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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Miller, Mark Richard

出品人:

页数:322

译者:

出版时间:2004-1

价格:217.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780764555268

丛书系列:

图书标签:

• 机械加工
• 机床基础
• 金属加工
• 制造技术
• 工业技术
• 维修
• 工具
• 蓝图阅读
• 车床
• 铣床

好的，以下是一本关于现代工业制造与工程实践的图书简介，它专注于先进制造技术、数字化转型以及可持续工程实践，旨在为读者提供跨越传统车间技能和未来技术前沿的综合知识体系。 --- 制造的未来：数字化、精密化与可持续工程实践指南 内容提要 本书深入探讨了二十一世纪制造业的核心挑战与机遇，聚焦于如何利用数字化工具、先进材料科学以及精益生产理念，构建一个更高效、更智能、更具环境责任感的工业生态系统。它不仅仅是一本关于“如何操作机器”的指南，而是一部面向工程设计师、生产管理者、技术战略家以及高级技术学徒的综合性手册，旨在指导读者完成从传统制造思维到工业 4.0 范式的转型。 第一部分：工业数字化的核心支柱 第1章：从车间到云端：工业物联网（IIoT）与数据驱动决策 本章详述了工业物联网（IIoT）在现代制造环境中的部署与架构。我们不再关注基本的传感器和网络连接，而是深入探讨如何实现海量数据的实时采集、边缘计算的优化部署，以及如何构建高可靠性的数据管道。重点分析了预测性维护（PdM）系统从理论到实战的落地过程，包括算法选择、模型验证，以及如何将分析结果无缝集成到企业资源规划（ERP）和制造执行系统（MES）中，实现真正意义上的闭环控制。讨论了数据安全、网络隔离策略以及应对 OT/IT 融合带来的治理挑战。 第2章：增材制造（AM）的工业规模化与材料科学的边界 超越桌面级 3D 打印的应用，本章聚焦于金属增材制造（如 DMLS, EBM, 和冷喷涂）在航空航天、医疗植入物和重型机械领域的工业化应用。详细剖析了粉末冶金的质量控制标准（如孔隙率、晶粒结构分析），并对比了不同制造工艺对零件机械性能的影响。同时，探讨了后处理工艺（如热等静压 HIP 和表面精加工）在确保关键部件可靠性中的不可替代性。此外，本章前瞻性地探讨了多材料打印技术和生物制造在工程领域的交叉点。 第3章：数字孪生（Digital Twin）与仿真驱动的流程优化 本章将数字孪生从一个概念提升到战略工具的层面。我们详细介绍了构建高保真数字孪生所需的建模技术，包括基于第一性原理的物理模型（FEA/CFD）与基于历史数据的机器学习模型的融合。重点在于如何利用实时反馈数据校准孪生模型，使其能够准确预测设备寿命、工艺窗口的微小漂移以及供应链中断的影响。讨论了如何通过虚拟调试（Virtual Commissioning）大幅缩短新产线部署周期。 第二部分：超精密加工与先进材料加工 第4章：五轴及多轴联动加工的复杂曲面策略 本章深入探讨了超越标准三轴加工的复杂几何形状的生成与实现。内容涵盖了先进的刀具路径规划算法，特别是在处理高径比孔、自由曲面叶片和整体结构件时的挑战。详细分析了高精度运动控制系统（如伺服反馈回路的优化、热误差补偿技术）对于确保微米级甚至亚微米级精度的关键作用。讨论了在钛合金、高温镍基合金等难加工材料上实现镜面光洁度所需的切削参数优化与冷却液管理策略。 第5章：激光加工技术与非接触式制造 本章聚焦于激光在切割、钻孔、表面改性和微加工中的应用。对比了皮秒、飞秒超快激光器在材料去除和改性方面的独特优势，特别是在不引起热影响区（HAZ）的情况下实现对高反射率或高硬度材料的精密加工。讨论了激光束质量（如光束整形、聚焦控制）对加工结果的决定性影响，以及如何结合机器视觉系统进行实时过程监控和反馈控制。 第6章：表面工程与功能涂层技术 现代部件的性能往往取决于其表面特性。本章详细介绍了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）在高耐磨、抗腐蚀涂层中的应用。重点在于涂层与基材的界面结合力研究、多层结构设计（如梯度涂层）以及如何通过先进的表征技术（如 X 射线衍射 XRD 和扫描电镜 SEM）来评估涂层的微观结构完整性。同时，也探讨了等离子喷涂和电火花沉积技术在修复和功能化大型部件上的优势。 第三部分：可持续性、质量保证与未来人才培养 第7章：循环经济与绿色制造的工程学实践 本章将可持续性置于制造流程的核心。探讨了如何通过优化能源消耗（如智能 HVAC 控制、高效主轴驱动）、减少材料浪费（通过优化排废和材料回收流程）来实现碳足迹的最小化。详细介绍了面向可回收性和可拆卸性的产品设计原则（Design for Disassembly, DfD），以及如何利用生命周期评估（LCA）工具来量化和比较不同制造路径的环境影响。 第8章：质量 4.0：基于人工智能的质量保证 本章超越了传统的统计过程控制（SPC）。我们探讨了如何利用深度学习（特别是卷积神经网络 CNN）分析高分辨率图像和三维扫描数据，实现对产品缺陷的实时、自动分类和识别。内容包括在线测量技术（如激光跟踪仪、结构光扫描）与制造过程的深度集成，建立“零缺陷”的反馈回路，以及如何利用因果推断模型识别导致质量问题的根本原因。 第9章：精益制造的数字化升级与敏捷供应链集成 本章重新审视精益原则在高度自动化的环境下的适用性。重点分析了如何利用先进的排程软件和拉动式系统（Kanban 2.0）来应对高混合度、小批量生产的需求。讨论了机器人、自动化导引车（AGV/AMR）在价值流映射中的作用，以及如何通过增强现实（AR）技术赋能一线操作员，实现知识的快速转移和错误预防。 结语：构建面向未来的制造工程师 本书最后一部分总结了跨学科技能的重要性，强调了现代制造专业人士必须具备的编程能力（如 Python/MATLAB 用于数据处理）、系统集成思维以及对新兴技术伦理影响的深刻理解，为读者指明了在快速变化的工业格局中持续学习和发展的方向。 ---

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