【现货速发】智能工艺设计

　　工艺设计是制造类企业技术部门的主要工作之一，它直接连接着产品设计与生产，其质量的优劣及设计效率的高低对生产组织、产品质量、产品成本、生产效率、生产周期等有着极大的影响。随着制造业进入信息化及知识经济的时代，现在机械零件产品的生产以多品种小批量生产为主导，传统的工艺设计方法远不能适应现在行业发展的需要，而大量的实例表明，实施智能工艺设计可为企业带来重大收益。
　　计算机辅助工艺规划（computer aided process planning，CAPP）是工艺人员应用信息技术、计算机技术及智能化技术，把企业的产品设计数据转化为产品制造数据的一种技术。智能工艺设计则是在CAPP的基础上，以数字化方式创建工艺设计过程的虚拟实体，利用智能传感、云计算、大数据处理及物联网等技术来实现历史及实时工艺设计数据与知识的感知，借助于计算机软、硬件技术和支撑环境，通过数值计算、逻辑判断、仿真和推理等的功能来模拟、验证、预测、决策、控制设计过程，从而形成零件从毛坯到成品整个设计过程“数据感知—实时分析—智能决策—精准执行”的闭环，最终实现工艺设计的智能化、实时化、显性化、流程化、模块化和闭环化。
　　智能工艺设计是“传统的以经验为主的设计模式”向“基于建模和仿真的科学设计模式”的转变结果，其研究和应用主要围绕着两个方面展开： 一是不断完善自身在应用中出现的不足； 二是不断满足新的技术、制造模式对其提出的新要求。目前，智能工艺设计的研究和应用存在一些局限，如工艺设计结果多是静态； 工艺设计的应用只集中在机械加工工艺设计； 智能工艺设计系统还无法实现对工艺知识的总结、积累和应用； 与企业的各种应用系统进行集成时存在部分信息孤岛； 不能适应新制造模式的需求等。因此，未来智能工艺设计的发展，将在应用范围、应用的深度和水平等方面进行拓展，大力发展网络协同化与行业化，广泛应用动态工艺数据与知识，与数字孪生等新兴技术深度融合，实现智能工艺设计系统的多功能信息集成，由“智能”工艺设计转向“智慧”工艺设计。
　　聚焦智能工艺设计技术的突破与创新，全力推进智能制造向纵深发展是深入实施制造强国战略的重要环节。基于智能工艺设计技术近年来的发展，作者归纳整理了相关领域的基础理论、深层次方法和前沿技术，编撰了《智能工艺设计》这本书。本书主要内容有： 智能工艺设计概述，智能CAPP系统，智能工艺系统，智能工艺设计应用案例等。本书可供高等学校机械工程、电气工程及自动化、自动化、计算机科学与技术等专业的本科生和研究生使用，还可供从事智能工艺设计研究及工作的科技人员参考。
　　本书由华侨大学邓朝晖、湖南科技大学刘伟、万林林、吕黎曙与湖南工业大学刘涛等编著。第1章由邓朝晖、吕黎曙撰写；第2章由万林林、李重阳撰写；第3章由刘伟、吕黎曙、肖罡、葛吉民撰写；第4章由邓朝晖、刘涛撰写；全书由邓朝晖、刘伟统稿。在本书的编撰过程中，编者参阅和引用了不少国内外学术文献，已在书后的参考文献中列出。
　　感谢清华大学出版社为智能制造系列教材的发起、推动及出版所作的重要贡献，感谢刘杨编辑为本书的出版所付出的努力。
　　由于编者水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请读者批评指正，作者深表感谢。

2022年7月

系统介绍智能工艺设计的内涵、发展、相关基础理论与关键技术及其应用案例，使学生能够不断深入认识制造技术与新一代信息技术深度融合的发展趋势，培养学生运用人工智能、大数据等技术方法分析、解决机械制造工艺设计问题的基本能力与素养。同时本模块可与优化设计、数字孪生、模拟与仿真、深度学习、基于案例推理、知识工程、大数据基础、数据管理方法、智能数控、MES、智能装配工艺、传感与检测、机器视觉等单元模块形成强耦合关联，合理拼接组成《智能制造工艺技术基础》及其它相关课程。

邓朝晖，博士，湖南省二级教授，博士生导师；湖南科技大学智能制造研究院院长，难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室主任，中国机械工程学会生产工程分会常务委员。从事绿色高效精密加工与智能制造技术科研教学工作。主持主研完成国家级课题10余项、省部级企业课题30余项。主持获湖南省科技进步二等奖1项。出版专著《凸轮轴智能高速磨削理论及关键技术》，主编高校教材《智能制造技术基础》和《先进制造技术》。

第1章智能工艺设计概述
1.1智能工艺设计及其发展演化
1.1.1智能工艺设计的基本概念与内涵
1.1.2智能工艺设计的需求
1.1.3智能工艺设计发展演化
1.2智能工艺设计未来发展趋势
1.2.1智能工艺设计的不足
1.2.2智能工艺设计的发展趋势

第2章智能CAPP系统
2.1CAPP系统
2.1.1CAPP系统概念、组成、分类
2.1.2CAPP系统在CAD/CAM集成系统中的作用
2.2工艺规划智能化
2.2.1工艺规划智能化目标
2.2.2工艺规划智能化功能模块构建
2.2.3智能化功能模块与CAPP系统的集成
2.3智能CAPP系统
2.3.1系统总体结构
2.3.2系统开发模型
2.3.3系统搭建

第3章智能工艺系统
3.1智能工艺系统简介
3.2智能工艺系统关键技术
3.2.1工艺信息与工艺问题的知识表达方法
3.2.2基础工艺数据库和知识库
3.2.3基于实例推理的工艺决策
3.2.4基于数据挖掘的工艺优化
3.2.5基于三维模型的工艺设计
3.2.6加工制造工艺仿真
3.2.7基于数字孪生的工艺设计
3.3智能工艺系统的软件实现
3.3.1软件设计的整体思路
3.3.2系统框架及主要模块
3.3.3软件程序设计及流程

第4章智能工艺设计应用案例
4.1箱体零件三维数字化工艺设计
4.1.1开目CAPP软件工艺设计方法
4.1.2箱体特征识别技术
4.1.3箱体特征工步生成
4.1.4箱体工艺路线生成与编制
4.1.5箱体工艺文件的生成
4.2典型零件智能磨削工艺软件
4.2.1软件功能描述
4.2.2软件体系结构和功能模块
4.2.3软件开发
4.2.4软件应用
参考文献

系统介绍智能工艺设计的内涵、发展、相关基础理论与关键技术及其应用案例，使学生能够不断深入认识制造技术与新一代信息技术深度融合的发展趋势，培养学生运用人工智能、大数据等技术方法分析、解决机械制造工艺设计问题的基本能力与素养。同时本模块可与优化设计、数字孪生、模拟与仿真、深度学习、基于案例推理、知识工程、大数据基础、数据管理方法、智能数控、MES、智能装配工艺、传感与检测、机器视觉等单元模块形成强耦合关联，合理拼接组成《智能制造工艺技术基础》及其它相关课程。

邓朝晖，博士，湖南省二级教授，博士生导师；湖南科技大学智能制造研究院院长，难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室主任，中国机械工程学会生产工程分会常务委员。从事绿色高效精密加工与智能制造技术科研教学工作。主持主研完成国家级课题10余项、省部级企业课题30余项。主持获湖南省科技进步二等奖1项。出版专著《凸轮轴智能高速磨削理论及关键技术》，主编高校教材《智能制造技术基础》和《先进制造技术》。