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第1章 先进制造技术概论1

1.1 先进制造技术出现的背景与需求1

1.1.1 全球竞争的新形势及新特点1

1.1.2 制造业发展的新需求3

1.1.3 先进制造技术的起源及定义6

1.2 先进制造技术的特点及体系结构7

1.2.1 先进制造技术的特点7

1.2.2 先进制造技术的体系结构8

1.3 先进制造技术的发展趋势11

1.3.1 传统制造技术向高效化、敏捷化、清洁化方向发展11

1.3.2 先进制造技术向精密化、多样化、复合化方向发展13

1.3.3 制造系统向柔性化、集成化、智能化、全球化方向发展15

1.3.4 制造科学、技术与管理向交叉化、综合化方向发展17

1.4 深入掌握先进制造技术应具备的基础19

第2章 先进设计技术21

2.1 计算机辅助设计21

2.1.1 计算机辅助绘图设计23

2.1.2 有限元分析29

2.1.3 仿真设计33

2.2 反求工程39

2.2.1 顺向工程设计流程39

2.2.2 反求工程设计流程41

2.2.3 反求工程的应用领域43

2.2.4 反求工程中的数据采集技术43

2.2.5 反求工程中的其他关键技术46

2.3.1 人机工程出现的背景49

2.3 人机工程49

2.3.2 人机工程的定义及其体系结构50

2.3.3 我们身边的人机工程学51

2.3.4 人机工程设计原则54

2.3.5 人机工程中的人的操作姿态和体能55

2.3.6 人机界面设计59

2.3.7 环境和其他问题的考虑64

2.3.8 电冰箱人机工程设计实例65

2.4 并行工程67

2.4.1 概述67

2.4.2 并行工程中的产品开发过程管理68

2.4.3 并行工程中的集成产品开发团队70

2.4.4 并行工程中的协同工作环境74

2.4.5 基于STEP的CAX/DFX信息集成技术77

第3章 先进制造模式83

3.1 计算机集成制造83

3.1.1 CIM与CIMS的概念83

3.1.2 CIMS的构成86

3.1.3 CIMS的体系结构88

3.1.4 CIMS的开发及实施91

3.1.5 CIMS研究发展趋势92

3.1.6 CIMS成功应用的案例93

3.2 绿色制造95

3.2.1 绿色制造起源95

3.2.2 绿色制造的内涵97

3.2.3 绿色设计100

3.2.4 绿色加工102

3.2.5 绿色制造的发展趋势104

3.3 敏捷制造108

3.3.1 敏捷制造起源108

3.3.2 虚拟企业109

3.3.3 敏捷制造实施模式113

3.3.4 典型应用119

3.4 生物制造121

3.4.1 生物制造工程的体系结构121

3.4.2 生物制造的研究方向123

3.5 网络制造126

3.5.1 网络制造与传统制造的比较126

3.5.2 网络制造的特点127

3.5.3 网络制造的核心问题128

3.6 智能制造130

3.6.1 智能制造起源130

3.6.2 智能制造的定义及其特点131

3.6.3 智能制造主要研究内容和目标133

3.6.4 IMT、IMS与AI、CIMS的关系134

3.7 各种先进制造模式的分析比较137

第4章 虚拟制造技术140

4.1 虚拟制造技术概述140

4.1.1 虚拟制造的定义140

4.1.2 虚拟制造与其他制造技术之间的关系142

4.1.3 虚拟制造的关键技术147

4.2.1 虚拟现实技术的由来148

4.2 虚拟现实技术148

4.2.2 虚拟现实技术的特征150

4.2.3 虚拟现实技术与计算机仿真的区别151

4.2.4 虚拟现实系统的结构152

4.2.5 虚拟现实技术的应用153

4.3 虚拟设计技术158

4.3.1 虚拟设计的特点158

4.3.2 建模技术158

4.3.3 虚拟仿真163

4.4 虚拟制造系统167

4.4.1 虚拟制造系统的基本构成167

4.4.2 虚拟制造系统的基本要求169

4.4.3 虚拟制造系统的开发环境171

4.5 虚拟制造实例173

4.5.1 虚拟制造成功案例173

4.5.2 虚拟制造示范实验系统174

第5章 快速成形（RP）技术178

5.1 RP概述179

5.1.1 RP工作原理179

5.1.2 RP定义179

5.1.3 RP起源180

5.1.4 RP特点181

5.1.5 RP技术应用182

5.2 RP工艺185

5.2.1 RP分类及成形过程185

5.2.2 光固化成形186

5.2.3 叠层实体制造189

5.2.4 选择性激光烧结190

5.2.5 熔融沉积制造191

5.2.6 三维印刷工艺193

5.2.7 RP各成形工艺比较194

5.3 RP软件开发195

5.3.1 软件设计196

5.3.2 RP软件子系统结构197

5.3.3 原型的CAD建模198

5.3.4 RP切片分层软件的设计199

5.3.5 扫描方式201

5.4.1 控制系统设计205

5.4 RP控制系统205

5.4.2 控制软件的数据处理流程206

5.4.3 控制数据的输出207

5.5 RP光学技术210

5.5.1 光学系统设计准则210

5.5.2 光固化成形系统的光源选择211

5.5.3 光固化成形系统的扫描装置设计216

5.5.4 光学传输及调制装置220

5.6 RP成形材料223

5.6.1 RP成形材料综述223

5.6.2 光敏树脂的光化学反应原理225

5.6.3 光敏树脂的特性225

5.6.4 光敏树脂的分类与特性226

5.7.1 以RP为核心的集成产品开发平台工艺流程229

5.7 以RP为核心的集成产品开发平台229

5.7.2 集成产品开发平台中的快速反应制造系统231

5.7.3 以RP为核心的快速反应制造系统的关键技术232

第6章 微机电系统235

6.1 概述235

6.1.1 微机电系统出现的背景235

6.1.2 关于微机电系统的基本概念236

6.1.3 MEMS特点241

6.1.4 MEMS应用领域242

6.1.5 MEMS结构248

6.1.6 MEMS典型系统252

6.2.1 尺度效应和表面效应256

6.2 MEMS基础性研究内容256

6.2.2 微流体力学257

6.2.3 力学和热力学基础258

6.2.4 微机械学260

6.2.5 微摩擦学261

6.3 MEMS设计技术262

6.3.1 MEMS设计原则262

6.3.2 MEMS设计方法263

6.3.3 MEMS的中间融合设计方法265

6.3.4 MEMS CAD设计267

6.4 MEMS加工技术271

6.4.1 MEMS加工技术综述271

6.4.2 微细机械加工273

6.4.3 微型放电加工276

6.4.4 硅加工工艺280

6.4.5 大深宽比加工技术281

6.4.6 快速成形制造技术286

6.4.7 微细加工技术的发展288

6.5 MEMS装配技术289

6.5.1 微封装289

6.5.2 微操作290

6.5.3 微测试293

6.5.4 微驱动295

6.6 MEMS发展趋势296

7.1 现代管理技术总体概述299

7.1.1 现代企业管理的基本范畴299

第7章 先进制造技术中的现代管理技术299

7.1.2 现代管理技术的定义300

7.1.3 现代管理技术的特点300

7.1.4 现代管理技术的发展与趋势301

7.2 制造资源规划302

7.2.1 物料需求计划303

7.2.2 MRPⅡ管理模式的特点306

7.2.3 MRPⅡ系统结构与流程307

7.2.4 MRPⅡ的主要技术环节310

7.3 企业资源规划319

7.3.1 ERP概述319

7.3.2 ERP系统结构及主要功能322

7.3.3 ERP实施步骤328

7.3.4 ERP实施的成功案例分析334

7.4 产品数据管理343

7.4.1 PDM产生的背景343

7.4.2 PDM系统及其管理功能344

7.4.3 PDM的实施方法349

7.4.4 PDM的应用350

7.4.5 PDM的发展及其趋势352

第8章 学科发展与创新人才培养355

8.1 现代先进制造科学的发展355

8.1.1 现代制造科学是多学科交叉的新学科355

8.1.2 现代制造科学主要研究的科学问题357

8.1.3 制造科学与纳米科学技术的交叉——纳米制造科学358

8.1.4 制造科学与管理科学的交叉——制造管理科学359

8.1.5 制造科学与信息科学的交叉——制造信息科学360

8.1.6 制造科学与生命科学的交叉——仿生制造科学361

8.2 制造技术创新362

8.2.1 可持续发展是制造技术创新的动力与空间362

8.2.2 知识化是制造技术创新的资源363

8.2.3 数字化是制造技术创新的手段365

8.2.4 可视化是制造技术创新的虚拟检验366

8.3 先进制造技术的创新人才培养367

8.3.1 先进制造技术对创新人才的要求367

8.3.2 AMT创新人才的综合模式369

8.4 终身学习是时代的要求372

参考文献373

缩略词表376