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第1章 数字制造技术的发展1

1.1 引言1

1.2 现代制造的特征2

1.3 数字制造的概念及发展3

1.3.1 制造的信息化4

1.3.2 数字化制造5

1.3.3 数字制造的关键技术7

1.3.4 数字化制造的发展9

第2章 数字化工厂理论11

2.1 计算机辅助生产工程技术11

2.1.1 CAD技术的发展12

2.1.2 CAM技术的发展14

2.1.3 CAE技术的发展15

2.1.4 计算机辅助工艺规划（CAPP）技术的发展16

2.1.5 并行工程（Concurrent Engineering,CE）18

2.1.6 计算机辅助生产工程（Computer Aided Production Engineering,CAPE）19

2.2 数字化工厂的概念及内涵20

2.2.1 数字化工厂技术产生的原因20

2.2.2 数字化工厂的定义22

2.2.3 虚拟制造与数字化工厂23

2.2.4 实施数字化工厂的意义24

2.3 数字化工厂体系框架25

2.3.1 数字化工厂在企业信息化中的功能定位25

2.3.2 数字化工厂功能分析27

2.3.3 数字化工厂的系统架构29

2.4 数字化工厂功能分解33

2.4.1 布局设计与仿真33

2.4.2 工艺规划36

2.4.3 仿真优化40

2.5 数字化工厂的实施和应用42

3.1 制造信息学45

3.1.1 制造信息学的产生和发展45

第3章 数字制造的建模理论45

3.1.2 制造信息学的基本概念47

3.1.3 信息与知识50

3.2 系统建模技术55

3.2.1 DEDS建模技术58

3.2.2 Petri网建模方法60

3.2.3 混杂系统建模61

3.2.4 IDEFX建模技术65

3.2.5 GRAI建模方法68

3.2.6 UML建模方法70

3.2.7 基于多智能体的建模74

3.3 多智能体制造系统建模76

第4章 仿真与优化79

4.1 仿真的基本概念79

4.1.1 计算机仿真80

4.1.2 计算机仿真发展80

4.2 仿真模型84

4.2.1 静态和动态仿真模型85

4.2.2 连续和离散仿真模型85

4.2.3 随机和确定性仿真模型86

4.2.4 面向对象的仿真建模86

4.2.5 基于多智能体的系统仿真89

4.3 离散系统仿真91

4.3.1 基本概念91

4.3.2 随机数及随机变量92

4.3.3 离散系统仿真的实现方法93

4.3.4 仿真输出分析94

4.4 制造系统的仿真与优化95

4.4.1 制造系统的仿真优化97

4.4.2 面向制造的仿真分类98

4.4.3 制造系统的仿真建模99

4.5 制造系统的仿真评价101

4.5.1 仿真评价指标体系101

4.5.2 评价方法104

4.5.3 制造系统模糊层次评价模型107

第5章 虚拟现实技术110

5.1 虚拟现实技术概述111

5.1.1 虚拟现实技术的定义112

5.1.2 虚拟现实技术的发展历程113

5.1.3 虚拟现实的特征115

5.2 虚拟现实软硬件系统116

5.2.1 硬件平台及外围设备117

5.2.2 软件平台120

5.3 VRML与虚拟现实122

5.3.1 VRML概述122

5.3.2 VRML简介123

5.3.3 VRML的发展与X3D125

5.3.4 研究及应用现状126

5.4 虚拟现实与制造技术127

6.1.1 人机工程学的起源与发展133

第6章 人机工程学133

6.1 人机工程学的发展133

6.1.2 人机工程学的研究内容与方法135

6.2 人体工作能力的研究138

6.2.1 作业能力的动态分析138

6.2.2 作业疲劳及其测定140

6.2.3 提高作业能力与降低疲劳的措施142

6.3 制造环境中人和机器的关系143

6.3.1 作业空间设计的基本要求143

6.3.2 工作区域设计145

6.4 人体模型的建立146

6.4.1 人体模型尺寸的研究146

6.4.2 人体模型建立的方法149

6.5 人机工程与数字化工厂152

6.5.1 人机工程系统分析152

6.5.2 人体疲劳度分析的理论基础154

6.5.3 人机工程在数字化工厂中的应用166

6.5.4 人机工程系统与其他子系统的关系173

第7章 数字化工厂技术174

7.1 工厂和车间层面的数字化174

7.1.1 数字化工厂与PERT图174

7.1.2 车间布局177

7.1.3 VR车间布局的设计方法184

7.2 生产线的规划与仿真187

7.2.1 生产线规划设计187

7.2.2 生产线规划的建模仿真188

7.3 数字化装配193

7.3.1 数字化装配概述193

7.3.2 数字化装配功能模块195

7.3.3 数字化装配实现的关键技术197

7.4 数字化质量管理与检测202

7.4.1 质量管理发展史202

7.4.2 数字化质量管理204

7.4.3 数字化尺寸控制207

7.5 数字化加工技术210

7.5.1 数字化工艺规划210

7.5.2 数字化数控加工技术217

第8章 数字化工厂技术的应用220

8.1 数字化工厂软件技术的发展221

8.1.1 Tecnomatix技术公司的数字化工厂eM-Power222

8.1.2 Delmia公司的数字化制造225

8.2 数字化工厂在汽车行业的应用227

8.2.1 汽车白车身规划与仿真227

8.2.2 数字化工厂汽车冲压解决方案229

8.2.3 数字化发动机生产线231

8.2.4 数字化总装技术235

8.3 数字化工厂在其他行业的应用244

8.3.1 数字化工厂在高技术产品和电子产品方面的应用244

8.3.2 数字化工厂在造船和航空航天方面的应用245

参考文献246