计算机辅助设计基础及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:方忆湘

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:2004-7-1

价格:28.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302088561

丛书系列:

图书标签:

• 计算机辅助设计
• CAD
• 机械设计
• 工程图学
• AutoCAD
• SolidWorks
• Pro/ENGINEER
• 设计基础
• 应用实践
• 工业设计

数字化制造与工业创新：面向实践的系统集成方法 本书导读： 在当今飞速迭代的工业4.0时代，传统的设计与制造流程正经历着颠覆性的变革。本书《数字化制造与工业创新：面向实践的系统集成方法》旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探讨如何通过先进的制造技术、系统集成策略以及数据驱动的决策流程，实现从产品概念到最终交付的全生命周期优化。本书聚焦于那些超越传统CAD/CAM范畴，直击智能工厂核心的实践性知识体系，为工程师、技术管理者以及系统集成专业人员提供了一套行之有效的工具箱。 第一部分：智能制造基础与架构重塑 本部分着眼于理解现代智能制造环境的基础构成和核心逻辑。我们首先系统梳理了工业物联网（IIoT）在制造现场的部署架构，重点分析了边缘计算、云平台与车间设备之间的协同机制。 1.1 工业物联网（IIoT）的层次化部署与数据采集 深入探讨了传感器、控制器（PLC/IPC）以及制造执行系统（MES）之间的数据流转协议（如OPC UA, MQTT）。详细介绍了高精度实时数据采集（RTD）技术在质量控制和设备健康管理（PHM）中的关键作用。内容涵盖了如何设计健壮的数据采集网络，确保数据完整性与低延迟性。 1.2 数字化孪生（Digital Twin）的构建原理与应用场景 本书对“数字孪生”的理解超越了简单的三维模型可视化。我们专注于构建能够实时反映物理实体状态、行为和历史记录的虚拟模型。详细阐述了基于多物理场仿真（如热、力、流体耦合）的数据驱动模型校准方法。案例分析集中在如何利用数字孪生体进行预测性维护调度和工艺参数的虚拟验证，从而避免昂贵的物理试错。 1.3 增材制造（AM）的高级工艺控制与后处理优化 虽然增材制造与设计紧密相关，但本书侧重于其“制造”环节的系统集成挑战。深入剖析了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中的实时过程监控（In-situ Monitoring）技术，如光谱分析和高频热成像。重点讨论了如何通过过程参数的反馈闭环控制来管理残余应力、致密度和几何精度，并系统化了增材制造部件的标准化后处理流程，以确保其满足严苛的航空航天或医疗植入物标准。 第二部分：系统集成与流程自动化 本部分是本书的核心，探讨如何将分散的技术模块无缝连接，构建高效、灵活的生产系统。 2.1 制造资源规划（MRP/ERP）与车间层级的深度集成 讨论了如何打破传统ERP系统与MES系统之间的信息孤岛。重点介绍了面向制造的统一语言（UML）在业务流程建模中的应用，以及如何设计中间件服务以实现订单、库存、生产排程（APS）与实时设备状态的动态同步。强调了“拉动式”生产系统（如看板系统数字化）在精益制造集成中的技术实现路径。 2.2 柔性制造系统（FMS）的动态调度与资源配置 系统分析了复杂装配线和多工序加工单元的调度优化问题。本书引入了先进的混合整数规划（MIP）模型和启发式算法，用于解决在部件变种多、交货期紧张情况下的设备负荷均衡和物料配送路径优化。内容包括AGV/AMR在车间内的路径规划算法与碰撞避免机制的集成。 2.3 人机协作（Cobots）的安全集成与任务分配 随着协作机器人的普及，如何安全、高效地集成它们成为关键挑战。本书详细介绍了基于力/力矩传感器的环境感知算法，以及如何为操作员与机器人设计直观的交互界面。探讨了任务分解策略，即如何将高精度/重复性任务分配给机器人，同时将需要判断力/复杂判断的任务保留给人，并实现两者间无缝的任务切换协议。 第三部分：数据驱动的质量保证与持续改进 本部分聚焦于如何利用制造过程中产生的大数据，驱动质量控制和工艺的持续优化。 3.1 过程质量控制（SPC）的智能化升级 超越传统的休哈特图分析，本书深入探讨了基于机器学习的异常检测算法在实时质量预警中的应用。介绍了如何利用高维过程变量数据（如温度、压力、振动频谱）建立预测模型，实现对潜在缺陷的提前识别，而非事后检验。重点讨论了模型的可解释性（XAI）在工艺工程师理解偏差来源时的重要性。 3.2 供应链的透明化与端到端追溯系统 在复杂产品制造中，部件的来源和历史信息至关重要。本书详细介绍了基于分布式账本技术（DLT，如区块链）的供应链追溯解决方案，确保了从原材料供应商到最终用户对产品关键批次信息的不可篡改性记录。讨论了如何将这些追溯数据与内部质量记录高效关联。 3.3 制造系统性能评估与瓶颈诊断 引入了制造系统建模与仿真（M&S）工具箱，用于对复杂的生产流程进行“假设分析”（What-If Scenarios）。详细说明了如何通过仿真验证新的生产布局、设备升级或生产计划调整的实际效果，避免盲目投资。关键评估指标包括整体设备效率（OEE）的细化分解、吞吐量限制因素的识别，以及系统瓶颈的动态转移分析。 结论与展望 本书总结了实现高效率、高柔性和高可靠性制造系统的集成化思维模式。未来的制造不再是单一技术的胜利，而是先进计算、传感器技术、自动化工程与业务流程管理的深度融合。本书致力于培养读者从系统集成的高度看待工业创新，驱动企业在数字化浪潮中实现真正的竞争优势。

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我不得不提一下这本书的“可读性”问题，这不是指文字本身，而是指它在学习体系构建上的失败。作者似乎没有一个清晰的学习者画像，导致内容的组织结构混乱不堪，完全不符合循序渐进的学习曲线。例如，在第四章讲解如何进行工程图的标注规范时，竟然穿插了关于三维模型纹理贴图的介绍，这两个知识点在逻辑上完全没有关联，强行放在一起只会让初学者大脑短路。而且，书中很多重要的概念，比如“公差配合”和“基准面选取”这类在实际工作中至关重要的内容，往往只是草草地用一两句话带过，甚至被放在了附录的角落里。相反，一些明显属于软件高级功能、对基础学习者来说优先级不高的内容，却被安排在了核心章节。整本书读下来，感觉像是把一本基础教程和一本高级技巧手册的目录随机打乱后重新合并在一起，缺乏一条清晰的主线索来引导读者从入门到精通。对于自学者来说，这种缺乏清晰路径的教材，简直是学习过程中的最大障碍。

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这本书的理论深度和实际操作的结合度非常差，就像是两个完全不相关的文本拼接在一起。前半部分堆砌了大量晦涩难懂的图形学原理，什么光栅化、扫描线算法，看得人昏昏欲睡，仿佛回到了大学里的计算机图形学期末考试。但当我们试图将这些理论应用到实际操作中时，却发现书中的软件操作指南部分，描述得极其简略和跳跃。比如，讲到如何设置材质属性时，只是简单地写了一句“在属性面板中调整高光度和反射率”，但完全没有解释不同参数对最终渲染效果的实际影响机制。这种“知其然不知其所以然”的教学方式，让人感觉自己像个没有灵魂的机械操作工，而不是一个能理解设计逻辑的工程师。如果想深入了解背后的原理，书里讲得不够透彻，只能去啃那些更专业的数学或图形学原著；如果只想学习操作，书里又啰嗦了太多不必要的理论，使得学习路径拉得很长。这种两头都照顾不好，最终导致两头都学不扎实的尴尬境地，严重影响了学习效率和体验。

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这本书的装帧设计和排版简直是一场灾难，让人不禁怀疑是不是外包给了一家刚毕业的设计实习生。首先，纸张质量非常一般，油墨印得有点浅，有些图例和线条在室内光线下看，模糊不清，尤其是一些细节标注，几乎需要眯着眼睛才能辨认出来。更令人抓狂的是，插图的质量太差了，很多三维模型的渲染图看起来像是上世纪九十年代的低多边形模型截图，色彩单调，缺乏立体感。这对于一本“计算机辅助设计”的书来说，是致命伤啊！设计是视觉的艺术，如果书里的范例图本身就毫无美感可言，怎么能激发读者的学习热情？而且，章节之间的逻辑跳转也显得非常生硬，上一页还在讲二维草图的约束关系，下一页突然就跳到了渲染设置和光照模型，中间缺少必要的过渡和衔接。我试着跟着书上的步骤去操作一个简单的装配体，发现很多关键步骤的配图缺失，或者图示和文字描述完全对不上号，让人无所适从，感觉作者根本没有亲自实践过自己写的内容。买这本书，买到的体验感是极其低劣的，简直是对“设计”二字的侮辱。

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这本《计算机辅助设计基础及应用》的书，说实话，拿到手的时候我有点小小的失望。我原本期待的是一本能让我快速上手操作的“实战手册”，毕竟现在哪个行业不讲究效率？结果呢，前几章还在大谈特谈CAD的起源、发展史，什么冯·诺依曼结构对图形学的影响，简直就像在读历史课本。我翻到第三章，希望看到点实际的建模操作，结果里面全是各种复杂的几何变换矩阵推导，什么齐次坐标、透视投影，看得我头皮发麻。我一个做机械设计的小工程师，我需要知道的是如何快速画出符合规范的零件图，而不是去深究那些底层数学原理。更别提书中花了大量的篇幅去介绍不同厂商的软件接口标准和文件格式兼容性问题，这些内容对于我这种只需要完成日常出图任务的人来说，简直是冗余信息爆炸。感觉作者的出发点是想写一本百科全书式的参考书，但对于初学者或者应用型工程师来说，这种知识密度和组织方式，实在是不够友好，效率低下，简直是“纸上谈兵”的典范。如果能多讲点案例分析，比如如何优化复杂曲面的生成，或者在特定行业标准下的规范化出图流程，而不是把大量的篇幅浪费在那些宏大叙事和晦涩的理论上，体验可能会好上百倍。

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我花了大价钱买这本所谓的“基础及应用”，结果发现它在“应用”方面的覆盖面实在太窄了，简直是井底之蛙。书中几乎所有的案例和练习都紧紧围绕着传统的机械制图和简单的建筑结构展开，对于现代设计领域中越来越主流的参数化设计、拓扑优化、甚至是增材制造（3D打印）的集成应用，几乎是只字不提。比如，现在流行的参数化建模软件如Grasshopper或Fusion 360的高级功能，这本书里完全没有涉猎。它停留在非常基础的拉伸、旋转、扫掠等初级操作上，然后就戛然而止了。这对于想跟上时代步伐的工程师来说，简直是浪费时间。我尝试用书中的方法去处理一个需要复杂曲面联动的曲面造型项目，结果发现书中教的那些传统布尔运算根本无法高效完成，反而要靠我自己去查阅网络上的最新教程和社区讨论。这本书的“应用”部分，更像是十年前的“应用”，对于追求前沿技术的从业者来说，这本书的价值几乎为零，它更像是一本过时的软件操作手册，而不是一本面向未来的设计参考书。

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