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第1章 先进制造系统概论1

1.1 制造业的起源与发展1

1.2 制造、系统和制造系统的定义与分类5

1.2.1 制造的概念与制造原理5

1.2.2 系统的定义与内涵8

1.2.3 制造系统的定义与内涵9

1.2.4 制造系统的分类11

1.3 先进制造系统的概念和特点14

1.3.1 先进制造系统的概念14

1.3.2 先进制造系统的特点16

1.4 先进制造技术的概念与特点17

1.4.1 先进制造技术的定义17

1.4.2 先进制造技术的体系结构与分类19

1.4.3 先进制造技术的特点21

1.5 先进制造模式的概念与特点22

1.5.1 制造模式的概念22

1.5.2 先进制造模式的定义23

1.5.3 先进制造模式的特点23

1.6 先进制造系统的发展趋势24

习题与思考题29

第2章 先进制造系统的理论体系框架与结构30

2.1 制造系统概念模型与理论体系框架30

2.1.1 制造系统的概念模型30

2.1.2 制造系统的理论体系框架34

2.1.3 先进制造系统的结构组成39

2.2 先进制造系统的决策属性构成41

2.2.1 概述41

2.2.2 先进制造系统的决策框架模型46

2.3 先进制造系统的总体结构59

2.4 先进制造系统的功能构成67

2.4.1 工程设计系统67

2.4.2 制造过程系统69

2.4.3 物流系统71

2.4.4 质量保证系统74

2.4.5 组织结构系统76

2.4.6 管理信息系统79

2.4.7 网络数据库支撑系统84

习题与思考题86

第3章 先进制造工艺系统88

3.1 概述88

3.2 特种加工技术95

3.2.1 电火花加工95

3.2.2 电化学加工97

3.2.3 激光加工98

3.2.4 超声波加工99

3.2.5 水喷射加工100

3.2.6 电子束加工和离子束加工101

3.3 快速成型制造技术105

3.3.1 快速成型制造技术原理106

3.3.2 典型的RPM技术107

3.3.3 快速成型制造的特点111

3.3.4 RPM技术的工艺装备、材料及软件111

3.3.5 RPM技术的应用114

3.4 高速加工技术122

3.4.1 高速加工技术的兴起和发展122

3.4.2 高速切削加工125

3.4.3 高速加工中心131

3.4.4 高速加工在制造业中的应用131

3.5 精密与超精密加工技术134

3.5.1 概述134

3.5.2 精密和超精密切削137

3.5.3 精密和超精密磨料加工139

3.5.4 精密和超精密加工的磨料141

3.5.5 精密和超精密机床142

3.5.6 微细加工技术145

3.5.7 精密和超精密加工的支持环境150

3.6 纳米技术151

3.6.1 纳米级加工的物理实质151

3.6.2 纳米级加工精度152

3.6.3 纳米加工中的LIGA技术153

3.6.4 扫描探针显微加工技术153

3.6.5 纳米材料160

3.6.6 纳米电子学161

3.6.7 纳米机械学162

习题与思考题162

第4章 先进制造装备系统164

4.1 概述164

4.2 机器人169

4.2.1 机器人起源与发展概况169

4.2.2 机器人的定义及分类172

4.2.3 工业机器人175

4.2.4 服务机器人181

4.2.5 水下机器人182

4.2.6 空间机器人184

4.2.7 微机器人186

4.3 数控机床190

4.3.1 数控机床的工作原理与构成190

4.3.2 数控机床的分类191

4.3.3 计算机数字控制系统194

4.3.4 加工中心195

4.3.5 典型的数控机床与加工中心196

4.3.6 数控机床的加工特点200

4.4 DNC系统200

4.4.1 DNC的概念及特点200

4.4.2 DNC系统的结构与组成202

4.4.3 DNC通信软件的功能和结构204

4.5 物流系统205

4.5.1 概述205

4.5.2 机床上料装置207

4.5.3 机床间工件传送装置210

4.5.4 自动化仓库215

4.6 柔性制造系统218

4.6.1 FMS的定义和组成219

4.6.2 FMS单元控制系统222

4.6.3 FMS的监控与诊断系统223

4.6.4 FMS的物料传输系统225

4.6.5 柔性制造单元227

4.6.6 柔性制造生产线230

习题与思考题232

第5章 先进制造系统的设计233

5.1 概述233

5.2 先进制造系统的设计方法与建模工具237

5.2.1 先进制造系统的设计方法237

5.2.2 先进制造系统建模方法240

5.3 快速响应工程256

5.3.1 快速响应工程的主要内容256

5.3.2 快速响应工程技术平台257

5.3.3 案例（汽车车身快速开发）261

5.4 反求工程（反求设计）264

5.4.1 概述264

5.4.2 反求工程的设计过程265

5.4.3 反求工程设计的基本方法272

5.4.4 应用案例275

5.5 工业设计276

5.5.1 概述276

5.5.2 工业设计的定义与基本内涵278

5.5.3 工业设计的基本要素281

5.5.4 工业设计与创新283

5.5.5 应用案例（儿童自行车的创新设计）285

习题与思考题288

第6章 绿色设计与绿色制造289

6.1 绿色技术的产生与内涵289

6.1.1 绿色技术产生的背景289

6.1.2 绿色技术的基本概念292

6.2 绿色产品293

6.2.1 绿色产品的概念与内涵293

6.2.2 绿色产品的认证295

6.2.3 绿色产品的评价标准和评价方法296

6.3 绿色产品设计技术299

6.3.1 绿色设计的概念与特点299

6.3.2 绿色设计过程302

6.3.3 绿色设计系统方法303

6.4 产品生态化设计307

6.4.1 ED的内涵307

6.4.2 生态材料选择309

6.4.3 面向拆卸的设计310

6.4.4 面向回收的设计314

6.5 再制造工程317

6.5.1 再制造工程的发展317

6.5.2 再制造工程的概念与内容319

6.6 绿色制造技术322

6.6.1 绿色制造的研究现状322

6.6.2 绿色制造的概念、内涵和体系结构324

6.6.3 绿色制造的研究内容体系326

6.6.4 绿色制造的实施329

6.7 案例331

习题与思考题334

第7章 典型先进制造系统336

7.1 概述336

7.2 计算机（现代）集成制造系统338

7.2.1 概述338

7.2.2 CIMS的基本概念及内涵341

7.2.3 CIMS的组成与体系结构343

7.2.4 CIMS的应用346

7.3 并行工程348

7.3.1 并行工程的提出与定义348

7.3.2 并行工程的体系结构349

7.3.3 并行工程的关键技术352

7.3.4 并行设计系统353

7.3.5 并行工程的应用与实施354

7.4 产品数据管理359

7.4.1 PDM的基本概念359

7.4.2 PDM系统的体系结构361

7.4.3 PDM软件系统的功能361

7.4.4 PDM系统的实施与应用366

7.5 敏捷制造370

7.5.1 敏捷制造提出的背景370

7.5.2 敏捷制造的内涵与基本特征371

7.5.3 敏捷制造系统的战略体系373

7.5.4 实现敏捷制造的主要措施与关键技术374

7.5.5 敏捷制造的应用实例376

7.6 虚拟制造379

7.6.1 虚拟现实技术379

7.6.2 虚拟制造的基本定义与分类381

7.6.3 虚拟制造的体系结构与关键技术386

7.6.4 虚拟产品开发388

7.6.5 虚拟制造的应用实例392

7.7 精益生产（制造）394

7.7.1 精益生产的提出背景394

7.7.2 精益生产的内涵与特征395

7.7.3 精益生产系统的实施过程及主要措施397

7.7.4 精益生产在国内外航空工业中的应用400

7.8 网络化制造系统405

7.8.1 网络化制造的产生背景405

7.8.2 网络化制造系统的基本概念和定义406

7.8.3 网络化制造的内涵与特点410

7.8.4 网络化制造系统的功能结构和关键技术413

7.8.5 网络化制造的应用实例416

习题与思考题419

参考文献421

英汉对照词汇表424