Assembly Automation And Product Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Boothroyd, G.

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:

价格:139.95

装帧:HRD

isbn号码:9781574446432

丛书系列:

图书标签:

• 机械
• 工程
• 装配自动化
• 产品设计
• 自动化生产
• 工业机器人
• 制造工程
• 设计制造
• 精密装配
• 生产线
• 工业自动化
• 数字化制造

现代制造的基石：流程优化与创新设计的协同发展 本书内容简介 本书旨在深入剖析当代工业制造领域中至关重要的两个核心支柱：生产流程的精细化管理（即自动化与优化）和产品生命周期的前瞻性构思（即创新设计）。我们聚焦于如何通过系统性的方法论和前沿的技术应用，实现制造效率的质的飞跃，并确保设计出的产品不仅满足市场需求，更能在整个供应链中展现出卓越的适应性和可持续性。 第一部分：制造流程的智能化与效率革命 第一章：从离散到连续：现代制造系统的演进 本章首先勾勒出传统制造模式向智能制造转型的历史脉络。我们将探讨技术进步如何驱动生产单元的集成化，并详细阐述系统工程在复杂制造环境中的核心作用。重点分析了从传统的线性生产线到柔性制造系统（FMS）的转变，强调了如何在不牺牲吞吐量的同时，提高生产线的配置灵活性以应对小批量、多品种的订单需求。 第二章：流程映射与瓶颈识别 有效的流程优化始于准确的理解。本章详细介绍了几种关键的流程分析工具，包括价值流图（VSM）、流程图（Flowcharting）和PETRI 网。我们将通过大量的工业案例，演示如何利用这些工具清晰地可视化物料流和信息流，精准定位生产过程中的非增值活动（Muda）和系统瓶颈。探讨如何利用排队论模型对工作站的负荷和在制品（WIP）水平进行数学建模和预测，从而指导资源的最优分配。 第三章：自动化技术的深度集成 本章将视角转向实现高效化的具体技术手段。我们不仅涵盖了传统意义上的可编程逻辑控制器（PLC）和工业机器人的应用，更深入探讨了传感器技术、机器视觉在质量检测和实时反馈控制中的关键作用。着重分析了分布式控制系统（DCS）在处理大规模、连续性流程时的优势，以及人机协作（Cobots）如何安全、有效地融入现有生产环境，提升操作员的工作效率而非简单替代人力。特别关注了工业物联网（IIoT）架构的搭建，阐述数据采集、传输和边缘计算如何为实时决策提供支撑。 第四章：优化算法与实时调度 流程的优化最终需要依靠强大的计算支持。本章介绍了几种解决复杂调度问题的数学模型和优化算法。内容涵盖线性规划、整数规划在资源分配中的应用，以及启发式算法（如遗传算法、模拟退火）在处理 NP-hard 问题的有效性。重点讨论了高级计划与排程（APS）系统的架构，及其如何结合实时的生产数据，动态调整生产计划，以应对突发事件（如设备故障或紧急插单）。 第二部分：产品设计的革新与价值创造 第五章：以用户为中心的设计哲学 优秀的产品设计并非技术炫技，而是对用户需求的深刻洞察。本章阐述了以用户为中心的设计（UCD）原则，强调从“想要制造什么”转向“用户真正需要什么”。深入剖析了用户研究的方法论，包括人种学观察、情境访谈和可用性测试。内容聚焦于如何将定性的人类洞察转化为可执行的产品规格和界面设计元素。 第六章：设计驱动的成本控制与制造可行性 一个优秀的设计必须是可制造的。本章探讨了面向制造和装配的设计（DFMA）的实践方法。详细解析了如何通过模块化设计、标准化组件的选择以及减少零件数量来直接降低制造成本和装配复杂度。引入了设计对成本（DTC）的概念，强调设计决策在产品总生命周期成本中占据的决定性地位。同时，本章也涉及可靠性工程的基本原理，如何通过设计冗余和容错机制提升产品在实际使用环境中的稳定表现。 第七章：材料科学与可持续设计的融合 材料的选择和处理是产品设计中的关键环节。本章介绍了新型功能材料（如先进复合材料、智能材料）的特性及其在特定应用中的潜力。核心内容转向可持续性设计（Design for Sustainability），探讨如何应用生命周期评估（LCA）工具来量化和最小化产品从原材料获取到报废处理的全部环境影响。讨论了循环经济原则在产品设计中的体现，例如易于拆解、材料可回收性设计。 第八章：数字化设计工具与协同工作流 现代设计离不开强大的数字化工具。本章详细介绍了计算机辅助设计（CAD）的最新发展，特别是参数化建模和拓扑优化技术。重点阐述了计算机辅助工程（CAE）在设计验证中的作用，包括有限元分析（FEA）和计算流体动力学（CFD）的应用，以及如何利用这些工具在物理原型制造前发现设计缺陷。最后，讨论了产品生命周期管理（PLM）系统如何作为信息枢纽，连接设计、制造、供应链和售后服务各个环节，确保多学科团队间的无缝协作。 总结：系统集成与面向未来的制造范式 全书最后一部分将前两部分的理念进行整合，强调设计与制造的“左移”趋势——即设计决策必须尽早考虑到制造的约束与优化的潜力。本书为读者提供了一个全面的框架，用以理解和实践如何通过智能化的流程管理和前瞻性的产品设计，构建出适应未来复杂性和快速变化市场需求的强大制造体系。它不仅是技术手册，更是一部指导思想的论述，旨在培养具备跨学科视野的工业领导者和工程师。

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这部关于自动化装配和产品设计的书籍，从一个实践者的角度来看，简直是为我们这些常年在生产一线摸爬滚打的工程师量身打造的。它没有陷入那种浮于表面的理论空谈，而是直接切入了工业自动化流程的核心痛点。书中对不同层级自动化设备选型时需要考量的经济性、可靠性和柔性做了极其深入的剖析，尤其是关于如何平衡初期投入成本与长期维护费用的那几章，简直是教科书级别的指导。我印象特别深的是关于视觉检测系统在高速装配线上的应用案例，作者详细拆解了如何根据产品公差和检测速度的需求来选择最优的相机型号和光源配置，这一点在很多市面上的书籍里都是一笔带过，但在这里却被提升到了战略高度。阅读过程中，我感觉作者的经验极其丰富，他似乎经历过无数次从概念到实际落地的痛苦挣扎，并将这些教训凝练成了清晰、可操作的步骤。特别是关于人机协作（HRC）模块的集成部分，它不仅谈了安全标准，更着重探讨了如何设计出真正符合人体工程学、能让操作员感到舒适且高效的工位布局，这对于提升整体生产效率和员工满意度至关重要。这本书的深度和广度，远超出了我预期的技术手册范畴，更像是一本集大成的“自动化项目实施圣经”。

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对于我这种习惯于从全球供应链角度来思考设计和生产的人来说，这本书的视野是令人振奋的。它并没有局限于单一工厂的内部优化，而是将自动化装配和产品设计放到了全球化的竞争背景下去审视。书中对“分布式制造网络”中，如何通过统一的软件协议和数据标准来实现异地工厂间的快速协同生产，提供了极具前瞻性的见解。尤其是在讨论供应链韧性时，作者提出的“即时重构装配单元”的概念，非常具有启发性——即工厂设计需要具备在极短时间内，将生产线从生产A产品切换到生产B产品的能力，以应对突发的市场需求变化或地缘政治风险。这种对高动态环境的适应性设计，我认为是未来制造业的核心竞争力所在。它迫使读者跳出传统的固定资产思维定势，转而思考如何构建一个灵活、可塑性极强的生产生态系统。总而言之，这是一本不仅面向当下，更深植于对未来十年工业格局深刻洞察的精品之作。

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这本书给我的感觉是，它仿佛是那位深谙设计哲学的老匠人，坐在你面前，用一种极其诗意却又无比坚定的语气，为你描绘未来产品的蓝图。它探讨的“产品设计”部分，绝对不是简单的CAD操作指南，而是关于“设计如何服务于制造”的深刻反思。作者对“面向制造的设计”（DFM）的阐述，达到了近乎哲学的层面。比如，它深入剖析了不同材料在快速成型和传统切削工艺下，对结构强度和表面处理成本的影响链条，引导读者在概念阶段就规避掉后期昂贵的修改。最令我耳目一新的是关于模块化设计的章节，它没有停留在简单的功能划分上，而是探讨了如何构建一个具有“自愈合”能力的系统架构，即当某个组件需要升级或更换时，对整个产品生态的冲击降到最低。这种前瞻性思维，在我看来，是这本书最有价值的地方。它让我重新审视了我手中正在进行的项目——我们是不是为了追求一时的新颖性，而牺牲了未来的可维护性？这本书就像一剂清醒剂，迫使我从更长远、更系统的角度去审视每一个设计决策背后的经济和工程逻辑。

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说实话，这本书在处理“自动化”与“人性化”之间的张力时，展现出了罕见的成熟和细腻。太多技术书籍只关心效率的提升，却忽略了“人”在系统中的地位。但这部作品则将“以人为本”的设计原则贯穿始终，尤其是在人机交互（HMI）界面设计的那部分。作者强调，复杂的自动化流程必须通过直观、低认知负荷的界面来呈现给操作员，这样才能确保在突发状况下，人员能够迅速做出正确反应，而不是被屏幕上的数据淹没。书中还特地花篇幅探讨了“可解释性AI”在质量控制中的应用，这对于建立操作人员对自动化系统的信任至关重要。如果机器判了“不合格”，操作员必须能迅速追溯判断的依据，而不是盲目接受结果。这种对信任和透明度的重视，让我看到作者对长期合作和可持续生产的深刻理解。这本书超越了纯粹的工程学，触及到了社会工程学和心理学在现代制造环境中的应用深度。

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我必须承认，刚开始翻阅时，我对这本书的厚度和专业术语的密度感到一丝敬畏，但这很快就被其清晰的逻辑结构所取代。这本书的编排方式非常巧妙，它没有采用传统的“先理论后案例”的线性叙事，而是采用了“问题-挑战-解决方案”的迭代模式。每一章都以一个真实的工业难题开场，然后逐步展开所需的理论知识和工具集，最后落脚于一个可量化的成果。这种结构极大地增强了阅读的代入感和实战性。例如，在讨论“实时质量反馈机制”时，作者首先描述了传统抽检导致的延迟性滞后问题，然后循序渐进地介绍了传感器融合、边缘计算如何实时介入并修正装配参数。这种叙事节奏非常抓人，让你感觉自己不是在读书，而是在一个高水平的技术研讨会上紧跟教授的思路。对于那些试图将传统制造流程数字化转型的中层管理者来说，这本书提供的框架和术语的精确性，是他们进行跨部门沟通和制定技术路线图的绝佳参考资料。它提供的不仅仅是技术知识，更是一种组织和执行复杂工程项目的思维模型。

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很多东西直接被教授们搬过来当教材。先从feeder开始讲，震动的、机械的，其中的原理和变量，如何设计达到自己的要求。然后是传送带。后来讲到手动和自动assembly，如何计算各个环节的时间和成本。每一个章节都挺有用的，是一本很好的教材和手册。

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