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第1篇 导论3

第1章 制造业和先进制造技术的发展3

1.1 制造业及其发展概况3

1.1.1 发达国家的制造业3

1.1.2 中国的制造业6

1.1.3 制造业在国民经济中的地位7

1.2 制造业的发展趋势及特点10

1.2.1 我国制造业的发展前景10

1.2.2 我国未来制造业的特点10

1.3 先进制造技术提出并得到重视12

1.3.1 制造技术的演进和先进制造技术的提出12

1.3.2 先进制造技术发展得到重视16

1.4 先进制造技术的内涵及特点19

1.4.1 先进制造技术的内涵19

1.4.2 先进制造技术的特点19

1.5 先进制造技术的体系结构20

1.5.1 AMST多层次先进制造技术体系20

1.5.2 FCCSET先进制造技术体系结构21

1.6 先进制造技术的发展趋势22

1.6.1 21世纪对先进制造技术的挑战与发展机遇22

1.6.2 先进制造技术的发展趋势23

1.7 先进制造技术对国民经济发展的重要作用26

参考文献27

第2篇 现代设计技术31

第2章 现代设计技术概论31

2.1 新产品开发综述31

2.1.1 新产品开发的重要意义31

2.1.2 决定新产品开发成败的核心因素31

2.1.3 新产品开发中的新技术33

2.2 现代设计技术的内涵及其体系34

2.2.1 现代设计技术的内涵34

2.2.2 现代设计技术的体系36

2.3 现代设计技术的特点38

2.4 现代设计的发展趋势展望与思考42

2.4.1 发展趋势展望42

2.4.2 思考与建议43

参考文献44

第3章 现代设计技术之一--现代设计方法学45

3.1 并行设计45

3.1.1 并行设计概念产生的背景和过程45

3.1.2 并行设计的技术特征46

3.1.3 并行设计中的关键技术48

3.1.4 并行设计的技术经济效益49

3.2 系统设计51

3.2.1 系统设计的概念51

3.2.2 系统设计的方法和步骤53

3.2.3 机械系统设计55

3.2.4 系统设计的展望57

3.3 功能设计57

3.3.1 功能设计的概念57

3.3.2 功能设计的步骤57

3.3.3 功能分析57

3.3.4 寻求作用原理59

3.4 模块化设计61

3.4.1 模块化设计的基本概念和方法61

3.4.2 模块化系统的分类62

3.4.3 模块化设计的步骤63

3.4.4 模块化设计的关键65

3.4.5 模块化设计的现状与趋势65

3.5 价值工程67

3.5.1 概述67

3.5.2 价值工程的基本概念68

3.5.3 价值工程的工作程序69

3.5.4 价值工程的技术方法71

3.6 质量功能配置73

3.6.1 概述73

3.6.2 质量功能配置的基本原理73

3.6.3 系统的质量功能配置过程及其特点76

3.6.4 质量功能配置方法中有关内容的补充说明77

3.7 反求工程技术78

3.7.1 概述78

3.7.2 反求工程技术的研究对象及研究内容79

3.7.3 反求工程技术的研究特点及设计程序81

3.7.4 反求工程技术的研究方法82

3.7.5 实施反求工程应注意的一些问题和建议83

3.8 绿色设计84

3.8.1 绿色设计产生的背景84

3.8.2 绿色产品与绿色设计84

3.8.3 绿色设计及其特点与方法86

3.8.4 绿色设计的主要内容和关键技术87

3.8.5 绿色设计的发展88

3.9 模糊设计89

3.9.1 模糊设计的基石--模糊集与隶属函数89

3.9.2 模糊优化设计90

3.9.3 模糊可靠性设计92

3.9.4 模糊控制设计94

3.9.5 模糊神经网络与模糊专家系统95

3.9.6 说明及展望97

3.10 面向对象的设计97

3.10.1 概述97

3.10.2 面向对象的分析98

3.10.3 面向对象的设计100

3.10.4 面向对象设计的实现102

3.10.5 面向对象设计的应用与展望102

3.11 工业造型设计103

3.11.1 工业造型设计学科的形成104

3.11.2 工业造型设计的特征及内涵105

3.11.3 工业造型设计基本方法105

3.11.4 工业造型设计发展新动向107

参考文献109

第4章 现代设计技术之二--计算机辅助设计技术111

4.1 有限元法111

4.1.1 概述111

4.1.2 有限元法的基本思想及计算步骤111

4.1.3 有限元法的应用及现状113

4.2 优化设计116

4.2.1 优化设计问题116

4.2.2 优化设计的基本术语和数学模型117

4.2.3 最优化方法120

4.2.4 最优化设计技术的现状与未来120

4.3 计算机辅助设计122

4.3.1 计算机辅助设计的基本概念和特点122

4.3.2 计算机辅助设计系统的硬件123

4.3.3 计算机辅助设计系统的软件125

4.3.4 计算机辅助设计的研究热点及展望126

4.4 模拟仿真和虚拟设计128

4.4.1 现代产品开发中的重要支撑技术--模拟仿真技术128

4.4.2 模拟仿真技术的发展130

4.4.3 模拟仿真技术的三大组成部分132

4.4.4 模拟仿真软件介绍133

4.4.5 模拟仿真技术的最新发展--虚拟现实简介136

4.5 智能计算机辅助设计137

4.5.1 概述137

4.5.2 智能计算机辅助设计系统的基本组成137

4.5.3 人工智能技术与智能设计系统138

4.5.4 智能计算机辅助设计的发展方向140

4.5.5 国内外智能计算机辅助设计技术的应用状况142

4.6 工程数据库143

4.6.1 工程数据库的概念143

4.6.2 工程数据库的特点143

4.6.3 工程数据库系统简介145

4.6.4 工程数据库系统的发展动向150

参考文献151

第5章 现代设计技术之三--可信性设计153

5.1 可靠性设计154

5.1.1 机械可靠性和电子可靠性154

5.1.2 通用的可靠性设计分析方法155

5.1.3 电子设备可靠性设计方法160

5.1.4 机械可靠性设计方法164

5.1.5 软件可靠性165

5.2 安全设计167

5.2.1 概述167

5.2.2 安全设计的基本程序与方法168

5.2.3 安全设计风险评价169

5.2.4 结构安全设计170

5.2.5 安全设计的展望173

5.3 动态分析与设计173

5.3.1 动态分析174

5.3.2 动态设计175

5.3.3 动态设计中的非线性问题--机构弹性动力学179

5.3.4 动态设计的发展趋势与关键技术179

5.4 防断裂设计180

5.4.1 防断裂设计的提出180

5.4.2 防断裂设计的工程方法181

5.4.3 制造过程中的断裂控制设计183

5.4.4 运行、维修和试验条件下的断裂控制184

5.4.5 防断裂设计的安全、可靠性评价185

5.4.6 防断裂设计的发展186

5.5 疲劳可靠性设计187

5.5.1 概述187

5.5.2 疲劳可靠性设计的方法189

5.5.3 工程应用中的主要问题193

5.5.4 疲劳可靠性设计的展望194

5.6 减摩耐磨设计195

5.6.1 概述195

5.6.2 摩擦副的系统分析196

5.6.3 摩擦副的非正常状态196

5.6.4 耐磨设计198

5.6.5 减摩耐磨设计的发展动向201

5.7 防腐蚀设计201

5.7.1 概述201

5.7.2 防腐蚀设计方法203

5.7.3 防腐蚀设计技术发展趋势206

5.8 健壮设计207

5.8.1 概述207

5.8.2 健壮设计原理207

5.8.3 机械系统的稳健设计211

5.8.4 健壮性与可靠性213

5.8.5 应用举例--提高离合器弹簧的耐久性213

5.9 耐环境设计213

5.9.1 环境条件和产品防护类型214

5.9.2 环境防护技术217

5.9.3 环境试验评价219

5.10 维修性设计和维修保障设计219

5.10.1 概述219

5.10.2 维修性设计与分析220

5.10.3 维修保障设计223

5.10.4 维修性与维修保障技术的综合发展趋势225

5.11 测试性设计225

5.11.1 概述225

5.11.2 测试性要求227

5.11.3 测试方案227

5.11.4 固有测试性设计228

5.11.5 测试点的配置229

5.11.6 测试性验证和熟化230

5.12 人机工程设计230

5.12.1 概述230

5.12.2 人体尺寸、操作姿态和体能231

5.12.3 显示器的设计234

5.12.4 控制零部件的设计236

5.12.5 环境和其他问题的考虑238

参考文献239

第6章 设计试验技术242

6.1 概述242

6.2 产品可靠性试验242

6.2.1 可靠性试验的意义与分类242

6.2.2 指数分布可靠性测定试验242

6.2.3 威布尔分布可靠性测定试验244

6.2.4 加速试验及其原则245

6.2.5 单一应力加速试验246

6.2.6 复合应力加速试验248

6.2.7 磨损加速试验248

6.2.8 疲劳加速试验249

6.3 产品环保性能试验与控制249

6.3.1 产品环保性能的概念249

6.3.2 产品环保性能评价方向250

6.3.3 产品制造过程中的环保要求251

6.3.4 环境标志产品251

6.3.5 机械产品污染物排放指标及其检验252

6.3.6 汽车排气污染物的控制253

6.3.7 电机及其拖运设备噪声控制255

6.4 仿真试验与虚拟试验255

6.4.1 产品试验的目的255

6.4.2 快速成形技术与仿真试验256

6.4.3 虚拟试验及其一般方法259

6.4.4 虚拟试验技术及设备260

参考文献262

第3篇 先进制造工艺265

第7章 先进制造工艺概论265

7.1 机械制造工艺的定义、内涵及分类265

7.1.1 机械制造工艺的定义及内涵265

7.1.2 机械制造工艺的分类265

7.2 先进制造工艺的特点及产生条件268

7.2.1 先进制造工艺在先进制造技术(AMT)中的地位268

7.2.2 先进制造工艺的特点268

7.2.3 先进制造工艺的产生环境及方式269

7.3 先进制造工艺的技术发展趋势271

参考文献273

第8章 精密洁净铸造成形工艺274

8.1 外热风冲天炉熔炼、处理、保护成套技术275

8.1.1 概述275

8.1.2 热风冲天炉发展历史275

8.1.3 先进外热换热器原理、结构及系统实例275

8.1.4 高效长寿外热冲天炉炉体结构及保护技术279

8.1.5 外热冲天炉优点及应用范围283

8.1.6 热风冲天炉发展前景283

8.2 钢液精炼与保护技术284

8.2.1 纯净铸钢和超纯净钢284

8.2.2 纯净铸钢的精炼工艺285

8.3 高紧实率潮型生产工艺与装备289

8.3.1 概述289

8.3.2 高紧实率无箱造型概述289

8.3.3 高紧实率有箱造型发展史289

8.3.4 几种造型紧实方法比较290

8.3.5 高紧实率造型技术发展趋势295

8.3.6 高紧实率潮型用型砂质量及其控制296

8.4 近代化学固化砂铸造工艺298

8.4.1 树脂固化砂工艺298

8.4.2 水玻璃固化砂工艺301

8.5 高效金属型铸造工艺与设备303

8.5.1 铝合金件金属型铸造工艺及设备303

8.5.2 铸铁件金属型铸造技术305

8.6 气化模铸造工艺与设备311

8.6.1 概述311

8.6.2 气化模铸造技术312

8.6.3 气体模铸造技术的特点及应用315

8.7 铸造成形工艺模拟和工艺CAD316

8.7.1 概述316

8.7.2 铸件凝固过程数值模拟317

8.7.3 铸件充型过程数值模拟320

8.7.4 铸件微观组织预测321

8.7.5 铸造工艺CAD软件323

8.7.6 结语324

参考文献324

第9章 精确高效塑性成形技术328

9.1 热精锻生产线成套技术328

9.1.1 概述328

9.1.2 精密热模锻生产线工艺流程设计329

9.1.3 精密热模锻生产线的设备选择和机械手(机器人)330

9.1.4 典型精密热锻生产线举例331

9.2 冷温成形成套技术332

9.2.1 概述332

9.2.2 国内外发展概况及水平332

9.2.3 技术内容及技术关键333

9.2.4 冷温锻造工艺技术发展的关键336

9.2.5 市场开发前景339

9.3 辊锻和楔横轧成形技术339

9.3.1 概述339

9.3.2 辊锻成形技术340

9.3.3 楔横轧成形技术343

9.4 大型覆盖件冲压技术346

9.4.1 概述346

9.4.2 产生背景及发展简史346

9.4.3 技术内容及技术关键346

9.4.4 优缺点及使用范围350

9.4.5 发展前景351

9.5 精密冲裁工艺与装备351

9.5.1 概述351

9.5.2 精冲工艺过程的基本特征351

9.5.3 完成精冲的基本条件352

9.5.4 精冲工艺展望354

9.6 超塑性和等温成形工艺356

9.6.1 超塑性及其成形工艺356

9.6.2 等温锻造成形358

9.7 锻造工艺模拟及工艺CAD359

9.7.1 概述359

9.7.2 锻造工艺模拟技术的研究进展360

9.7.3 关于锻造工艺模拟软件的应用362

参考文献362

第10章 优质、高效焊接与切割技术363

10.1 新型焊接电源及控制技术363

10.1.1 概述363

10.1.2 逆变式弧焊电源主电路形式363

10.1.3 弧焊逆变器单元组合364

10.1.4 弧焊逆变器输出电流反馈控制系统365

10.1.5 逆变式弧焊电源空载状态控制365

10.1.6 逆变式钨极氩弧焊电源及其控制366

10.1.7 逆变式二氧化碳气体保护焊电源及其控制367

10.1.8 逆变式弧焊电源的发展前景368

10.2 激光焊接技术368

10.2.1 概述368

10.2.2 激光焊接的工艺特点368

10.2.3 激光焊接设备369

10.2.4 影响激光焊接质量的因素370

10.2.5 改善和发展激光焊接的新技术372

10.2.6 激光焊接的应用373

10.3 优质、高效、低稀释率堆焊技术373

10.3.1 概述373

10.3.2 先进的带极堆焊技术374

10.3.3 先进的粉末等离子弧堆焊技术377

10.4 微连接技术379

10.4.1 概述379

10.4.2 微连接技术中的压焊方法379

10.4.3 微连接技术中的软钎焊方法380

10.4.4 发展前景383

10.5 焊接机器人及其应用383

10.5.1 概述383

10.5.2 焊接机器人383

10.5.3 焊接机器人的应用387

10.5.4 焊接机器人的发展388

10.6 高效优质切割技术388

10.6.1 概述388

10.6.2 火焰切割用气体389

10.6.3 火焰精密快速切割390

10.6.4 数控切割技术391

10.6.5 精密等离子弧切割技术391

10.6.6 激光切割技术392

10.6.7 高压水射流切割393

10.7 焊接过程数值模拟与专家系统394

10.7.1 概述394

10.7.2 焊接过程数值模拟394

10.7.3 焊接专家系统397

参考文献399

第11章 优质低耗洁净热处理技术401

11.1 可控气氛热处理401

11.1.1 概述401

11.1.2 N2-CH3OH氮基气氛402

11.1.3 直生式气氛403

11.1.4 发展前景406

11.2 真空热处理406

11.2.1 真空炉内对流加热技术的开发406

11.2.2 真空高压气冷淬火技术408

11.2.3 真空高压气冷等温淬火408

11.2.4 真空渗氮技术409

11.2.5 真空清洗与干燥技术409

11.3 离子化学热处理410

11.3.1 概述410

11.3.2 发展背景及简史410

11.3.3 离子渗氮411

11.3.4 离子N-C共渗411

11.3.5 离子渗碳412

11.3.6 离子热处理设备413

11.3.7 优缺点及使用范围414

11.3.8 发展前景415

11.4 激光表面合金化415

11.4.1 概述415

11.4.2 激光表面合金化层凝固特征416

11.4.3 合金层组织416

11.4.4 激光表面合金化的强化机制420

11.4.5 激光表面合金化的应用420

11.4.6 激光表面合金化的发展421

11.5 热处理专家系统及性能预报421

11.5.1 概述421

11.5.2 产生背景及发展简史421

11.5.3 技术内容及技术关键422

11.5.4 优缺点及使用范围424

11.5.5 发展前景424

参考文献424

第12章 高效、高精机械加工工艺427

12.1 精密加工和超精密加工427

12.1.1 概述427

12.1.2 产生背景及发展428

12.1.3 镜面铣技术及其应用428

12.1.4 金刚石车削技术及其应用431

12.1.5 精密和超精密磨削434

12.1.6 发展前景437

12.2 高速切削与高速磨削438

12.2.1 高速切削的特点438

12.2.2 高速切削的产生背景和发展史438

12.2.3 高速切削的技术关键439

12.2.4 高速切削的发展前景450

12.2.5 高速磨削的特点451

12.2.6 高速磨削的产生背景和发展史451

12.2.7 高速磨削的技术关键451

12.2.8 高速磨削的发展前景458

12.3 复杂型面的数控加工460

12.3.1 概述460

12.3.2 复杂型面的主要加工方法460

12.3.3 复杂型面数控加工的技术关键461

12.3.4 发展前景464

12.4 游离磨料的高效加工465

12.4.1 概述465

12.4.2 超声研磨工艺466

12.4.3 超声研磨加工玻璃466

12.4.4 超声轨迹加工467

12.4.5 发展前景467

参考文献468

第13章 现代特种加工工艺469

13.1 激光加工469

13.1.1 概述469

13.1.2 激光加工系统的组成及其特性470

13.1.3 激光加工的合理工作参数471

13.1.4 激光加工的技术发展趋势472

13.2 复合加工473

13.2.1 概述473

13.2.2 组成复合加工的典型能量形式474

13.2.3 化学机械复合加工474

13.2.4 磁场辅助研抛加工477

13.2.5 激光辅助车削478

13.2.6 复合加工的技术发展趋势479

13.3 微细加工和纳米技术479

13.3.1 概述479

13.3.2 微细机械加工和电加工技术480

13.3.3 光化掩膜加工482

13.3.4 微细加工的技术发展趋势484

13.4 水喷射加工485

13.4.1 概述485

13.4.2 水喷射加工系统及其应用技术485

13.4.3 水喷射加工应用前景和技术发展趋势488

参考文献488

第14章 新型材料成形与加工工艺490

14.1 新型材料的铸造成形490

14.1.1 钛合金的铸造成形490

14.1.2 金属基复合材料的铸造成形492

14.2 新型材料的超塑性成形493

14.2.1 金属间化合物的超塑性493

14.2.2 陶瓷材料的超塑性493

14.2.3 金属基复合材料的超塑性成形494

14.2.4 新型金属材料的超塑性成形494

14.3 新型材料的焊接494

14.3.1 金属基复合材料的焊接495

14.3.2 陶瓷的焊接496

14.4 新型材料的热处理498

14.4.1 形状记忆合金热处理498

14.4.2 储氢合金的热处理499

14.4.3 陶瓷材料的热处理500

14.4.4 金属间化合物材料的热处理500

14.5 新型材料的机械加工501

14.5.1 概述501

14.5.2 陶瓷材料的加工原理及方法502

14.5.3 陶瓷材料高效、高精加工方法的研究502

14.5.4 陶瓷材料机械加工技术的发展趋势504

参考文献504

第15章 优质清洁表面工程新技术505

15.1 化学镀非晶态合金技术506

15.1.1 概述506

15.1.2 产生背景及发展简史506

15.1.3 制备技术506

15.1.4 性能与应用508

15.1.5 发展前景509

15.2 新型节能表面涂装技术--自泳涂装509

15.2.1 概述509

15.2.2 产生背景及发展简史509

15.2.3 技术内容与技术关键510

15.2.4 优缺点及使用范围512

15.2.5 发展前景512

15.3 铝及铝合金的微弧氧化技术512

15.3.1 概述512

15.3.2 产生背景及发展简史512

15.3.3 技术内容及技术关键512

15.3.4 优缺点及使用范围514

15.3.5 发展前景514

15.4 高速燃气喷涂技术515

15.4.1 概述515

15.4.2 产生背景及发展简史515

15.4.3 技术内容及技术关键516

15.4.4 优缺点及使用范围518

15.4.5 发展前景518

15.5 热喷涂激光重熔复合技术519

15.5.1 概述519

15.5.2 产生背景及发展简史519

15.5.3 热喷涂激光重熔二步法工艺519

15.5.4 发展前景521

15.6 等离子体化学气相沉积技术521

15.6.1 概述521

15.6.2 产生背景及发展简史521

15.6.3 技术内容及技术关键521

15.6.4 优缺点及使用范围524

15.6.5 发展前景525

15.7 离子束辅助镀膜(IAC)技术525

15.7.1 概述525

15.7.2 产生背景及发展简史525

15.7.3 技术内容及技术关键525

15.7.4 技术特性及使用范围526

15.7.5 发展趋势及前景527

参考文献528

第16章 快速模具制造技术530

16.1 锻模CAD/CAM一体化技术530

16.1.1 概述530

16.1.2 锻模与CAD/CAM有关的特点531

16.1.3 技术内容和技术关键532

16.1.4 使用范围536

16.1.5 发展前景537

16.2 快速原型/零件制造技术537

16.2.1 快速原型/零件制造技术产生背景537

16.2.2 快速原型/零件制造技术的原理537

16.2.3 RPM技术的主要方法538

16.2.4 RPM技术的工艺装备、材料及软件539

16.2.5 RPM技术的应用541

16.2.6 RPM技术发展趋势542

参考文献543

第17章 拟实制造成形加工技术544

17.1 材料热加工拟实制造成形544

17.1.1 热加工工艺模拟研究的重大意义544

17.1.2 热加工工艺模拟的研究方法546

17.1.3 热加工工艺模拟的功能546

17.1.4 热加工数值模拟的主要内容546

17.1.5 热加工工艺模拟技术发展趋势548

17.1.6 热加工工艺模拟与优化设计技术的应用前景549

17.2 机械加工的拟实制造技术549

17.2.1 概述549

17.2.2 拟实机械加工制造环境的建立549

17.2.3 切削路径和表面形成过程的动态仿真552

17.2.4 加工过程物理特性仿真553

17.2.5 生产线运行作业的仿真557

17.2.6 机械加工拟实技术的发展趋势558

17.3 机械产品的拟实装配技术559

17.3.1 概述559

17.3.2 虚拟装配的技术关键560

17.3.3 虚拟装配环境的结构560

17.3.4 虚拟装配系统的结构561

17.3.5 机械产品装配拟实技术的发展趋势561

参考文献562

第4篇 自动化技术565

第18章 概论565

18.1 制造业自动化的技术内涵565

18.1.1 对制造业的认识565

18.1.2 自动化的概念565

18.1.3 制造业自动化的内涵566

18.2 制造业自动化的发展趋势566

18.3 我国制造业自动化的现状568

参考文献568

第19章 机床数控技术569

19.1 概述569

19.1.1 机床数控技术发展简述569

19.1.2 机床数控技术包括的主要内容570

19.2 机床数控装置570

19.2.1 概述570

19.2.2 数控系统的硬件结构571

19.2.3 数控系统的软件结构(CME988)574

19.2.4 数控系统功能的主要发展趋势577

19.3 机床用进给伺服系统和主轴伺服系统579

19.3.1 机床用进给伺服系统579

19.3.2 机床用主轴伺服系统583

19.3.3 机床进给系统和主轴系统的发展趋势585

19.4 数控机床的程序编制589

19.4.1 数控机床程序编制的一般步骤和手工编程589

19.4.2 自动编程591

19.4.3 编程举例591

19.5 机床数控系统的发展趋势596

参考文献599

第20章 工业机器人600

20.1 概述600

20.1.1 中国工业机器人的回顾600

20.1.2 机器人工业的现状600

20.1.3 我国机器人工业的发展趋势601

20.1.4 国外机器人工业的发展趋势604

20.2 工业机器人操作机605

20.2.1 工业机器人操作机的自由度和坐标型式605

20.2.2 操作机的不同结构及其特点605

20.2.3 操作机的运动学和动力学606

20.2.4 工业机器人的工作空间及与结构尺寸的相关性609

20.2.5 操作机整机设计原则和设计方法614

20.2.6 操作机腰部、臂部和腕部结构619

20.3 工业机器人驱动系统620

20.3.1 工业机器人驱动系统的特点620

20.3.2 工业机器人驱动系统设计的选用原则621

20.3.3 电液伺服驱动系统621

20.3.4 气动驱动系统622

20.3.5 电动驱动系统622

20.4 工业机器人控制系统625

20.4.1 机器人控制的功能、组成和分类625

20.4.2 机器人控制系统设计原则627

20.4.3 机器人仿真629

20.4.4 几种典型的控制方法629

20.4.5 控制系统硬件构成630

20.4.6 机器人的编程631

20.5 机器人用传感器633

20.5.1 内部传感器634

20.5.2 外部传感器636

20.6 工业机器人自动生产线639

20.6.1 机器人自动喷涂线形式639

20.6.2 机器人自动喷涂线的结构和系统功能640

20.6.3 机器人自动喷涂线参数设计642

20.6.4 机器人自动生产线总控系统644

20.7 几种典型工业机器人应用实例648

20.7.1 喷涂机器人应用实例648

20.7.2 点焊机器人应用实例650

20.7.3 弧焊机器人应用实例651

20.7.4 搬运机器人应用实例651

20.7.5 装配机器人应用实例652

20.7.6 冲压机器人应用实例652

20.7.7 压铸机器人应用实例653

20.7.8 其他机器人654

参考文献656

第21章 柔性制造系统(FMS)657

21.1 柔性制造系统基本概念657

21.1.1 柔性制造系统的产生和特点657

21.1.2 柔性制造系统的级别和适用范围659

21.2 柔性制造系统的组成和结构660

21.2.1 柔性制造系统的加工系统660

21.2.2 柔性制造系统的物流系统674

21.2.3 柔性制造系统的控制和管理系统681

21.3 柔性制造系统的应用686

21.3.1 柔性制造系统实施步骤686

21.3.2 柔性制造系统的应用例688

21.4 柔性制造系统的发展趋势689

参考文献690

第22章 集成制造技术691

22.1 计算机集成制造691

22.2 集成制造系统的体系结构696

22.3 集成制造系统的组成700

22.3.1 管理信息系统700

22.3.2 技术信息系统702

22.3.3 制造自动化系统704

22.3.4 计算机辅助质量保证系统706

22.3.5 计算机通信网络708

22.3.6 集成制造系统的数据管理712

22.4 集成制造系统的实施714

22.5 集成制造技术的发展718

参考文献718

第23章 传感技术719

23.1 概述719

23.1.1 我国传感技术的发展简况719

23.1.2 传感器的应用越来越重要720

23.2 传感原理及传感的物理、化学效应721

23.2.1 传感器721

23.2.2 采样定理722

23.2.3 量化724

23.2.4 物理和化学效应724

23.2.5 传感器和自然规律733

23.3 机械加工过程的传感检测技术733

23.3.1 切削过程和机床运行过程的传感技术733

23.3.2 工件的过程传感737

23.3.3 刀具/砂轮的检测传感739

23.4 传感器的组成、分类和典型的传感器741

23.4.1 传感器的组成741

23.4.2 传感器的分类742

23.4.3 典型的传感器743

23.5 传感器的特性及其评价745

参考文献747

第24章 自动检测及信号识别技术748

24.1 自动检测与计算机辅助检验(CAT)748

24.1.1 检测和检验在先进制造中的作用748

24.1.2 自动检测的原理与方法749

24.1.3 计算机辅助检验(CAT)755

24.2 信号识别系统756

24.3 数据的获取759

24.4 数据处理764

24.4.1 制造过程数据的特征764

24.4.2 信号预处理764

24.4.3 信噪比的改进766

24.5 特征提取768

24.5.1 基本概念768

24.5.2 类别可分离性判据769

24.5.3 特征提取的方法770

24.6 模式和模式识别771

24.6.1 模式和模式识别概述771

24.6.2 贝叶斯决策773

24.6.3 线性判别函数及其应用775

参考文献776

第25章 过程与设备工况的监测778

25.1 概述778

25.1.1 制造过程的发展778

25.1.2 制造过程装备的发展简况778

25.2 过程监视和控制系统779

25.2.1 刀具、砂轮的过程监视和控制系统779

25.2.2 机床运行和工件的过程监视794

25.3 在线反馈质量控制794

25.3.1 均方漂移794

25.3.2 损失函数796

25.3.3 测量间隔大于一件产品生产时间的反馈控制797

25.4 自动过程辨识和生产过程调节799

25.4.1 生产过程改进法799

25.4.2 生产过程自动辨识和调整802

25.5 过程调节和过程恢复的改进方法803

25.5.1 冗余机器的应用803

25.5.2 自动辨识的调整恢复系统804

25.6 预防性维护导论804

参考文献808

第5篇 系统管理技术811

第26章 系统管理技术概论811

26.1 制造业生产方式的演变811

26.1.1 制造业生产方式和企业价值取向811

26.1.2 制造业生产方式的历史演变812

26.1.3 先进制造模式产生的背景813

26.2 先进制造模式的机理研究815

26.3 先进制造模式的运行机制815

26.3.1 基本认识概要815

26.3.2 先进生产方式的关键要素816

26.3.3 企业的任务--转变观念与提高素质816

26.3.4 政府的责任--发展战略与支持环境818

26.3.5 推选实施先进制造模式的构想及策略819

参考文献819

第27章 先进制造模式820

27.1 精益生产820

27.1.1 历史背景820

27.1.2 准时制生产821

27.1.3 丰田生产系统824

27.1.4 精益生产方式825

27.2 计算机集成制造和智能制造826

27.2.1 计算机集成制造系统(CIMS)826

27.2.2 智能制造829

27.3 灵捷制造832

27.3.1 灵捷制造的起源832

27.3.2 灵捷制造的含义833

27.3.3 灵捷制造企业的主要特征、要素和使能子系统833

27.3.4 灵捷制造中的管理836

27.3.5 灵捷制造的方法论837

27.4 高效快速重组生产模式838

27.4.1 高效快速重组生产系统的概念838

27.4.2 高效快速重组生产系统的基本特征839

27.4.3 制造资源的快速有效集成840

27.4.4 高效快速重组生产系统的启示843

27.5 模式的企业实施研究844

27.5.1 各种制造模式的分析比较844

27.5.2 在我国推行先进制造模式的柔性战略845

27.5.3 网络化制造的生产模式846

27.6 企业的实施案例851

27.6.1 第一汽车制造厂变速箱厂--准时化生产方式851

27.6.2 上海富安工厂自动化有限公司--在虚拟制造环境下提高企业资源效益的实践探索853

27.6.3 西安杨森制药有限公司--生产流程再造855

参考文献857

第28章 先进管理技术858

28.1 并行工程858

28.1.1 原有产品开发工作中的瓶颈858

28.1.2 并行实现了过程重组与优化859

28.1.3 组成集成产品开发团队859

28.1.4 建立支持用户工作的协同工作环境860

28.1.5 应用各种技术工具完成产品并行开发861

28.1.6 并行工程理论研究概述861

28.1.7 并行工程支持环境862

28.1.8 并行工程实施的途径864

28.2 生产组织方法865

28.2.1 组织管理理念的溯源865

28.2.2 组织管理方法及其软件的发展趋势866

28.3 基于作业的成本管理(Activity-Based Costing-ABC)869

28.3.1 传统成本计算弊端及作业成本计算产生870

28.3.2 作业成本计算的原理、程序及方法872

28.3.3 作业成本计算案例分析874

28.4 现代质量保障体系876

28.4.1 新的质量观876

28.4.2 现代质量保障系统878

28.4.3 现代质量保障技术879

28.4.4 基于灵捷制造的质量保障881

28.5 物流系统管理882

28.5.1 概述882

28.5.2 连销经营与供应链管理884

28.5.3 我国制造企业物流管理中存在的问题及其合理化的途径886

28.6 现代管理信息系统890

28.6.1 概述890

28.6.2 现代管理信息系统概念890

28.6.3 现代管理信息系统信息基础设施891

28.6.4 现代管理信息系统与传统管理信息系统的区别及变革893

28.6.5 现代管理信息系统应用结构895

28.7 生产率工程895

28.7.1 生产率工程的概念895

28.7.2 混沌与提高竞争力的新生产率模式895

28.7.3 新型组织系统设计思路897

28.7.4 生产率改善支持系统897

参考文献899

第29章 企业组织900

29.1 企业理论沿革900

29.1.1 经典企业理论900

29.1.2 现代企业理论901

29.1.3 企业理论遇到的挑战903

29.2 虚拟公司机理研究904

29.2.1 虚拟公司概述904

29.2.2 虚拟公司的指导思想904

29.2.3 虚拟公司的本质特征905

29.2.4 虚拟公司的经济原理905

29.2.5 虚拟公司的组织模式906

29.2.6 虚拟公司的运行机制907

29.3 企业组织结构的变革907

29.3.1 新型生产方式对企业组织的要求908

29.3.2 科层组织结构存在的问题909

29.3.3 组织观念的革新910

29.3.4 组织结构的发展趋势--分散化与网络化911

29.4 加强以人为本的团队建设912

29.4.1 确定以人为本的制造思想912

29.4.2 团队913

29.4.3 我国制造企业应加强以人为本的团队建设915

29.5 企业再造915

29.5.1 问题的提出915

29.5.2 再造的概念916

29.5.3 再造中的信息技术920

29.5.4 层级--网络组织的协调与激励922

参考文献925

第6篇 发展先进制造技术的支持环境和战略929

第30章 企业发展和应用先进制造技术的途径929

30.1 21世纪市场分析和产品特征929

30.1.1 市场分析929

30.1.2 21世纪产品的特征931

30.2 面向21世纪的制造企业特征933

30.2.1 制造企业发展的沿革933

30.2.2 21世纪的制造企业的战略选择934

30.2.3 21世纪制造企业的主要特征935

30.2.4 建构21世纪我国制造企业的基础936

30.3 先进制造技术的竞争力937

30.3.1 从竞争力角度审视先进制造技术937

30.3.2 先进制造技术是提高制造企业竞争力的原动力939

30.3.3 竞争力理念创新940

30.4 企业发展和应用先进制造技术的途径941

30.5 生产模式变革943

参考文献944

第31章 适应先进制造技术发展的人才培训体系945

31.1 发展先进制造技术对人才的需求分析945

31.1.1 先进制造技术环境下人的工作变化945

31.1.2 发展先进制造技术对人的素质和技能的需求946

31.2 先进制造技术的教育和培训947

31.2.1 教育和培训的战略性948

31.2.2 继续教育培训体系948

31.3 适应先进制造技术发展的高等工程教育952

31.3.1 先进制造技术对高等工程教育的挑战952

31.3.2 改革我国的高等工程教育953

参考文献956

第32章 我国先进制造技术的研究开发与服务体系957

32.1 我国先进制造技术的研究开发与服务体系现状957

32.1.1 科研院所先进制造技术研究开发机构的现状957

32.1.2 高等理工科院校研究开发体系现状958

32.1.3 企业技术中心基本情况960

32.1.4 先进制造技术服务体系现状961

32.1.5 现有体系存在的问题962

32.2 国外的科学研究、技术开发与技术服务体系963

32.2.1 科学研究体系963

32.2.2 技术开发体系964

32.2.3 技术服务体系965

32.2.4 可资借鉴的国外经验966

32.3 21世纪我国先进制造技术研究开发与服务体系的目标框架967

参考文献968

第33章 我国发展先进制造技术的战略选择969

33.1 国际上发展先进制造技术的经验教训969

33.1.1 从美国、日本经济的兴衰看先进制造技术的发展969

33.1.2 从韩国、台湾对亚洲金融风暴抵抗能力看制造业的组织结构969

33.2 我国发展先进制造技术的战略选择970

参考文献971