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第1章 制造业信息化概述1

1.1 制造业信息化发展概述1

1.1.1 国外现状1

1.1.2 国内现状2

1.1.3　发展的特点2

1.1.4　制造业信息化工程面临的主要任务3

1.2　制造业信息化的基本概念3

1.2.1　信息3

1.2.2　信息技术4

1.2.3　信息化6

1.3.2　物料流8

1.3.1　制造系统的构成8

1.3 制造系统的信息流与信息控制8

1.3.3　信息流9

1.3.4　制造系统的信息控制9

1.3.5　分布式制造信息化系统的逻辑体系与功能结构12

1.4　制造业信息化系统的组成与总体结构14

1.4.1 面向产品全生命周期的制造业信息化系统14

1.4.2　面向产品生产过程的产品技术管理集成（PTM2）系统15

1.5　制造业信息化的实施19

1.5.1 实施企业信息化工程的必备条件19

1.5.2　实施企业信息化工程的系统规划19

1.6.2　21世纪制造业所面临的挑战22

1.6.1　21世纪制造业的主要特点22

1.6　制造业信息化的未来与发展22

1.6.3　制造业信息化基础理论的发展23

第2章 制造业信息化的先进理论与模式25

2.1 面向产品生命周期的设计（DFX）25

2.1.1　基本概念25

2.1.2　DFX分类25

2.1.3 面向集成的DFM技术26

2.1.4　集成化DFM系统的体系结构27

2.2 并行工程（CE）28

2.2.1　并行工程的基本概念28

2.2.3　并行产品开发的特点29

2.2.2　串行与并行开发过程比较29

2.2.4　实施并行工程的四个关键要素31

2.2.5　面向并行工程的系统结构32

2.3　敏捷制造（AM）37

2.3.1　敏捷制造的理念37

2.3.2　企业的敏捷性38

2.3.3　敏捷制造系统的实现技术39

2.3.4　敏捷制造的实施方法39

2.3.5　产品驱动的企业动态联盟41

2.4　虚拟制造（VM）44

2.4.1　虚拟制造的定义44

2.4.2　虚拟制造的特点45

2.4.3　虚拟制造的分类46

2.4.4　虚拟制造的体系结构47

2.4.5　虚拟制造的环境与平台48

2.4.6　基于Internet的虚拟制造系统49

软件的体系结构49

2.5 计算机集成制造系统（CIMS）50

2.5.1　计算机集成制造（CIM）的基本概念50

2.5.2　计算机集成制造系统的组成51

2.5.3　计算机集成制造系统软件的层次结构52

2.5.4　计算机集成制造系统的网络体系结构53

2.5.5　基于PDM的CIMS的框架结构54

2.5.6　CIMS集成技术的内涵与发展55

2.6.1　绿色制造的基本概念56

2.6.2　绿色设计56

2.5.7　现代集成制造系统的发展趋势56

2.6　绿色制造（GM）56

2.6.3　绿色材料58

2.6.4　绿色工艺规划技术60

2.6.5　绿色包装61

2.6.6　绿色制造系统61

2.7　企业资源计划（ERP）63

2.7.1　企业资源计划的定义63

2.7.2　企业资源计划的特点63

2.7.3　企业资源计划与制造资源计划（MRPⅡ）的关系64

2.7.4　企业资源计划软件系统的主要功能67

第3章 制造业信息化系统建模技术73

3.1 数字化产品建模方法73

3.1.1　基本概念73

3.1.2　零件信息模型74

3.1.3　产品信息模型77

3.2　特征建模方法81

3.2.1　特征与特征建模的概念81

3.2.2　特征的分类与特征间的关系82

3.2.3 制造特征的层次结构与分类编码原则83

3.2.4　零件特征非几何信息的描述85

3.2.5　特征映射和特征识别技术86

3.2.6　特征建模88

3.3　功能模型建模方法92

3.3.1　活动图形92

3.3.2　盒子93

3.3.3　箭头94

3.3.4　功能建模的基本原则及应用实例94

3.4　信息模型建模方法96

3.4.1　IDEF1X方法的特点96

3.4.2　IDEF1X模型的基本结构96

3.4.3　建模步骤100

3.4.4　信息建模的应用实例100

3.5　决策模型建模方法101

3.5.1　GRAI格102

3.5.2　GRAI网103

第4章 制造业信息化的技术集成105

4.1 制造业信息化技术集成概述105

4.1.1　技术集成的概念105

4.1.2　技术集成系统的组成与功能106

4.1.3 CAD/CAM系统信息的集成方式108

4.1.4 CAD/CAM集成系统的体系结构111

4.1.5 CAD/CAM集成系统的功能模型与信息接口113

4.2　数字化工艺设计系统概述115

4.2.1 数字化工艺设计系统的概念与构成115

4.2.2　计算机辅助工艺规程设计系统的设计过程与体系结构116

4.2.3　零件信息的描述与输入119

4.2.4　工艺知识的获取与表达123

4.3　工艺设计系统的工序设计126

4.3.1　工序决策126

4.3.2　工艺尺寸确定128

4.3.3　工艺参数决策130

4.3.4　工序图的生成130

4.4　计算机辅助工艺规程设计（CAPP）系统的主要形式132

4.4.1　派生式CAPP132

4.4.2　创成式CAPP系统134

4.4.3　综合式CAPP系统137

4.5 基于事例推理的CAPP系统142

4.5.1　CBR-CAPP系统概述142

4.5.2　基于事例推理的零件事例的模型表达144

4.5.3　基于事例推理的工艺修正方法152

4.5.4　基于事例推理的工艺设计系统典型实例155

4.6 智能技术在工艺设计系统中的应用159

4.6.1　专家系统在CAPP中的应用159

4.6.2　神经网络在CAPP系统中的应用161

4.7　计算机辅助夹具设计（CAFD）综述166

4.7.1 CAFD概述166

4.7.2　CAFD的参数化设计技术167

4.7.3　CAFD的工程数据库169

4.8 基于事例推理的CAFD系统设计173

4.8.1 基于事例推理的CAFD系统总体结构173

4.8.2　基于事例推理的CAFD系统的图档管理系统流程174

4.8.3　CAFD系统软件的体系结构175

4.8.4　基于事例推理的CAFD系统的过程设计175

4.8.5 基于事例推理的夹具CAD系统的实现181

4.9 支持并行工程的夹具TOP-DOWN装配系统设计185

4.9.1　并行工程下CAFD的运行模式185

4.9.2　支持TOp-DOWN的CAFD的装配模型187

4.9.3　支持TOP-DOWN的映射推理过程189

4.9.4　支持TOP-DOWN的修正过程189

4.9.5　支持并行工程的夹具TOP-DOWN装配系统的实现191

4.10 专家系统在CAFD中的应用194

4.10.1 夹具设计专家系统的知识表示与知识库194

4.10.3 夹具设计专家系统的推理与解释196

4.10.2　夹具设计专家系统的人机接口196

第5章 制造业信息化的项目与生产管理集成200

5.1 项目管理的论证与评估200

5.1.1　项目论证与评估的基本概念200

5.1.2　项目阶段论证与评估204

5.1.3　项目单项与综合论证与评估207

5.2　项目管理的计划与控制216

5.2.1　项目计划216

5.2.2　项目进度计划218

5.2.3　项目进度计划的关键技术223

5.3.1　研发项目管理概述234

5.3　研发项目管理234

5.3.2　项目研发的组织模式239

5.3.3　研发项目立项与经济效益评价241

5.4　计算机辅助项目研发过程管理（CAPM）244

5.4.1　研发项目管理系统的体系结构与功能244

5.4.2　研发项目立项的工作流程245

5.4.3　研发项目生产进度的控制247

5.5　技术准备计划与过程管理251

5.5.1 技术准备过程管理系统的总体结构251

5.5.2　工艺准备过程系统建模252

5.5.3　工艺准备过程运行控制256

5.6 生产计划与调度管理系统257

5.6.1 生产计划与生产调度的概念257

5.6.2　生产计划调度系统设计258

第6章 制造业信息化的支撑技术268

6.1 制造信息化系统的集成平台268

6.1.1　集成平台的概念268

6.1.2　应用集成平台的功能268

6.1.3　集成平台的总体结构269

6.1.4　国外集成平台产品介绍270

6.1.5　各种实用集成平台的研发实例272

6.2　产品数据交换标准275

6.2.1　初级图形交换规范（IGES）275

6.2.2　产品数据交换标准（SrEP）277

6.3.1　产品数据管理的概念281

6.3 产品数据管理（PDM）技术281

6.3.2　PDM系统的特点282

6.3.3　PDM系统的体系结构282

6.3.4　PDM系统的主要功能283

6.4　网络技术286

6.4.1　网络技术基础286

6.4.2　局域网和广域网291

6.4.3 网络的互连及集成环境下网络的建立过程299

6.5　工程数据库技术305

6.5.1　数据库概述305

6.5.2　工程数据库系统310

6.5.3　数据库的设计318

参考文献327