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出版者:清华大学出版社

作者:袁宗杰 编

出品人:

页数:378

译者:

出版时间:2007-10

价格:36.00元

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isbn号码:9787302162384

丛书系列:

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铸剑为犁：现代制造的数字化转型与实践 一、 智能制造时代的浪潮与基石 在二十一世纪的工业图景中，“智能制造”已不再是遥远的口号，而是正在深刻重塑全球产业格局的核心驱动力。它标志着信息技术（IT）与运营技术（OT）的深度融合，强调高度自动化、柔性化、网络化和数据驱动的生产模式。然而，支撑起这座宏伟“智能工厂”大厦的，恰恰是那些看似基础却至关重要的数字化工具与方法论。 本书聚焦于现代高端装备制造流程的数字化孪生、优化与高效管理，旨在为工程师、技术人员及相关管理者提供一套全面而深入的实践框架，以应对复杂系统集成与快速迭代带来的挑战。我们不专注于某一特定机床的编程细节，而是着眼于如何构建一个从概念设计到最终交付的全生命周期数字化管理体系。 二、 核心聚焦：从蓝图到实体的高效转化 本书的结构设计，围绕着将设计意图精准、高效地转化为物理实体这一核心目标展开。我们深入探讨了以下几个关键领域： 1. 复杂产品数字建模与结构解析： 现代产品的设计已远超二维图纸的范畴。本书首先从三维参数化建模的深度应用入手，强调如何利用先进的CAD/CAE/PLM软件平台，建立具有完整语义信息的数字主模型（Master Model）。内容涵盖高级曲面处理技术、复杂装配体的干涉分析、以及如何通过结构化数据定义，确保模型在后续工艺、仿真和检测环节中的兼容性与一致性。我们剖析了从概念草图到工程定型的各个阶段，模型应如何承载和传递关键设计意图，避免信息在环节间传递过程中出现“失真”。 2. 制造过程的虚拟验证与优化： 在物理加工开始之前，对制造过程的充分预演是降低成本、缩短周期的关键。本书详细阐述了先进的工艺仿真技术，这并非简单的轨迹生成，而是对物理现象的精确预测。 材料切削行为的有限元分析（FEA）： 探讨如何利用高级材料本构模型和磨损模型，预测切削力、残余应力、刀具寿命以及工件表面质量，尤其关注高精度、难加工材料（如镍基高温合金、钛合金）的切削参数寻优。 非切削制造过程的模拟： 对于铸造、锻压、焊接、增材制造（3D打印）等工艺，本书提供了详尽的数字仿真方法论，包括热-力耦合分析、微观结构演变预测，以及如何通过仿真来指导模具设计和设备选型。 3. 制造系统集成与柔性调度： 智能制造的核心在于系统的协同工作能力。本书深入讲解了制造资源管理（MRM）和车间执行系统（MES）在集成环境中的作用。我们关注的重点是如何实现异构设备（CNC机床、工业机器人、检测设备）之间的无缝数据交换与协同操作。 数据驱动的调度算法： 介绍基于实时生产状态的动态调度策略，如何利用先进的优化算法（如遗传算法、模拟退火）来应对突发事件（如设备故障、插单），实现产能最大化和在制品（WIP）最小化。 人机协作（Cobotics）的流程设计： 探讨在自动化生产线上，如何科学规划操作员与自动化设备之间的交互界面和作业边界，以提升人机共存环境下的安全性和效率。 4. 质量保证的数字化闭环： 现代制造对质量的要求是零缺陷。本书强调基于模型的质量保证（MBQA）理念。 逆向工程与偏差分析： 阐述如何高效利用三坐标测量机（CMM）、激光扫描仪等获取的实际零件点云数据，与初始设计模型进行高精度比对，自动识别和量化几何偏差。 过程参数与质量特性的关联分析： 探讨如何将关键工艺参数（如机床负载、主轴振动、冷却液温度）的数据流与最终测量出的质量数据进行深度关联，建立预防性质量模型，实现从“事后检验”到“过程控制”的根本转变。 三、 面向未来的能力构建 本书的价值不仅在于传授当前主流工具的使用技巧，更在于培养读者对未来制造技术栈的理解和适应能力。我们探讨了工业物联网（IIoT）数据在优化制造流程中的实际价值，以及边缘计算在保障实时决策响应速度方面的重要作用。 通过对这些高层次、系统化的制造工程内容的深入剖析，读者将能够跳出单一机床或软件的限制，站在整个制造价值链的角度，设计、部署和管理下一代高效率、高可靠性的数字制造系统。这本书是致力于推动传统制造业向更精益、更智能方向发展的专业人士的必备参考手册。

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说实话，我带着点怀疑的态度打开了这本《数控仿真技术实用教程》，因为市面上很多所谓的“实用”教程，要么内容陈旧，要么就是软件说明书的简单堆砌。但这本书完全颠覆了我的认知。它最大的亮点在于对“虚拟调试”环节的深度挖掘。在实际机床上进行试切，成本高昂且存在安全隐患，而这本书清晰地阐述了如何利用仿真软件来模拟整个加工过程，包括材料去除过程的可视化反馈、干涉检测、以及误差分析。我印象特别深刻的是关于复杂曲面加工的章节，作者用非常精炼的语言解释了曲面方程的转换和刀具轴的设置，并且配有高质量的截图和流程图，这比我之前看的任何专业参考书都要直观得多。读完后，我感觉自己对现代精密制造中“数字化验证”这一核心理念有了更深刻的理解，这对于我未来从事高端装备研发工作至关重要。这本书的逻辑链条非常完整，从模型建立到后处理生成代码，每一步的逻辑关系都交代得一清二楚，实在是一本不可多得的佳作。

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对于已经在生产线上工作了几年的老技术员来说，我们需要的不是基础入门，而是能够解决实际痛点的高级技巧。坦白讲，我原本以为这本“教程”可能过于偏重新手入门，但事实证明我的顾虑是多余的。书中后期关于多轴联动加工的仿真和故障诊断部分，展现了作者深厚的行业积累。它没有停留在简单的三轴铣削，而是深入探讨了五轴联动中万向节死区和奇异点的规避策略，这些都是在实际工作中极易导致报废的关键问题。书中的分析方法非常务实，直接指向生产效率的瓶颈。比如，它提供了一套结构化的仿真验证流程，帮助我们系统性地排除工艺流程中的潜在风险，而不是仅仅依赖经验主义。阅读这本书的过程，就像进行了一次系统性的知识升级，让我对过去一些“靠感觉”的操作有了更科学、更严谨的认识。我准备将这本书作为我们车间技术骨干的内部培训资料，相信能显著提升整个团队的仿真应用水平。

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这本《数控仿真技术实用教程》简直是为我们这些初入机械制造领域的学生量身定做的宝典！我本来对数控编程和仿真软件望而生畏，总觉得那些复杂的G代码和坐标系让人头疼。但这本书的编排方式非常巧妙，它没有一上来就堆砌理论，而是通过大量贴近实际生产场景的案例，手把手地带着我们一步步操作。尤其是关于刀具路径优化那一章，作者的讲解深入浅出，让我这个原本对“效率”一窍不通的人，都能理解如何通过合理的仿真设置来减少空运行时间，提高加工精度。书中对主流仿真软件的界面和功能模块介绍得极其详尽，即便是初次接触这些软件的新手，也能很快找到方向，不再像无头苍蝇一样乱撞。我尤其欣赏它在强调理论的同时，更注重“动手能力”的培养，几乎每一个关键知识点后面都有一个可以立即上机验证的小实验，这种即学即用的方式极大地增强了我的学习兴趣和自信心。它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的老工程师在身旁耐心指导，让我对未来能够熟练运用数控技术充满期待。

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从一个纯粹的CAD/CAM背景转向数控仿真的学习者角度来看，《数控仿真技术实用教程》提供了一个极佳的过渡桥梁。它非常清晰地界定了仿真技术在整个数字化制造链条中的定位和价值。书中关于如何将CAD模型正确导入仿真环境、如何处理网格精度对计算结果的影响，这些技术细节的阐述非常到位。我尤其欣赏它在介绍高级功能时，总能穿插一些作者亲身经历的“踩坑”教训，这让理论学习变得有血有肉，极具警示意义。这本书没有回避仿真中的难点，反而鼓励读者去面对和解决这些问题，培养一种批判性的学习态度。它让我明白，仿真绝非简单的“看动画”，而是通过虚拟手段对物理世界进行严谨的预演和优化，这种思维模式的建立，对我未来的职业发展将产生深远影响。

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我必须承认，这本书的装帧设计和排版风格与我期待的传统技术书籍略有不同，它带有一种现代化的、注重用户体验的设计感。内容上，它在基础理论的讲解上保持了必要的严谨性，但更侧重于“人机交互”的流畅性。比如，在解释坐标系设定和偏移量管理时，作者没有采用枯燥的公式推导，而是用非常形象的比喻来解释这些抽象概念如何影响到最终零件的尺寸精度。此外，本书对不同品牌数控系统（如西门子、FANUC）在仿真环境下的特定指令差异也做了对比说明，这一点在跨平台操作或系统升级时显得尤为实用。这种细致入微的对比，体现了作者对行业现状的深刻洞察力。阅读起来，感觉更像是在阅读一本精心撰写的操作手册，而不是一本冷冰冰的教科书，让人愿意反复翻阅和查阅。

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