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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

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