先進制造技術在傳統制造技術的基礎上融合計算機技術、信息技術、自動控制技術及現代管理理念等，所涉及的內容非常廣泛，體現學科交叉融合的“新工科”先進理念。本書圍繞先進制造技術的多個主題，繫統地介紹各先進制造技術的基本知識、關鍵技術及其在實際中的應用等，共5章，主要內容包括：先進制造技術的概念、體繫結構及發展趨勢；先進設計技術；先進制造工藝技術；制造自動化技術；先進制造生產模式等。本書配套電子課件、習題參考答案等。

先進制造技術在傳統制造技術的基礎上融合計算機技術、信息技術、自動控制技術及現代管理理念等，所涉及的內容非常廣泛，體現學科交叉融合的“新工科”先進理念。本書圍繞先進制造技術的多個主題，繫統地介紹各先進制造技術的基本知識、關鍵技術及其在實際中的應用等，共5章，主要內容包括：先進制造技術的概念、體繫結構及發展趨勢；先進設計技術；先進制造工藝技術；制造自動化技術；先進制造生產模式等。本書配套電子課件、習題參考答案等。

劉忠偉，男，胡南工業大學機械工程學院教授，二十餘年來長期從事高等學校機械類專業課程的一線教學工作，主持和承擔多項***和省部級重點科研項目，出版多部著作。

目 錄



第一章 緒 論 1
第一節 制造、制造業及制造技術 1
一、制造、制造技術和制造業的定義 1
二、傳統制造業及其技術的發展 2
三、現代制造及其技術的發展 3
第二節 先進制造技術的內涵及體繫結構 4
一、先進制造技術產生的背景 4
二、先進制造技術（AMT）的定義 5
三、先進制造技術的內涵及技術構成 5
四、先進制造技術的特點 6
五、先進制造技術的體繫結構 7
六、先進制造技術的分類 8
第三節 先進制造技術的發展 10
一、各國先進制造技術發展概況 10
二、我國先進制造技術的發展狀況 13
三、先進制造技術的發展趨勢 15
復習思考題 20
第二章 先進設計技術 21
第一節 概述 21
一、先進設計技術的定義 21
二、先進設計技術的特點 21
三、先進設計技術的技術體繫 22
第二節 計算機輔助設計（Computer Aided Design，CAD） 23
一、CAD的定義 23
二、CAD繫統的基本功能 23
三、CAD繫統的組成 24
四、CAD繫統的建模技術 25
第三節 可靠性設計（Reliability Design，RD） 27
一、可靠性的定義 27
二、可靠性設計的主要內容 28
三、可靠性設計的常用指標 28
四、繫統的可靠性設計 30
第四節 反求工程（Reverse Engineering，RE） 33
一、反求工程的含義 33
二、反求工程的研究內容 34
三、反求工程的關鍵技術和相關技術 35
第五節 並行工程（Concurrent Engineering，CE） 37
一、並行工程的產生 37
二、並行工程的定義及運行特性 39
三、並行工程的體繫結構及關鍵技術 41
第六節 綠色設計（Green Design，GD） 44
一、綠色設計的概念和內涵 44
二、綠色設計的設計原則及其主要內容 44
復習思考題 47
第三章 先進制造工藝技術 48
第一節 概述 48
一、機械制造工藝技術的定義和內涵 48
二、先進制造工藝技術的定義及內容 49
三、先進制造工藝技術的特點 50
第二節 超精密加工技術 50
一、概述 50
二、超精密車削技術 51
三、超精密磨削和磨料加工技術 52
第三節 高速切削技術 56
一、概述 56
二、高速切削的關鍵技術 57
三、高速切削的應用 60
第四節 生物制造技術 63
一、生物制造的概念 63
二、生物制造研究的主要內容及方向 64
第五節 非傳統加工技術 66
一、概述 66
二、電火花加工 67
三、高能束加工 69
四、復合加工 76
五、水噴射加工 79
第六節 快速原型制造技術 81
一、概述 81
二、快速原型制造技術的工藝方法 84
三、快速原型制造技術的應用 96
四、快速原型制造技術的發展趨勢 100
復習思考題 102
第四章 制造自動化技術 103
第一節 概述 103
一、制造自動化技術內涵 103
二、制造自動化技術的發展歷程 104
三、制造自動化技術的發展趨勢 104
第二節 工業機器人 105
一、概述 105
二、工業機器人的機械結構 112
三、工業機器人的驅動繫統 115
四、工業機器人的控制繫統與編程 116
五、工業機器人用傳感器 122
六、工業機器人技術的發展趨勢 127
第三節 柔性制造繫統（FMS）技術 128
一、概述 128
二、FMS的加工繫統 132
三、FMS的物料運儲繫統 138
四、FMS的刀具管理繫統 146
五、FMS的控制繫統 152
復習思考題 154
第五章 先進制造生產模式 156
第一節 概述 156
一、先進制造生產模式的本質和創立基點 156
二、先進生產模式的戰略目標 157
第二節 計算機集成制造繫統（CIMS） 157
一、CIMS的基本概念及其發展概況 157
二、CIMS的基本組成、體繫結構及其關鍵技術 161
三、CIMS工程的設計與實施 170
第三節 敏捷制造（AM） 173
一、敏捷制造產生的背景 173
二、敏捷制造的定義 174
三、敏捷制造的組成 174
四、敏捷制造實施模式 175
第四節 智能制造（IM） 179
一、智能制造的提出 179
二、智能制造的定義 180
三、智能制造繫統的特征 181
四、智能制造繫統的構成及典型結構 182
五、智能制造繫統的主要支撐技術 183
第五節 綠色制造（GM） 183
一、綠色制造的提出 183
二、綠色制造的定義及特點 184
三、綠色制造的主要研究內容 185
四、綠色制造的發展趨勢 191
第六節 虛擬制造（VM） 193
一、虛擬制造的定義及特點 193
二、虛擬制造的關鍵技術 194
三、虛擬制造繫統 200
第七節 精良生產（LP） 202
一、精良生產提出的背景 202
二、精良生產的含義 203
三、精良生產的體繫結構及其特點 203
四、準時制生產 205
復習思考題 209
參考文獻 210

前 言

先進制造技術是制造業不斷吸收信息技術及現代化管理等方面的成果，並將其綜合應用於產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。先進制造技術是發展國民經濟的重要基礎技術之一，對我國的制造業發展有著舉足輕重的作用，體現學科交叉融合的“新工科”先進理念。

本書共5章，主要內容包括：先進制造技術的概念、體繫結構及發展趨勢；先進設計技術；先進制造工藝技術；制造自動化技術；先進制造生產模式。各章節既有聯繫，又有一定的獨立性。

本書力求語言簡練，條理清晰，深入淺出。盡可能做到理論性與實用性相結合，在一些先進制造技術的後面，給出了一些應用實例。本書配套電子課件、習題參考答案等教輔資源，請登錄華信教育資源網（http://www.hxedu.com.cn）注冊下載。

本書可作為高等院校機械工程及自動化專業教材，也適用於與制造工程領域相關的其他專業，也可作為制造行業的工程技術人員、管理人員閱讀參考之用。

本書由湖南工業大學劉忠偉、鄧英劍任主編，陳維克、鄧根清任副主編，長者學者特聘教授、中南大學機電學院黃明輝教授任主審。第一章、第四章由劉忠偉編寫，第二章由鄧英劍教授編寫，第三章由陳維克教授編寫，第五章由鄧根清副教授編寫。全書由劉忠偉統稿，由黃明輝教授審閱，並對初稿提出了許多寶貴意見，在此謹表謝意。

湖南工程學院的鄧奕教授也對本書提出了許多寶貴的意見和建議，在此一並表示衷心的感謝。

由於先進制造技術所涉及的內容極其廣泛、學科跨度大，同時發展迅猛，加之編者資料與水平有限，書中難免會存在一些錯誤與不足之處，敬請專家及讀者批評指正。

作 者

2017年8月