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出版者:中国青年

作者:金昌萬

出品人:

页数:546

译者:金英姬

出版时间:2007-11

价格:58.00元

装帧:

isbn号码:9787500677543

丛书系列:

图书标签:

• UG NX4
• NX4
• 数控编程
• 机械设计
• CAD/CAM
• 软件教程
• 工业软件
• 制造业
• 设计与开发
• 工程软件

机械设计与制造领域的前沿探索：一部聚焦数字化转型与智能制造的深度解析 图书名称： 数字化制造的未来图景：从概念到实践的系统构建 内容概述： 本书并非关于特定软件工具的详尽操作手册，而是深入探讨了当前全球制造业正经历的深刻变革——数字化转型与智能制造的宏大叙事。我们聚焦于驱动这场变革的核心技术栈、战略规划的制定，以及在实际工程环境中落地这些复杂系统的思维框架。全书旨在为工程师、技术管理者以及决策者提供一个清晰的路线图，理解如何从传统制造模式平稳、高效地过渡到以数据为核心驱动力的智能工厂。 本书的基调是理论深度与工程实践的有机结合，探讨了制造系统的各个关键层面，从顶层的战略部署到基层的自动化执行，力求构建一个全面、无缝的知识体系。 --- 第一部分：数字化转型的战略基石与宏观视野 (The Strategic Foundation) 第一章：工业4.0的哲学内核与演进驱动力 本章摒弃对“工业4.0”这一术语的表面化解读，深入剖析其背后的经济驱动力（如全球供应链的韧性需求、个性化定制的爆发）与技术驱动力（如云计算、边缘计算、物联网）。我们将探讨制造企业如何定义自身的数字化成熟度模型，并据此制定出符合企业长期发展目标的“北极星”战略。重点分析了数据资产在现代制造体系中的核心地位，以及如何建立数据治理框架以确保数据的准确性、实时性和安全性。 第二章：价值流重塑：从物理到数字的双重映射 数字化转型的核心在于对传统价值流的彻底解构与重建。本章详细阐述了“数字主线”（Digital Thread）和“数字孪生”（Digital Twin）的概念框架，并区分了两者在不同应用场景下的侧重点。我们探讨了如何通过构建产品生命周期管理（PLM）的统一数据模型，实现从概念设计、工程分析、工艺规划到生产执行和售后服务的全流程数据贯通。书中提供了多个案例分析，展示了如何通过建立虚拟调试环境来验证物理生产线的布局和控制逻辑，从而大幅降低项目周期和实施风险。 第三章：集成化决策支持系统：数据驱动的运营 本章关注如何将散落在ERP、MES、SCM系统中的数据有效整合，形成面向管理层和一线操作人员的智能决策支持系统。详细介绍了实时数据采集（IoT/IIoT）在工厂网络架构中的部署要求，包括对时间敏感网络（TSN）协议的初步理解。我们探讨了制造执行系统（MES）在数字化车间中的角色演变，它不再仅仅是任务调度工具，而是连接物理世界和信息世界的关键桥梁，如何通过模块化设计来适应快速变化的需求。 --- 第二部分：先进制造技术的核心组件与集成 (Core Technologies Integration) 第四章：增材制造（AM）的工业化挑战与工艺链整合 增材制造已不再是原型制作的专属技术，而是正在进入最终零件生产领域。本章重点探讨了AM技术从设计到成品所涉及的复杂工艺链，包括拓扑优化设计、材料建模（特别是针对金属粉末床熔融工艺的残余应力控制）、打印过程的在线质量监控（In-situ Monitoring）以及后处理（如热等静压HIP）的标准化。我们分析了如何将AM技术无缝嵌入到传统的机加工和装配流程中，实现混合制造策略的最优化。 第五章：人机协作与柔性自动化：超越传统机器人 本章深入研究了新一代自动化技术，特别是协作机器人（Cobots）的应用范式。不同于封闭式自动化，人机协作要求系统具备高度的环境感知能力和安全保障。我们详细分析了实现高水平人机协作所需的关键技术，包括力/扭矩传感器的精度要求、基于视觉识别的动态路径规划，以及如何设计符合人类工程学的工作站，确保操作人员的舒适度和生产效率的同步提升。此外，还对移动机器人（AMR）在智能仓储与物流中的系统集成进行了探讨。 第六章：高级工艺仿真与预测性维护：迈向零停机目标 本章聚焦于过程仿真（Process Simulation）在提升制造精度和效率方面的作用。详细讨论了有限元分析（FEA）在复杂成形工艺（如深冲压、锻造）中的高级应用，特别是如何利用多物理场耦合分析来预测材料行为。同时，本章将大量的篇幅用于探讨基于机器学习的预测性维护（PdM）。我们分析了采集振动、温度、电流等特征数据后，如何选择合适的模型（如LSTM、深度学习分类器）来预测设备故障，并探讨了将预测结果反哺给MES进行智能调度和维护资源分配的闭环机制。 --- 第三部分：安全、人才与可持续性：构建面向未来的体系 (Sustainability and Future Readiness) 第七章：网络物理安全在运营技术（OT）环境中的挑战 随着工厂联网程度的加深，OT环境的安全威胁日益凸显。本章不满足于传统的IT安全模型，而是侧重于针对工业控制系统（ICS/SCADA）的特定漏洞和攻击面进行分析。详细介绍了基于“零信任”原则的工业网络分段策略（Purdue Model的现代演进），以及如何利用行为分析和异常检测技术来实时监控生产控制网络的异常流量，从而保护关键生产资产的完整性与可用性。 第八章：面向智能制造的人才结构重塑 技术的高速迭代对企业的人才结构提出了前所未有的要求。本章探讨了未来工厂所需的复合型人才画像，特别是对“数据科学家-工程师”和“数字孪生架构师”等新兴角色的需求。重点分析了企业应如何建立持续的技能提升（Upskilling）和再培训（Reskilling）体系，将传统操作人员转化为能够与智能系统交互、并对其进行维护和优化的“增强型员工”。 第九章：可持续制造与循环经济的数字化支撑 本书的最后一部分将目光投向环境和社会责任。我们探讨了数字化技术如何帮助企业实现能耗的精细化管理（能源信息系统，EIS）和废弃物的最小化。深入分析了如何利用产品生命周期评估（LCA）软件与PLM系统打通，实现对产品全生命周期碳足迹的实时追踪和优化，从而将可持续性真正融入到设计和生产决策的核心考量之中。 --- 本书的结构设计旨在引导读者从宏观战略层面理解数字化转型的必要性，随后深入技术细节掌握核心组件的集成方法，最终落脚于确保这一转型在安全、人才和可持续性方面的长远可行性。全书强调的是系统思维和跨学科知识的融合，为读者提供一把开启下一代制造范式的钥匙。

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我是一名在机械设计领域工作了十多年的资深工程师，对各类CAD/CAE软件都有所涉猎。坦白说，很多号称“权威”的书籍，往往在深度上远远不够，读完后感觉只是停留在“入门”的水平。但《UG NX4权威指南》这本书，着实让我眼前一亮，它在高级模块的讲解上展现出的专业性，是市面上其他同类书籍难以企及的。例如，在装配体管理和大型结构件的简化表达策略上，书中提到的“轻量化模型”的创建与管理技巧，极大地优化了我后续项目的性能问题。过去处理上万零件的装配体时，软件的卡顿让人抓狂，但书中介绍的针对性视图管理和简化操作流程，直接提升了我的工作效率至少三成。此外，它对NX4中内置的运动仿真功能（MDI）的解读也非常独到，不仅仅是介绍了如何定义关节和约束，更重要的是讲解了如何通过仿真结果来反推结构设计的合理性，这种从设计到验证的闭环思维，才是真正体现软件“威力”的地方。这本书已经超越了单纯的软件操作手册，更像是一本结合了先进制造理念的工程设计参考书。

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说实话，我本来对手册类的书籍总是抱着一种怀疑的态度，觉得无非就是官方文档的文字整理版，阅读体验可能比较枯燥。但这本书完全打破了我的固有印象。它的叙事方式非常具有引导性，读起来一点也不费劲，仿佛一位经验丰富的大师傅在手把手地教你。书中对UG NX4的CAM模块的介绍尤其精彩，我之前在处理多轴联动加工时总是抓襟见肘，很多复杂的刀路规划总是达不到理想的切削效果。而这本书针对五轴加工的路径生成策略，提供了好几种不同的思路和算法比较，这一点真的太关键了。它不仅展示了操作步骤，还深入探讨了不同策略在应对不同曲面精度要求时的优缺点。特别是对残余材料去除和精加工路径优化那一块，简直是教科书级别的讲解，让我立刻意识到自己过去操作中的一些效率瓶颈。书中的插图清晰度极高，配合着精确的坐标轴标注和几何参考，即使是复杂的倒角或圆角过渡处理，也能通过图示一目了然。这本书的价值就在于，它把那些隐藏在菜单深处的、需要反复试验才能领悟的“诀窍”，系统且清晰地呈现了出来。

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这本《UG NX4权威指南》的封面设计得非常专业，给人一种厚重、可靠的感觉，光是看着就觉得里面蕴含了大量的干货。我刚拿到手的时候，就迫不及待地翻阅了几页，尤其是关于曲面造型的部分，那讲解的细致程度简直令人惊叹。作者似乎对NX4的每一个高级功能点都进行了深入剖析，而不是泛泛而谈。比如，它对参数化设计中约束的建立与修改流程，描述得极其流畅，即使是初学者，按照书中的步骤一步步操作，也能很快掌握其中的精髓。更让我欣赏的是，书中大量的实战案例，这些案例并非简单的几何体堆砌，而是贴近工业实际生产中会遇到的复杂零件，比如汽车模具的型腔设计、复杂异形件的拔模分析等。这些案例的讲解，不仅仅告诉你“怎么做”，更重要的是解释了“为什么这么做”，背后的设计思想和软件逻辑被剖析得一清二楚。尤其是对于那些长期使用旧版本软件，希望平滑过渡到NX4的用户来说，这本书无疑提供了一个绝佳的学习路径，它没有简单地罗列菜单选项，而是将软件的哲学融入到每一个章节的讲解之中。总的来说，这本书的深度和广度都达到了一个非常高的水准，绝对称得上是工具书中的典范。

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从一个长期关注产品生命周期管理（PLM）角度来看，这本书对UG NX4与企业数据管理环境的集成描述得非常到位。它详细阐述了如何利用NX4的内置工具与外部PDM/PLM系统进行数据交互，这对于需要进行版本控制和多人协同设计的大型项目来说，是至关重要的知识。书中对于工程图模块的讲解也极其详尽，包括了不同标准（如国标、ISO）下的图层设置、标注样式定制以及BOM表的自动化生成。我过去常常在出图阶段花费大量时间调整图纸格式以符合特定规范，而这本书提供了一套完整的规范化模板构建流程，让人可以一次设置到位，后续直接套用。最让我觉得有价值的是，书中对NX4中数据迁移和兼容性处理的论述，它不仅讲了如何在新版本中打开旧数据，更重要的是指出了可能出现的数据丢失或几何偏差的风险点，并提供了相应的修复和验证方案。这本书真正做到了对用户整个工作流的覆盖，而非仅仅停留在软件界面的某个角落。

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这本书的排版和印刷质量也值得称赞。作为一本工具书，内容固然重要，但如果阅读体验不佳，也大大影响了学习的积极性。这本书纸张厚实，油墨饱满，即使用手频繁翻阅，也不会出现字迹模糊或纸张易损的情况。更重要的是，它的章节逻辑结构设计得非常合理。它并没有采取按照软件界面菜单顺序来组织的传统方式，而是根据设计流程的先后顺序来安排内容的。比如，草图和基础建模放在前部，接着是高级曲面和特征处理，然后是模具设计和分析，最后才是出图和CAM。这种流程化的编排，极大地帮助我建立起了完整的设计思维链条。当我需要回顾某个特定环节的知识点时，能非常迅速地定位到对应的章节，查找效率非常高。我尤其喜欢它在关键术语或复杂概念后面，会附带一个小小的“专家提示”或“注意事项”的侧栏，这些小小的点缀，往往是软件使用中隐藏的“坑”，提前规避了许多不必要的试错成本。

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