本书入选教育部战略性新兴领域“十四五”高等教育教材体系建设项目“髙端装备制造”。为全面贯彻党的二十大精神，加快数字化、智能化技术与制造业深度融合，赋能新型工业化，发展新质生产力，本书以数字化智能化递进、产品生命周期贯通、理论方法与应用系统并重为特色，针对数字化制造与智能制造技术学科交叉性强、涉及范围广、理论与应用结合紧密等特点，聚焦面向产品生命周期的数字化与智能化制造技术知识体系构建，择要、系统地阐述数字化制造与擁制造技术的产生背景、基本概念、发展历程、理论方法，关键技术及其应用系统，介绍大量典型应用案例，主要内容涵盖数字化制造基础技术、产品数字化设计、工艺数字化设计、生产和运维数字化管理，以及智能制造主要支撑技术及其在产品设计、工艺设计和生产运维环节的研究与应用。
样章试读
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第1章 数字化制造与智能制造概述 1
1.1 制造技术发展过程 1
1.1.1 世界制造技术发展过程 1
1.1.2 中国制造技术发展过程 2
1.2 工业革命与制造技术发展 3
1.3 现代制造和制造业 5
1.3.1 制造的基本概念 6
1.3.2 制造系统 7
1.3.3 先进制造模式 7
1.4 数字化制造的基本概念 9
1.4.1 数字化制造的含义 9
1.4.2 数字化制造的技术体系 11
1.4.3 数字化制造的发展历程 12
1.5 智能制造的基本概念 13
1.5.1 智能制造的含义 13
1.5.2 智能制造系统架构与技术体系 14
1.6 数智制造的主体与对象 16
1.6.1 产品的生命周期 16
1.6.2 制造企业的组成 18
1.6.3 产品研制的业务 19
1.7 数智制造的未来发展 20
1.7.1 第四次工业革命浪潮的影响 20
1.7.2 数智制造的国家战略 21
1.7.3 数智制造的未来展望 23
思考及练习题 24
第2章 数字化制造技术基础 26
2.1 产品生命周期数据 26
2.1.1 数据和信息 26
2.1.2 产品生命周期数据内容 27
2.1.3 产品生命周期数据类型 28
2.2 数据数字化处理基础 28
2.2.1 数据的数字化表示 28
2.2.2 数据结构及算法 33
2.2.3 数据库基础 38
2.3 数据数字化处理方式 47
2.3.1 结构化数据处理 48
2.3.2 半结构化数据处理 53
2.3.3 非结构化数据处理 54
2.4 计算机控制技术 55
2.4.1 计算机控制技术相关概念 55
2.4.2 PLC技术 65
2.4.3 CNC技术 70
2.4.4 计算机控制技术集成 74
思考及练习题 79
第3章 数字化产品设计 81
3.1 数字化设计 81
3.2 产品数字化建模与CAD技术 81
3.2.1 产品数字化建模与产品数字化模型 82
3.2.2 零件几何模型建模技术 85
3.2.3 产品装配模型建模技术 100
3.2.4 基于逆向工程的建模技术 104
3.2.5 产品模型的显示和交换 106
3.2.6 CAD技术与系统 108
3.3 产品数字化分析与CAE技术 110
3.3.1 数字化分析与CAE 110
3.3.2 有限元分析技术 111
3.3.3 CAE软件及应用 115
3.4 产品数字化定义与DPD技术 118
3.4.1 DPD的起源与发展 118
3.4.2 数字样机技术 119
3.4.3 MBD及其相关技术 122
3.5 产品数据管理与PDM技术 136
3.5.1 产品数据管理的概念和发展 137
3.5.2 PDM的关键技术及原理 138
3.5.3 从PDM到PLM 146
思考及练习题 147
第4章 数字化工艺设计 148
4.1 计算机辅助工艺设计与CAPP技术 148
4.1.1 工艺设计与计算机辅助工艺设计 148
4.1.2 CAPP的工作原理类型 149
4.1.3 CAPP中的工艺设计技术 150
4.1.4 CAPP中的工艺仿真技术 155
4.1.5 MBD在复杂产品制造中的应用 164
4.1.6 常见CAPP系统 166
4.2 计算机辅助制造与CAM技术 166
4.2.1 数控加工技术概念 167
4.2.2 数控编程基础 167
4.2.3 数控工艺设计 189
4.2.4 不同数控机床的程序编制 194
4.2.5 CAD/CAM软件及其应用 200
4.3 计算机辅助快速成形与CARP技术 203
4.3.1 快速成形技术概述 203
4.3.2 快速成形工艺方法 204
4.3.3 快速成形数据处理流程 207
4.3.4 快速成形数据来源 207
4.3.5 数据接口格式 207
4.3.6 数据处理软件 209
4.3.7 数据处理过程 210
4.3.8 常见3D打印软件 213
思考及练习题 214
第5章 数字化生产与运维 215
5.1 生产管理与数字化生产管理 215
5.1.1 生产管理的概念 215
5.1.2 数字化生产管理 217
5.2 数字化生产设备 219
5.2.1 生产设备分类 219
5.2.2 数控机床 219
5.2.3 工业机器人 222
5.2.4 数字化生产线 227
5.2.5 数字化物流仓储设备 228
5.3 数字化生产系统 231
5.3.1 MES 232
5.3.2 APS系统 236
5.3.3 WMS 238
5.3.4 QMS 239
5.3.5 EAM系统 240
5.4 数字化车间 241
5.5 数字化运维技术 244
5.5.1 运维方式的发展变化 244
5.5.2 数字化运维的策略 244
5.5.3 MRO和PHM 246
5.6 数字化运维系统 248
5.6.1 MRO系统 248
5.6.2 PHM系统 248
思考及练习题 250
第6章 智能制造技术基础 251
6.1 智能传感器技术 251
6.1.1 智能传感器的含义和结构 251
6.1.2 智能传感器的特性和分类 252
6.1.3 制造领域常用传感器类型 254
6.1.4 智能传感器工业应用及开发 257
6.2 工业物联网技术 259
6.2.1 工业物联网的特征 259
6.2.2 工业物联网架构和模式 260
6.2.3 工业物联网的关键技术 261
6.2.4 工业物联网应用和平台 273
6.3 工业大数据技术 275
6.3.1 工业数据的特征 276
6.3.2 工业数据的处理架构 277
6.3.3 工业数据的关键技术 279
6.3.4 工业大数据应用 285
6.4 云计算和边缘计算技术 286
6.4.1 云计算的原理和特征 286
6.4.2 云计算的关键技术 289
6.4.3 边缘计算及其特征 291
6.4.4 边缘计算的部署 293
6.4.5 云边协同在智能制造中的应用 294
6.5 人工智能技术 295
6.5.1 人工智能的发展与方向 296
6.5.2 机器学习 298
6.5.3 计算机视觉 304
6.5.4 人工智能的工业应用 317
6.6 虚拟现实/增强现实技术 318
6.6.1 虚拟现实 318
6.6.2 增强现实 328
6.6.3 虚拟现实/增强现实区别和应用 338
6.7 数字孪生技术 340
6.7.1 数字孪生的特点 340
6.7.2 数字孪生的实现技术 342
6.7.3 数字孪生的工业应用 342
思考及练习题 344
第7章 智能制造技术应用 345
7.1 智能化产品设计 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 智能化工艺设计 351
7.2.1 基于人工智能的智能化工艺设计 351
7.2.2 基于AR/VR的智能化工艺设计 359
7.2.3 基于数字孪生的智能化工艺设计 360
7.3 智能化生产和运维 362
7.3.1 智能化生产、运维范围和等级 362
7.3.2 智能制造装备 366
7.3.3 智能化生产管理 370
7.3.4 智能化运行维护 371
7.3.5 智能化操作执行 373
7.4 智能工厂 375
7.4.1 智能工厂框架 375
7.4.2 智能设计 376
7.4.3 智能生产 377
7.4.4 智能物流 378
7.4.5 系统集成与优化 379
7.4.6 智能工厂建设层次 380
7.4.7 智能工厂案例 381
7.5 智能制造行业应用 382
7.5.1 航空行业智能制造应用 383
7.5.2 航天行业智能制造应用 386
思考及练习题 390
参考文献 391
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