数字化设计与制造 第3版
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天津武清
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作者苏春
出版社机械工业出版社
ISBN9787111621393
出版时间2019-05
装帧平装
开本16开
定价54.9元
货号27865543
上书时间2024-12-26
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前言
制造业是人类文明的重要基石,人类的文明史也是制造业的发展史与进步史｡20世纪中叶以来,计算机､微电子､网络等信息技术的出现彻底改变了制造业的本来面貌,它们为制造业提供了崭新的技术手段,同时也对制造业的发展提出了重大挑战｡目前,信息技术已经渗透到制造企业生产运营的各个层面,其理论研究､产品开发及工程应用水平已经成为衡量一个企业､一个地区乃至一个国家综合竞争力的重要标志｡
经过几十年的发展,在传统的计算机图形学､计算机辅助设计和计算机辅助工程分析等技术的基础上,形成了产品数字化设计技术群;在数控加工､计算机辅助工艺规划､成组技术和增材制造等技术的基础上,形成了数字化制造技术群;在物料需求计划､制造资源计划､产品数据管理､产品全生命周期管理､企业资源计划和制造执行系统等技术的基础上,形成了数字化管理技术群｡数字化设计､数字化制造与数字化管理技术相互交叉､融合和集成,构成产品数字化开发的集成环境与创新平台,成为提升产品研发能力和管理水平､推动制造业进步的不竭动力｡
制造业是国民经济的主体,是立国之本､兴国之器､强国之基｡工业化国家都高度重视制造业的发展｡近年来,大数据､人工智能､工业机器人､工业互联网和工业4.0风起云涌,以智能制造为主要特征的第四次工业革命轮廓初现,制造业开始进入“智能制造”时代,数字化设计与制造技术也将面临新的发展格局｡
本书从产品数字化开发和企业数字化管理的角度出发,系统地阐述了数字化设计､数字化仿真､数字化制造和数字化管理的基础理论和应用方法｡本书以四次工业革命为主线,简要回顾制造业发展历程,剖析制造技术的演变趋势和制造企业管理方法的变化规律;系统地论述数字化设计与制造技术的内涵及其学科体系,阐述数字化设计与制造的概念､原理和方法,涵盖产品数字化设计技术､数字化仿真技术､数字化制造技术､逆向工程与增材制造技术､数字化管理技术和产品数字化开发集成技术等内容｡本书注重对基本概念､原理和方法的阐述,力求反映数字化设计与制造技术的全貌和发展动态,并提供了多个数字化设计与制造工程应用案例｡
本书共分为9章,由东南大学苏春任主编,其中3.1~3.5节由东南大学黄卫编写,4.5节由东南大学王海燕编写,中国电子科技集团第38研究所的田富君､陈兴玉､程五四､陈帝江､魏一雄､周红桥､张祥祥､胡祥涛等为3.7节､6.2.4节､7.6.2节的编写提供了资料,其余章节由苏春修订｡中国电子科技集团第38研究所张红旗研究员级高级工程师认真审阅全书并提出宝贵的修改意见｡在本书编写过程中,南京汽车集团有限公司技术中心､安徽合力股份有限公司､E￣works数字化企业网等单位提供了相关资料,编者还参考了大量的文献资料,在此谨向原文献作者表示感谢｡
本书入选东南大学2018年度校级规划教材,得到“江苏高校品牌专业建设工程项目(TAPP)”的资助,并入选“十三五”国家重点出版物出版规划项目｡
数字化设计与制造技术研究内容广泛､学科内涵丰富,并且仍然处于快速发展的过程之中,加之
编者水平有限,书中难免有不妥之处,敬请读者批评指正｡
编者
导语摘要
本书系统地阐述了数字化设计与制造技术的产生背景、学科体系、理论方法、关键技术以及主流应用系统。全书内容包括：近现代制造业的发展历程、制造技术进步的典型事件和关键人物；数字设计与制造技术产生的背景、发展历史、学科体系及其系统组成；产品数据在计算机中的表示与处理方法；产品数字化造型技术及其主流软件；数字化仿真、有限元分析和虚拟样机技术；计算机辅助工艺规划技术、成组技术以及数控加工技术；逆向工程与快速原型制造技术；产品数字化开发的集成技术。本书内容新颖、体系结构完整、系统性强，力求反映产品数字化设计与制造技术的全貌和*新发展动态。全书注重基本概念、原理和方法的阐述，提供不少数字化设计与制造技术的应用案例，并附有一定数量的思考题和习题。
目录
前言
第1章引言1
1.1工业革命与制造业变革1
1.1.1次工业革命1
1.1.2第二次工业革命3
1.1.3第三次工业革命15
1.1.4第四次工业革命29
1.2制造与制造业35
1.2.1制造与制造业的基本概念36
1.2.2制造系统的组成与分类39
1.3现代制造业面临的挑战及其发展趋势40
思考题及习题44
第2章数字化设计与制造技术概述48
2.1数字化设计与制造技术的学科体系48
2.2数字化设计与制造技术的特点53
2.3数字化设计与制造技术的历史与发展趋势55
2.4产品数字化设计与制造案例64
思考题及习题71
第3章产品数字化开发技术基础73
3.1工程数据的类型及其数字化处理方法73
3.1.1工程数据的类型73
3.1.2工程数据的数字化处理方法75
3.2数表的程序化处理75
3.2.1简单数表的程序化处理75
3.2.2列表函数数表的插值处理76
3.3线图的程序化处理77
3.3.1线图的表格化处理77
3.3.2线图的公式化处理77
3.4数据文件79
3.4.1数据文件的生成与检索79
3.4.2工程数据的文件化处理79
3.5数据结构与数据库技术79
3.5.1数据结构80
3.5.2数据库技术83
3.6曲线和曲面的表示85
3.6.1曲线和曲面的基本概念86
3.6.2曲线和曲面的参数化表示86
3.6.3参数化曲线的表示及其几何特性88
3.6.4常用的参数化曲线90
3.6.5常用的参数化曲面94
3.7工程数据数字化处理软件开发案例96
思考题及习题102
第4章产品数字化设计技术104
4.1数字化设计技术概述104
4.2几何形体在计算机中的表示108
4.2.1几何信息和拓扑信息108
4.2.2形体的定义及表示形式109
4.3产品造型技术111
4.3.1线框造型111
4.3.2曲面造型112
4.3.3实体造型114
4.3.4特征造型117
4.3.5参数化造型119
4.3.6参数化特征造型120
4.3.7直接造型和同步造型124
4.3.8基于模型的产品定义125
4.3.9基于模型的企业134
4.4数字化装配技术138
4.4.1数字化装配的基本概念138
4.4.2数字化装配的功能与操作139
4.5几何形体渲染技术142
4.5.1消隐143
4.5.2光照143
4.5.3纹理144
4.5.4颜色145
4.6主流数字化设计软件介绍145
思考题及习题148
第5章数字化仿真技术152
5.1数字化仿真技术概述152
5.1.1数字化仿真技术及其分类152
5.1.2数字化仿真的基本步骤158
5.2数字化仿真技术中的有限元法159
5.2.1有限元法的基本概念159
5.2.2有限元法的求解步骤160
5.2.3有限元分析软件的模块组成和主流软件介绍164
5.2.4数字化仿真应用案例167
5.3虚拟样机技术173
5.3.1虚拟样机技术概述173
5.3.2主流虚拟样机解决方案176
思考题及习题185
第6章数字化制造技术186
6.1数字化制造技术概述186
6.2计算机辅助工艺规划技术188
6.2.1计算机辅助工艺规划的基本概念188
6.2.2计算机辅助工艺规划的功能模块191
6.2.3计算机辅助工艺规划的类型192
6.2.4基于三维模型的工艺规划与应用案例193
6.3成组技术198
6.3.1成组技术的基本概念198
6.3.2零件的分类编码体系199
6.3.3成组技术应用案例201
6.4数控加工技术209
6.4.1数控加工的基本概念209
6.4.2数控机床的组成及分类209
6.4.3数控编程技术214
思考题及习题235
第7章逆向工程与增材制造技术238
7.1逆向工程技术概述238
7.2逆向工程的类型与实施步骤239
7.3实物逆向工程及其关键技术241
7.3.1逆向对象的坐标数据测量242
7.3.2实物逆向的数据处理与模型重构245
7.4逆向工程技术应用案例248
7.5常用逆向工程软件介绍250
7.6增材制造技术252
7.6.1增材制造技术概述252
7.6.2典型的增材制造工艺与设备258
7.7增材制造技术的发展趋势265
思考题及习题267
第8章数字化管理技术269
8.1产品数据管理技术269
8.2产品全生命周期管理技术273
8.3企业资源计划281
8.4制造执行系统288
思考题及习题292
第9章产品数字化开发集成技术293
9.1概述293
9.2柔性制造系统293
9.2.1柔性制造系统概述293
9.2.2柔性制造系统的组成与分类294
9.3计算机集成制造系统299
9.3.1计算机集成制造的定义299
9.3.2计算机集成制造系统的分类303
9.3.3计算机集成制造系统的开发模式与实施304
9.4协同设计技术305
9.4.1协同设计技术的发展及定义305
9.4.2协同设计的关键技术307
9.4.3协同设计的体系结构309
9.4.4协同设计工具312
9.5网络化制造技术314
9.5.1网络化制造的定义314
9.5.2网络化制造系统的体系结构316
9.5.3网络化制造的基础技术321
9.6并行工程322
9.6.1并行工程的定义322
9.6.2并行工程的特点323
9.6.3并行工程的关键技术324
9.7制造物联与工业互联网327
9.8数字化企业333
9.8.1数字化企业的定义333
9.8.2数字化企业的构建335
9.8.3数字化企业的案例分析337
思考题及习题341
参考文献343
内容摘要
本书系统地阐述了数字化设计与制造技术的产生背景、学科体系、理论方法、关键技术以及主流应用系统。全书内容包括：近现代制造业的发展历程、制造技术进步的典型事件和关键人物；数字设计与制造技术产生的背景、发展历史、学科体系及其系统组成；产品数据在计算机中的表示与处理方法；产品数字化造型技术及其主流软件；数字化仿真、有限元分析和虚拟样机技术；计算机辅助工艺规划技术、成组技术以及数控加工技术；逆向工程与快速原型制造技术；产品数字化开发的集成技术。本书内容新颖、体系结构完整、系统性强，力求反映产品数字化设计与制造技术的全貌和*新发展动态。全书注重基本概念、原理和方法的阐述，提供不少数字化设计与制造技术的应用案例，并附有一定数量的思考题和习题。
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