目錄
第1章 數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 數字化制造的基本概念 9
1.4.1 數字化制造的含義 9
1.4.2 數字化制造的技術體系 11
1.4.3 數字化制造的發(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)架構與技術體系 14
1.6 數智制造的主體與對象 16
1.6.1 產品的生命周期 16
1.6.2 制造企業(yè)的組成 18
1.6.3 產品研制的業(yè)務 19
1.7 數智制造的未來發(fā)展 20
1.7.1 第四次工業(yè)革命浪潮的影響 20
1.7.2 數智制造的國家戰(zhàn)略 21
1.7.3 數智制造的未來展望 23
思考及練習題 24
第2章 數字化制造技術基礎 26
2.1 產品生命周期數據 26
2.1.1 數據和信息 26
2.1.2 產品生命周期數據內容 27
2.1.3 產品生命周期數據類型 28
2.2 數據數字化處理基礎 28
2.2.1 數據的數字化表示 28
2.2.2 數據結構及算法 33
2.2.3 數據庫基礎 38
2.3 數據數字化處理方式 47
2.3.1 結構化數據處理 48
2.3.2 半結構化數據處理 53
2.3.3 非結構化數據處理 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 數字化產品設計 81
3.1 數字化設計 81
3.2 產品數字化建模與CAD技術 81
3.2.1 產品數字化建模與產品數字化模型 82
3.2.2 零件幾何模型建模技術 85
3.2.3 產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 產品模型的顯示和交換 106
3.2.6 CAD技術與系統(tǒng) 108
3.3 產品數字化分析與CAE技術 110
3.3.1 數字化分析與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 產品數字化定義與DPD技術 118
3.4.1 DPD的起源與發(fā)展 118
3.4.2 數字樣機技術 119
3.4.3 MBD及其相關技術 122
3.5 產品數據管理與PDM技術 136
3.5.1 產品數據管理的概念和發(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 數控加工技術概念 167
4.2.2 數控編程基礎 167
4.2.3 數控工藝設計 189
4.2.4 不同數控機床的程序編制 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 快速成形數據處理流程 207
4.3.4 快速成形數據來源 207
4.3.5 數據接口格式 207
4.3.6 數據處理軟件 209
4.3.7 數據處理過程 210
4.3.8 常見3D打印軟件 213
思考及練習題 214
第5章 數字化生產與運維 215
5.1 生產管理與數字化生產管理 215
5.1.1 生產管理的概念 215
5.1.2 數字化生產管理 217
5.2 數字化生產設備 219
5.2.1 生產設備分類 219
5.2.2 數控機床 219
5.2.3 工業(yè)機器人 222
5.2.4 數字化生產線 227
5.2.5 數字化物流倉儲設備 228
5.3 數字化生產系統(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 數字化車間 241
5.5 數字化運維技術 244
5.5.1 運維方式的發(fā)展變化 244
5.5.2 數字化運維的策略 244
5.5.3 MRO和PHM 246
5.6 數字化運維系統(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構 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)物聯網技術 259
6.2.1 工業(yè)物聯網的特征 259
6.2.2 工業(yè)物聯網架構和模式 260
6.2.3 工業(yè)物聯網的關鍵技術 261
6.2.4 工業(yè)物聯網應用和平臺 273
6.3 工業(yè)大數據技術 275
6.3.1 工業(yè)數據的特征 276
6.3.2 工業(yè)數據的處理架構 277
6.3.3 工業(yè)數據的關鍵技術 279
6.3.4 工業(yè)大數據應用 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 虛擬現實/增強現實技術 318
6.6.1 虛擬現實 318
6.6.2 增強現實 328
6.6.3 虛擬現實/增強現實區(qū)別和應用 338
6.7 數字孿生技術 340
6.7.1 數字孿生的特點 340
6.7.2 數字孿生的實現技術 342
6.7.3 數字孿生的工業(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 基于數字孿生的智能化工藝設計 360
7.3 智能化生產和運維 362
7.3.1 智能化生產、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 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