián)合作業(yè)調(diào)度案例。全書圍繞智能工廠物流過程中人機互操作問題，在人機互操作的服務集成、服務發(fā)現(xiàn)、服務連接等三個方面展開研究與應用探索，共分為8章。第1章對智慧物流服務與人機隱式互操作及其應用場景、意義進行了闡述。第2章對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中人機互操作相關理論進行了分析與綜述，介紹了智能工廠以人為中心的內(nèi)涵與人機服務集成框架研究現(xiàn)狀及方向。第3章研究了人與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境互操作模型，提出了一種服務屬性觸發(fā)的服務集成與互操作，并以車間物流系統(tǒng)為例驗證該方法的可行性。第4章從智能工廠無線網(wǎng)絡新特征、無線通信網(wǎng)絡模型、人的移動特性等方面，探索了以服務需求為中心的人機隱式交互機理及服務直接引用關鍵技術。第5章借鑒 Agent 方法，提出了人與機器攜帶的無線通信模塊受通信距離限制的多代理人機交互系統(tǒng)，設計了智能物流服務網(wǎng)絡中按人需求的人工勢場模型。面向智慧物流的人機服務隱式互操作前言第6章針對物流服務內(nèi)部代理擁塞問題提出了一種*短路徑選擇機制，針對物流服務外部代理擁塞問題提出了一種位置觸發(fā)的按需服務發(fā)現(xiàn)方法。第7章針對群集設備連接階段的無線探測能能量費問題，設計了一種帶人傾向的鄰居節(jié)點選擇方法，提出隱式社會關系輔助的服務連接能耗優(yōu)化策略。第8章以智能車間物流中的人與AGV（搬運機器人）協(xié)作生產(chǎn)為例，設計了人機隱式互操作仿真原型系統(tǒng)，驗證本書所提關鍵技術的可行性與性能。本書作者及研究團隊在智能制造人機互操作、以人為中心的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面進行了多年深入研究，承擔了國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金項目、科技部國際合作項目、省部級科研項目，積累了大量的理論、技術和工程應用成果。本書的關鍵理論和大部分內(nèi)容源于這些項目成果，其中很多內(nèi)容源自這些科研過程中形成的論文、科研報告、項目申報書等。本書的順利完成需要感謝武漢理工大學物流與機器人技術實驗室團隊成員的支持，在物流系統(tǒng)建模方面得到了李斌教授、梁曉磊副教授的協(xié)助，在智能工廠AGV協(xié)同場景分析方面得到了符修文副教授、羅云博士的幫助；同時感謝團隊中段瑩博士、楊文超博士、賀利軍博士提供的寶貴科研素材。本書的出版得到了國家自然科學基金面上項目基于移動智能體調(diào)度的混雜工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡抗毀性研究（編號：61571336）、湖北省自然科學基金一般面上項目智能工業(yè)環(huán)境下以人為中心的物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術研究（編號：2014CFB875）和農(nóng)產(chǎn)品加工智能工廠中人與AGV集群隱式互操作方法研究（編號：2020CFB867）的資助；此外，還得到了華中科技大學出版社的大力支持，出版社編輯在本書撰寫過程中做了大量細致工作，多次提出建設性意見，引導作者對相關內(nèi)容進行訂正和修改。在此一并表示誠摯的謝意。本書僅僅對人與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)互操作進行了一些探索，但仍有許多問題有待未來研究。例如，考慮人機設備互學習的服務屬性關聯(lián)方法研究。伴隨人的角色在工業(yè)4.0場景下的不斷演化，各類自學習智能設備及其隱式人類知識捕捉系統(tǒng)應用日趨廣泛，將會引發(fā)更復雜的集成動態(tài)性問題。一方面，自學習智能設備的加入必然會導致個體本體屬性及知識庫不確定性突顯，如何降低這種不確定因素對人機互操作復雜性的影響是未來亟待解決的關鍵問題。另一方面，設備間相互學習也為提升工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務屬性關聯(lián)性提供了一種新的思路。這些研究對推動工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智能物流的人機服務共融技術發(fā)展具有重要意義。由于本書面向新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應用場景和對象進行探索，可參考的資料不多，書中難免存在不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。李文鋒楊林2022年6月