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叢書名：科學出版社“十四五”普通高等教育本科規(guī)劃教材
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- 作者：齊樂華,耿俊浩
- 出版時間：2024/12/1
- ISBN：9787030810236
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：TH166
- 頁碼：394
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：16
本書入選教育部戰(zhàn)略性新興領域“十四五”高等教育教材體系建設項目“髙端裝備制造”。為全面貫徹黨的二十大精神，加快數(shù)字化、智能化技術與制造業(yè)深度融合，賦能新型工業(yè)化，發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，本書以數(shù)字化智能化遞進、產(chǎn)品生命周期貫通、理論方法與應用系統(tǒng)并重為特色，針對數(shù)字化制造與智能制造技術學科交叉性強、涉及范圍廣、理論與應用結(jié)合緊密等特點，聚焦面向產(chǎn)品生命周期的數(shù)字化與智能化制造技術知識體系構(gòu)建，擇要、系統(tǒng)地闡述數(shù)字化制造與擁制造技術的產(chǎn)生背景、基本概念、發(fā)展歷程、理論方法，關鍵技術及其應用系統(tǒng)，介紹大量典型應用案例，主要內(nèi)容涵蓋數(shù)字化制造基礎技術、產(chǎn)品數(shù)字化設計、工藝數(shù)字化設計、生產(chǎn)和運維數(shù)字化管理，以及智能制造主要支撐技術及其在產(chǎn)品設計、工藝設計和生產(chǎn)運維環(huán)節(jié)的研究與應用。
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1982年1月至今分別獲洛陽工學院學士學位、哈爾濱工業(yè)大學碩士學位和西北工業(yè)大學博士學位。
1998年晉升為教授，
2003年被評為博士生導師（機械制造及其自動化、材料加工工程）。
2008.10-2009.10赴英國cardiff大學訪問研究1年。培養(yǎng)碩士研究生35人，博士研究生15人。面向本科生、碩士生、博士生開設《機械制造基礎》、《液壓傳動與控制》、《近/凈成型工藝基礎與新技術》、《模糊理論與神經(jīng)網(wǎng)絡原理及應用》等6門課程。制造（成形）過程仿真與智能控制、微制造系統(tǒng)與納米技術、半固態(tài)成形工藝及理論、計算機應用與機電一體化等主編教材和電子教材3部,獲陜西省教學成果獎1項。先后主持國家自然基金、國防預研基金、航空科學基金以及863項目等20余項研究課題，在國內(nèi)外發(fā)表學術論文100余篇（SCI收錄30篇、EI收錄55篇）。任塑性加工學會半固態(tài)成形學術委員會委員；
材料學會擠壓鑄造學術委員會委員；
塑性加工學會微納米成形學術委員會委員；
生產(chǎn)工程學會模具制造專業(yè)委員會委員
陜西省3D打印產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟首屆理事會常務理事。
目錄
第1章 數(shù)字化制造與智能制造概述 1
1.1 制造技術發(fā)展過程 1
1.1.1 世界制造技術發(fā)展過程 1
1.1.2 中國制造技術發(fā)展過程 2
1.2 工業(yè)革命與制造技術發(fā)展 3
1.3 現(xiàn)代制造和制造業(yè) 5
1.3.1 制造的基本概念 6
1.3.2 制造系統(tǒng) 7
1.3.3 先進制造模式 7
1.4 數(shù)字化制造的基本概念 9
1.4.1 數(shù)字化制造的含義 9
1.4.2 數(shù)字化制造的技術體系 11
1.4.3 數(shù)字化制造的發(fā)展歷程 12
1.5 智能制造的基本概念 13
1.5.1 智能制造的含義 13
1.5.2 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)與技術體系 14
1.6 數(shù)智制造的主體與對象 16
1.6.1 產(chǎn)品的生命周期 16
1.6.2 制造企業(yè)的組成 18
1.6.3 產(chǎn)品研制的業(yè)務 19
1.7 數(shù)智制造的未來發(fā)展 20
1.7.1 第四次工業(yè)革命浪潮的影響 20
1.7.2 數(shù)智制造的國家戰(zhàn)略 21
1.7.3 數(shù)智制造的未來展望 23
思考及練習題 24
第2章 數(shù)字化制造技術基礎 26
2.1 產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù) 26
2.1.1 數(shù)據(jù)和信息 26
2.1.2 產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)內(nèi)容 27
2.1.3 產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)類型 28
2.2 數(shù)據(jù)數(shù)字化處理基礎 28
2.2.1 數(shù)據(jù)的數(shù)字化表示 28
2.2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法 33
2.2.3 數(shù)據(jù)庫基礎 38
2.3 數(shù)據(jù)數(shù)字化處理方式 47
2.3.1 結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理 48
2.3.2 半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理 53
2.3.3 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理 54
2.4 計算機控制技術 55
2.4.1 計算機控制技術相關概念 55
2.4.2 PLC技術 65
2.4.3 CNC技術 70
2.4.4 計算機控制技術集成 74
思考及練習題 79
第3章 數(shù)字化產(chǎn)品設計 81
3.1 數(shù)字化設計 81
3.2 產(chǎn)品數(shù)字化建模與CAD技術 81
3.2.1 產(chǎn)品數(shù)字化建模與產(chǎn)品數(shù)字化模型 82
3.2.2 零件幾何模型建模技術 85
3.2.3 產(chǎn)品裝配模型建模技術 100
3.2.4 基于逆向工程的建模技術 104
3.2.5 產(chǎn)品模型的顯示和交換 106
3.2.6 CAD技術與系統(tǒng) 108
3.3 產(chǎn)品數(shù)字化分析與CAE技術 110
3.3.1 數(shù)字化分析與CAE 110
3.3.2 有限元分析技術 111
3.3.3 CAE軟件及應用 115
3.4 產(chǎn)品數(shù)字化定義與DPD技術 118
3.4.1 DPD的起源與發(fā)展 118
3.4.2 數(shù)字樣機技術 119
3.4.3 MBD及其相關技術 122
3.5 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理與PDM技術 136
3.5.1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的概念和發(fā)展 137
3.5.2 PDM的關鍵技術及原理 138
3.5.3 從PDM到PLM 146
思考及練習題 147
第4章 數(shù)字化工藝設計 148
4.1 計算機輔助工藝設計與CAPP技術 148
4.1.1 工藝設計與計算機輔助工藝設計 148
4.1.2 CAPP的工作原理類型 149
4.1.3 CAPP中的工藝設計技術 150
4.1.4 CAPP中的工藝仿真技術 155
4.1.5 MBD在復雜產(chǎn)品制造中的應用 164
4.1.6 常見CAPP系統(tǒng) 166
4.2 計算機輔助制造與CAM技術 166
4.2.1 數(shù)控加工技術概念 167
4.2.2 數(shù)控編程基礎 167
4.2.3 數(shù)控工藝設計 189
4.2.4 不同數(shù)控機床的程序編制 194
4.2.5 CAD/CAM軟件及其應用 200
4.3 計算機輔助快速成形與CARP技術 203
4.3.1 快速成形技術概述 203
4.3.2 快速成形工藝方法 204
4.3.3 快速成形數(shù)據(jù)處理流程 207
4.3.4 快速成形數(shù)據(jù)來源 207
4.3.5 數(shù)據(jù)接口格式 207
4.3.6 數(shù)據(jù)處理軟件 209
4.3.7 數(shù)據(jù)處理過程 210
4.3.8 常見3D打印軟件 213
思考及練習題 214
第5章 數(shù)字化生產(chǎn)與運維 215
5.1 生產(chǎn)管理與數(shù)字化生產(chǎn)管理 215
5.1.1 生產(chǎn)管理的概念 215
5.1.2 數(shù)字化生產(chǎn)管理 217
5.2 數(shù)字化生產(chǎn)設備 219
5.2.1 生產(chǎn)設備分類 219
5.2.2 數(shù)控機床 219
5.2.3 工業(yè)機器人 222
5.2.4 數(shù)字化生產(chǎn)線 227
5.2.5 數(shù)字化物流倉儲設備 228
5.3 數(shù)字化生產(chǎn)系統(tǒng) 231
5.3.1 MES 232
5.3.2 APS系統(tǒng) 236
5.3.3 WMS 238
5.3.4 QMS 239
5.3.5 EAM系統(tǒng) 240
5.4 數(shù)字化車間 241
5.5 數(shù)字化運維技術 244
5.5.1 運維方式的發(fā)展變化 244
5.5.2 數(shù)字化運維的策略 244
5.5.3 MRO和PHM 246
5.6 數(shù)字化運維系統(tǒng) 248
5.6.1 MRO系統(tǒng) 248
5.6.2 PHM系統(tǒng) 248
思考及練習題 250
第6章 智能制造技術基礎 251
6.1 智能傳感器技術 251
6.1.1 智能傳感器的含義和結(jié)構(gòu) 251
6.1.2 智能傳感器的特性和分類 252
6.1.3 制造領域常用傳感器類型 254
6.1.4 智能傳感器工業(yè)應用及開發(fā) 257
6.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術 259
6.2.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的特征 259
6.2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和模式 260
6.2.3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術 261
6.2.4 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用和平臺 273
6.3 工業(yè)大數(shù)據(jù)技術 275
6.3.1 工業(yè)數(shù)據(jù)的特征 276
6.3.2 工業(yè)數(shù)據(jù)的處理架構(gòu) 277
6.3.3 工業(yè)數(shù)據(jù)的關鍵技術 279
6.3.4 工業(yè)大數(shù)據(jù)應用 285
6.4 云計算和邊緣計算技術 286
6.4.1 云計算的原理和特征 286
6.4.2 云計算的關鍵技術 289
6.4.3 邊緣計算及其特征 291
6.4.4 邊緣計算的部署 293
6.4.5 云邊協(xié)同在智能制造中的應用 294
6.5 人工智能技術 295
6.5.1 人工智能的發(fā)展與方向 296
6.5.2 機器學習 298
6.5.3 計算機視覺 304
6.5.4 人工智能的工業(yè)應用 317
6.6 虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實技術 318
6.6.1 虛擬現(xiàn)實 318
6.6.2 增強現(xiàn)實 328
6.6.3 虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實區(qū)別和應用 338
6.7 數(shù)字孿生技術 340
6.7.1 數(shù)字孿生的特點 340
6.7.2 數(shù)字孿生的實現(xiàn)技術 342
6.7.3 數(shù)字孿生的工業(yè)應用 342
思考及練習題 344
第7章 智能制造技術應用 345
7.1 智能化產(chǎn)品設計 345
7.1.1 智能CAD方法 345
7.1.2 非智能CAD方法 348
7.1.3 智能CAE方法 350
7.2 智能化工藝設計 351
7.2.1 基于人工智能的智能化工藝設計 351
7.2.2 基于AR/VR的智能化工藝設計 359
7.2.3 基于數(shù)字孿生的智能化工藝設計 360
7.3 智能化生產(chǎn)和運維 362
7.3.1 智能化生產(chǎn)、運維范圍和等級 362
7.3.2 智能制造裝備 366
7.3.3 智能化生產(chǎn)管理 370
7.3.4 智能化運行維護 371
7.3.5 智能化操作執(zhí)行 373
7.4 智能工廠 375
7.4.1 智能工廠框架 375
7.4.2 智能設計 376
7.4.3 智能生產(chǎn) 377
7.4.4 智能物流 378
7.4.5 系統(tǒng)集成與優(yōu)化 379
7.4.6 智能工廠建設層次 380
7.4.7 智能工廠案例 381
7.5 智能制造行業(yè)應用 382
7.5.1 航空行業(yè)智能制造應用 383
7.5.2 航天行業(yè)智能制造應用 386
思考及練習題 390
參考文獻 391
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