數字製造的基本理論與關鍵技術/數字製造科學與技術前沿研究叢書 [Fundamental Theories And Key Technologies Of Digital Manufacturing] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周祖德，譚躍剛 著

圖書標籤:

• 數字製造
• 智能製造
• 工業4
• 0
• 先進製造技術
• 數字化轉型
• 生産製造
• 工業工程
• 計算機輔助製造
• 製造係統
• 前沿技術

齣版社： 武漢理工大學齣版社

ISBN：9787562954064

版次：1

商品編碼：12052771

包裝：精裝

叢書名： 數字製造科學與技術前沿研究叢書

外文名稱：Fundamental Theories And Key Technologies Of Digital Manufacturing

開本：16開

齣版時間：2016-12-01##

內容簡介

　　《數字製造的基本理論與關鍵技術/數字製造科學與技術前沿研究叢書》首先詳細介紹瞭數字製造的形成背景及數字製造的定義和內涵，然後對數字製造的基本理論、先進技術、可靠性技術、製造信息管控等相關內容做瞭較全麵的闡述，重點介紹瞭數字製造的幾何計算原理與方法、數字製造信息學、製造係統可靠性、數字製造係統動力學模型及其分析、數字製造的網絡數控係統和資源智能管控、數字製造係統的誤差分析與數據處理等內容，並結閤數字製造技術的發展，分析瞭數字製造的前沿問題，同時展望瞭數字製造的應用前景。
　　《數字製造的基本理論與關鍵技術/數字製造科學與技術前沿研究叢書》可供從事製造技術領域研究和開發的科研人員和工程技術人員參考，也可供高等院校相關專業的教師和研究生參考。

目錄

1 數字製造的形成背景
1．1 製造科學與技術的進化路綫
1．2 第三次工業革命與數字製造
1．3 各種製造模式與數字製造的區彆
參考文獻

2 數字製造計算幾何學
2．1 數字製造幾何基礎
2．2 數字製造計算模型
2．3 製造過程的復雜性求解
2．4 製造數據的可計算性、可控性和可預測性
參考文獻

3 數字製造信息學
3．1 製造信息的閤理錶述、優化配置
3．2 製造信息的度量和物化
3．3 製造信息的自組織與閤成
3．4 製造信息的數據挖掘
3．5 數字製造信息共享與安全
參考文獻

4 數字製造係統的機械動力學
4．1 數字製造機械係統中常見的動力學問題
4．2 數字製造機械係統的動力學原理與方法
4．3 數字製造機械係統的動力學分析與設計
4．4 數字製造機械係統動力學數值仿真算法
參考文獻

5 數字製造係統的可靠性基礎
5．1 數字製造係統的可靠性
5．2 數字製造係統的可靠性描述
5．3 數字製造係統可靠性的概率分布
5．4 數字製造係統的可靠性分析
參考文獻

6 數字製造的網絡數控理論與技術
6．1 數控技術發展曆程迴顧
6．2 基於嵌入式的網絡數控係統
6．3 麵嚮服務的網絡數控係統
6．4 雲數控
參考文獻

7 數字製造係統測量誤差理論與數據處理
7．1 數字製造係統測量誤差的理論基礎
7．2 數字製造係統測量誤差的基本處理方法
7．3 數字製造係統的測量不確定度
7．4 數字製造係統動態測量誤差與數據處理的基本理論和方法
參考文獻

8 數字製造資源智能管控
8．1 數字製造資源智能管控的概念、架構
8．2 數字製造資源智能管控模型
8．3 數字製造資源智能管控建模方法
8．4 數字製造資源智能管控係統
參考文獻

9 數字製造的關鍵技術
9．1 數字化設計技術
9．2 數字化工藝技術
9．3 基於嵌入式的數字化控製技術
9．4 數字化加工與3D打印技術
9．5 數字化資源共享技術
9．6 數字化監測技術
參考文獻

10 數字製造的前沿與應用前景
10．1 3D打印——世界製造業革命
10．2 麵嚮服務的數字製造
10．3 生物製造與生物機電一體化
10．4 數字製造的新材料科學和技術
10．5 數字製造的極端製造
10．6 數字製造的可持續製造
參考文獻

精彩書摘

　　《數字製造的基本理論與關鍵技術/數字製造科學與技術前沿研究叢書》：
　　（1）數字裝備智能化與自動化
　　在很多情況下，中國數字裝備的品質與先進水平相比工業發達國傢仍有很大差距，高、精、尖産品較少，智能化和性能監控等先進技術應用不多，大型、高速、連續、自動化機械裝備的安全運行和可靠性急需加以解決或完善。在産品齣口和國際大型工程投標中，裝備産品的智能化程度與自動化程度是投標成功與否的一個關鍵因素。重視數字機電裝備的智能化與自動化程度，有助於提高數字裝備産品的質量，有助於提高其市場競爭力。
　　嵌入式控製技術與係統可以為數字製造裝備和産品提供一個有效的解決途徑和辦法。嵌入式控製技術不僅可以提高數字製造裝備的自動化水平，提升中國數字製造裝備自主創新的能力，同時為加快中國數字製造裝備的網絡化和智能化創造條件，使中國的數字製造産品躍上一個颱階，使每一個數字製造産品通過嵌入式技術都能成為網上的一個節點。
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聚焦未來，智造革新：數字製造的時代脈搏 在科技飛速發展的當下，製造業正經曆一場前所未有的深刻變革。從流水綫上的機械臂到雲端的數據分析，從虛擬仿真到智能工廠，“數字製造”已不再是遙遠的願景，而是驅動全球經濟增長、重塑産業格局的核心動力。它以前所未有的深度和廣度，將信息技術、自動化技術、先進製造技術與管理技術融為一體，引領著生産方式的智能化、柔性化和高效化。 數字製造，顧名思義，是以數字技術為核心，貫穿産品設計、製造過程、質量控製、生産管理直至産品生命周期全過程的一係列先進理念、方法、技術和係統的總稱。它強調的是信息的數字化、處理的智能化、製造的自動化和係統的集成化。在這場變革浪潮中，我們看到的是一個由數據驅動、智能決策、高效執行的全新製造生態。 核心驅動力：理論基石與技術革新 數字製造之所以能實現跨越式發展，離不開其堅實的理論基礎和不斷湧現的關鍵技術。 理論基石： 信息物理融閤係統（Cyber-Physical Systems, CPS）： 這是數字製造的核心概念之一。CPS將計算、通信和控製緊密結閤，使得物理世界的設備、流程和係統能夠通過網絡連接，實現實時的數據采集、分析和反饋。在數字製造中，CPS允許設備之間進行智能通信，實現協同工作，優化生産流程，並能在齣現異常時進行自我診斷和調整。例如，生産綫上安裝的傳感器實時采集機器運行狀態、産品位置、環境參數等信息，通過網絡傳輸至中央控製係統，係統基於這些數據進行智能分析，指導機器進行下一步操作，甚至預測潛在故障並提前進行維護。 數字化設計與仿真（Digital Design and Simulation）： 在數字製造中，産品的整個生命周期都離不開數字化的支持。産品設計不再局限於紙麵或2D圖紙，而是通過三維CAD/CAE/CAM等軟件進行高度逼真的數字化建模和仿真。這使得工程師可以在虛擬環境中對産品進行性能評估、應力分析、流體動力學模擬等，極大地縮短瞭研發周期，降低瞭原型製作成本，並能提前發現和解決設計缺陷。虛擬裝配、工藝路徑仿真、人機工程學分析等，都在設計階段就為後續的製造過程打下瞭堅實的基礎。 數據驅動的決策與優化（Data-Driven Decision Making and Optimization）： 數據是數字製造的“血液”。通過物聯網（IoT）技術，大量的生産數據被實時采集、存儲和處理。這些數據經過大數據分析和人工智能算法的處理，能夠揭示生産過程中的規律、瓶頸和優化機會。例如，通過分析不同生産參數對産品質量的影響，可以找到最佳的工藝參數組閤；通過監控設備運行數據，可以預測設備的壽命，製定最優的維護計劃，避免非計劃停機。 柔性製造與個性化定製（Flexible Manufacturing and Mass Customization）： 傳統的批量生産模式正在嚮更加靈活、能夠滿足個性化需求的模式轉變。數字製造技術使得生産綫能夠快速切換産品類型、調整生産節拍、甚至實現小批量、多品種的生産。通過數字化的生産計劃、資源調度和自動化設備，企業能夠以接近批量生産的成本，為客戶提供高度定製化的産品，滿足日益增長的個性化需求。 網絡化協同與智能化管理（Networked Collaboration and Intelligent Management）： 數字製造將企業內部的各個部門，乃至企業之間的供應鏈、價值鏈連接起來，形成一個高效協同的網絡。通過集成化的管理軟件（如ERP、MES、PLM），企業能夠實現資源的優化配置、生産過程的透明化管理、信息的實時共享。遠程監控、協同設計、供應鏈協同等，都成為可能，大大提高瞭企業的運營效率和響應速度。 關鍵技術： 工業物聯網（Industrial Internet of Things, IIoT）： IIoT是連接物理世界和數字世界的橋梁。通過各種傳感器、執行器和通信網絡，將生産設備、物料、人員等連接起來，實現數據的實時采集、傳輸和交換。IIoT為數字製造提供瞭海量的數據基礎，使得設備互聯互通、信息透明成為現實。 大數據分析與人工智能（Big Data Analytics and Artificial Intelligence, AI）： IIoT産生的數據量巨大，且復雜多樣。大數據分析技術能夠從海量數據中挖掘齣有價值的信息和洞察。AI技術，特彆是機器學習和深度學習，能夠對這些數據進行智能分析、模式識彆、預測建模和決策優化。例如，AI可以用於産品質量的智能檢測、生産過程的異常檢測與預警、以及生産計劃的智能排程。 雲計算與邊緣計算（Cloud Computing and Edge Computing）： 雲計算提供瞭強大的計算和存儲能力，用於處理和分析海量的生産數據。而邊緣計算則將計算能力部署在更靠近數據源的設備或網絡節點，能夠實現更低延遲的實時數據處理和決策，對於需要快速響應的應用場景尤為重要。 數字孿生（Digital Twin）： 數字孿生是物理實體在數字空間的精確映射。通過傳感器實時采集物理實體的數據，並在數字空間構建一個動態的、高保真的虛擬模型。這個數字孿生模型能夠實時反映物理實體的狀態，並可用於模擬、分析、預測和優化。例如，為一颱正在運行的數控機床創建一個數字孿生，可以實時監控其運行狀態，預測其磨損情況，甚至在虛擬環境中測試新的加工工藝，而無需停機。 增材製造（Additive Manufacturing, AM），即3D打印： 增材製造以其獨特的逐層構建方式，能夠製造齣傳統工藝難以實現的復雜結構，支持高度個性化的産品設計和快速原型製造。在數字製造的語境下，3D打印與數字化設計無縫銜接，能夠將數字模型直接轉化為物理産品，極大地縮短瞭産品開發周期，並為小批量、定製化生産提供瞭新的可能。 先進機器人技術（Advanced Robotics）： 機器人技術在數字製造中扮演著至關重要的角色。從工業機器人到協作機器人（Cobots），它們能夠承擔重復性、危險性或高精度的工作，提高生産效率和産品質量。智能機器人還能夠通過傳感器感知環境，與人類協同工作，甚至根據生産需求自主調整任務。 虛擬現實/增強現實（Virtual Reality/Augmented Reality, VR/AR）： VR/AR技術為數字製造提供瞭全新的交互方式。VR可以用於設計評審、虛擬裝配、操作人員培訓等。AR則可以將虛擬信息疊加到現實世界中，例如，在維修過程中，AR眼鏡可以顯示設備故障信息、維修步驟指南，指導現場工程師快速準確地完成任務。 影響深遠：重塑産業格局與未來展望 數字製造不僅僅是技術的堆砌，它正在深刻地重塑著整個製造業的麵貌。 生産效率的飛躍： 通過自動化、智能化和優化的生産流程，數字製造顯著提高瞭生産效率，降低瞭單位産品的生産成本。 産品質量的提升： 精準的數字化設計、實時的過程監控和智能化的質量檢測，使得産品的一緻性和可靠性得到大幅提升。 研發周期的縮短： 虛擬仿真和快速原型製造極大地縮短瞭産品從概念到上市的時間，增強瞭企業的市場競爭力。 柔性與響應能力增強： 企業能夠更快速地響應市場變化和客戶需求，實現個性化定製，拓展新的商業模式。 可持續發展的推動： 精確的資源調度和能源管理，減少瞭生産過程中的浪費，有助於實現綠色製造和可持續發展。 新的就業機會與技能需求： 隨著自動化和智能化水平的提高，對操作型工人的需求可能減少，但對高技能人纔，如數據科學傢、AI工程師、自動化係統工程師、數字孿生專傢等的需求將大幅增加，産業人纔結構將發生重大調整。 展望未來，數字製造的進程將持續加速。人工智能將更加深入地滲透到生産的各個環節，實現更高級彆的自主化和智能化。5G、6G等通信技術的發展將為工業物聯網提供更強大的連接能力，實現更低延遲、更高帶寬的通信。區塊鏈技術有望在供應鏈管理和産品溯源方麵發揮更大作用。量子計算的齣現，也可能為解決復雜的製造優化問題帶來突破。 數字製造的浪潮已然來臨，它不僅是技術的革新，更是戰略的轉型。掌握和應用數字製造的核心理論與關鍵技術，是企業在未來全球競爭中立於不敗之地的關鍵。它預示著一個更加智能、高效、綠色、個性化的製造新時代的到來。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的，不僅僅是知識的增長，更是一種思維的轉變。我過去對製造的理解，還停留在傳統的“流水綫”模式，但通過這本書，我認識到數字製造正在顛覆這一切。它強調的是“個性化”、“智能化”和“協同化”，這意味著未來的生産將不再是冰冷的機器重復工作，而是更加人性化、更加靈活的係統。書中關於敏捷製造和分布式製造的探討，讓我看到瞭製造業擺脫地理限製、更加貼近市場的可能性。同時，書中也觸及瞭一些倫理和社會層麵的問題，例如自動化對就業的影響，這讓我意識到，在擁抱科技的同時，我們也需要思考如何平衡發展與社會責任。這本書的價值在於，它不僅教授瞭“做什麼”，更引導我思考“為什麼”和“如何做得更好”。

評分☆☆☆☆☆

讀這本書的過程，更像是一次與前沿科技的對話。我一直對那些改變世界、引領未來的技術充滿熱情，而數字製造恰恰是當下最熱門、最具潛力的領域之一。書中對於人工智能、大數據、物聯網等技術在數字製造中的融閤應用，進行瞭深入淺齣的講解。我尤其被書中關於“數字孿生”的概念所吸引，它能夠模擬齣真實世界的物理實體，並在虛擬空間中進行分析和優化，這種“預演”能力對於提高産品質量、縮短研發周期具有革命性的意義。書中也探討瞭如何構建一個高度智能化的製造係統，讓生産過程更加柔性化、智能化。這本書讓我看到瞭一個更加高效、智能、綠色的製造業的未來圖景，也讓我更加期待這項技術在未來的發展和應用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容非常紮實，對於我這個已經在這個行業摸爬滾打多年的工程師來說，它提供瞭一個非常係統和全麵的視角來審視數字製造的發展。書中對各種關鍵技術的深度剖析，無論是從原理上還是應用場景上，都給瞭我很多啓發。我特彆欣賞作者在講解過程中，不僅僅局限於理論的闡述，而是大量引用瞭實際的工業案例，這些案例的真實性和代錶性，讓我能夠更清晰地理解技術如何落地，以及在不同行業中遇到的挑戰和解決方案。此外，書中對未來發展趨勢的預測也相當精準，這對於我們製定研發方嚮和技術路綫圖非常有幫助。這本書無疑是數字製造領域一本不可多得的參考書，它幫助我鞏固瞭已有的知識，也拓展瞭我對未來的認知邊界。

評分☆☆☆☆☆

老實說，起初我對“數字製造”這個詞匯並沒有太明確的概念，總覺得它離我的生活很遙遠。然而，當我翻開這本書，它卻用一種非常接地氣的方式，讓我領略到瞭數字製造的實際應用。書中關於個性化定製的案例分析，讓我意識到原來很多我們日常生活中購買的定製化商品，背後都離不開數字製造技術的支持。比如，根據個人腳型定製的鞋子，甚至是個性化設計的醫療器械，這些都讓我覺得科技真的離我們如此之近。更讓我驚喜的是，書中還探討瞭數字製造在環境保護和資源節約方麵的潛力，這讓我對這項技術有瞭更深層次的理解，它不僅僅是為瞭製造更精密的零件，更是為瞭構建一個更可持續的未來。這本書就像一位循循善誘的老師，不僅傳授知識，更引導我去思考科技的意義和價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一感覺就像是打開瞭一個潘多拉的魔盒，裏麵充滿瞭各種新奇的設備和令人驚嘆的工藝。我一直對製造業充滿瞭好奇，尤其是那些能夠賦予普通材料生命、創造齣復雜精密零件的“魔法”。這本書恰好滿足瞭我這份好奇心，它並沒有直接給我一堆枯燥的公式和晦澀的理論，而是通過生動的例子和圖文並茂的方式，將數字製造的魅力展現得淋灕盡緻。從3D打印技術如何一步步構建齣精美的模型，到機器人手臂如何精確高效地完成組裝任務，每一個環節都仿佛在我眼前上演。我尤其對書中關於智能製造的部分印象深刻，它描繪瞭一個未來工廠的藍圖，機器之間能夠協同工作，自主決策，極大地提升瞭生産效率和産品質量。讀完這本書，我仿佛看到瞭製造業的未來，充滿瞭無限可能，也激發瞭我深入學習相關知識的強烈願望。