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目录 1

第1章 绪论 1

§1.1 制造业的数字化趋势 1

1.1.1 产生背景 1

1.1.2 产品开发需求 2

1.1.3 发展趋势 3

§1.2 数字制造技术的基本特征 5

§1.3 数字产品设计与开发 7

§1.4 数字制造装备 10

§1.5 制造过程的建模和仿真 11

§1.6 本书主要内容 12

第2章 数字化产品开发 13

§2.1 引言 13

2.1.1 快速产品开发 13

2.1.2 正向工程与反求工程 14

2.1.3 产品开发的数字化 15

§2.2 虚拟原型 16

2.2.1 虚拟原型的概念 17

2.2.2 虚拟原型系统体系结构 18

2.2.3 虚拟原型的关键技术 19

2.2.4 虚拟原型的应用 20

§2.3 快速原型 21

2.3.1 快速原型概述 21

2.3.2 典型的快速原型工艺和系统 27

2.3.3 快速制模 35

§2.4 网络制造 38

2.4.1 分散网络化生产系统 39

2.4.2 网络设计 42

2.4.3 网络数控 44

第3章 反求工程技术 48

§3.1 反求工程概述 48

§3.2 三维数字测量 51

§3.3 点数据处理 54

3.3.1 多视数据拼合 54

3.3.2 点云三角网格化 59

3.3.3 点云分割 61

§3.4 曲线曲面的构造 62

3.4.1 曲线曲面的连续性定义 62

3.4.2 常用曲线曲面 63

3.4.3 曲线的拟合与曲面的构建 67

3.4.4 曲线与曲面的编辑与光顺 71

3.4.5 曲线与曲面的误差评定 74

§3.5 CAD模型的构造 76

3.5.1 几何造型 76

3.5.2 正向工程与反求工程的集成 77

§3.6 反求工程中的特征与参数化技术 79

3.6.1 特征的定义与分类 79

3.6.2 参数化设计方法 81

3.6.3 球面过渡特征的参数估计 83

第4章 面向制造的设计 89

§4.1 DFM概述 89

4.1.1 DFM的概念 89

4.1.2 DFM的方法 90

4.1.3 计算机辅助DFM 92

4.1.4 可制造性分析与评价 94

§4.2 几何可注塑性分析 96

4.2.1 问题的提出与形式化 97

4.2.2 倒陷特征的识别 100

4.2.3 分型方向和分型线 114

第5章 基于物理的建模与仿真 122

§5.1 概述 122

5.1.1 仿真的一般过程 122

5.1.2 在制造中的应用 122

§5.2 碰撞检测中的几何算法 124

5.2.1 刚体碰撞检测 125

5.2.2 可变形体接触检测 126

§5.3 行为约束描述方法 127

5.3.1 状态空间 127

5.3.2 约束动力学 131

§5.4 可变形模型 136

5.4.1 形状和运动的描述 136

5.4.2 基于能量的模型 137

5.4.3 离散模型 139

§5.5 基于数字样机的产品性能仿真 141

5.5.1 数字样机技术简介 141

5.5.2 机器人移动性能仿真实例 142

第6章 三维形状的形式化表示和计算 147

§6.1 形状表示 147

6.1.1 凸分析中的相关定义 147

6.1.2 计算几何中的三角形与网格 149

§6.2 表面逼近与重建 152

6.2.1 点集形状的表达 153

6.2.2 表面重建方法 155

§6.3 网格的子划分与计算 161

6.3.1 子划分曲面的性质 161

6.3.2 子划分曲面的绘制方法 162

§6.4 曲面可视方向计算 164

6.4.1 问题的背景 164

6.4.2 嵌入式应用系统开发 166

6.4.3 曲面零件信息模型 167

6.4.4 曲面几何信息计算 168

第7章 制造知识的获取与应用 175

§7.1 制造中的知识 175

§7.2 知识的获取 176

7.2.1 概述 176

7.2.2 AQ11学习算法 177

7.2.3 ID3学习算法 179

§7.3 知识的更新 180

7.3.1 AQ15递增学习算法 180

7.3.2 不可扩展DNF学习算法 182

7.3.3 ID4学习算法 191

§7.4 推理系统 192

7.4.1 产生式系统 193

7.4.2 模糊逻辑推理与控制 197

7.4.3 人工神经网络 203

§7.5 应用实例 209

7.5.1 反应式离子蚀刻过程的故障诊断 209

7.5.2 磨削条件选择的混合智能系统 212

第8章 制造系统的智能调度 217

§8.1 概述 217

8.2.1 生产调度及其复杂性 218

§8.2 生产调度的定义及研究方法 218

8.2.2 调度问题的研究方法 219

§8.3 规则调度 221

8.3.1 定义及分类 221

8.3.2 简单调度规则 223

8.3.3 典型规则调度模型与算法 225

§8.4 基于状态性能反馈的规则调度 229

8.4.2 制造系统运行性能及度量性能的关键因素 230

8.4.1 制造系统运行状态及其分类 230

8.4.3 调度目标函数 232

8.4.4 反馈规则调度原理 233

8.4.5 迭代优化调度应用举例 235

§8.5 面向多工艺规划的调度 238

8.5.1 多工艺规划表示及其柔性评价 238

8.5.2 结点优先级判据 239

8.5.3 应用举例 240

参考文献 243

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