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第1章 产品开发的意义 1

1.1 引言 1

1.2 产品研究 4

1.3 产品开发 7

1.3.1 产品规划 7

1.3.2 产品设计 8

1.3.3 产品测试 11

1.4 产品制造 13

1.4.1 生产计划 13

1.4.2 生产控制 15

1.4.3 生产技术 17

1.5 产品市场 18

1.5.1 产品销售 18

1.5.2 产品使用 19

1.5.3 产品报废 19

参考文献 21

第2章 变革中的产品开发 24

2.1 设计 24

2.2 计算机辅助设计 29

2.3 产品和过程建模 34

2.4 产品开发管理 44

参考文献 49

第3章 计算机辅助基础 55

3.1 概述 55

3.2 计算机系统 58

3.2.1 计算设备的结构 58

3.2.2 计算机的分类 60

3.2.3 计算机的评价 61

3.2.4 计算机中的并行工作 62

3.3 操作系统 65

3.3.1 任务和组成 65

3.3.2 操作类型 67

3.3.3 系统生成与评价 68

3.3.4 操作系统举例 69

3.3.5 网络操作系统和网络管理系统 71

3.4 产品开发的外围设备 71

3.4.1 概述 71

3.4.2 输入设备 71

3.4.3 输出设备 75

3.4.4 虚拟现实的外围设备 76

3.5 数据通信系统 79

3.5.1 概述 79

3.5.2 网络 83

3.5.3 计算机支持协同工作系统 88

参考文献 91

第4章 虚拟产品开发的基础 95

4.1 几何建模 95

4.1.1 概述 95

4.1.2 几何对象系统学 96

4.1.3 基本几何元素 96

4.1.4 模型描述 110

4.1.5 几何和拓扑 118

4.1.6 几何数据处理的算法 120

4.1.7 参数化建模 121

4.1.8 展望 125

4.2 特征处理系统 127

4.2.1 特征引入 127

4.2.2 形状特征分类 129

4.2.3 特征模型的产生 130

4.2.4 系统举例 133

4.2.5 展望 144

4.3 图形软件系统 148

4.3.1 概述 148

4.3.2 数学基础 148

4.3.3 图形系统的数据结构 153

4.3.4 图形接口 153

4.3.5 图形用户界面 156

4.3.6 截面形成 157

4.3.7 可视化方法 159

4.3.8 光照模型 162

4.3.9 真实感图形 165

4.4 数据库系统 166

4.4.1 性能 166

4.4.2 数据库系统的构成 168

4.4.3 数据库系统的结构方案 173

4.4.4 分布式数据库系统 178

4.5 工程数据管理系统-产品数据管理系统 181

4.5.1 概念确定 181

4.5.2 体系结构和组成部分 184

4.5.3 在EDM系统中借助于超媒体技术的数据操作 195

4.5.4 系统选择和系统引入 195

4.5.5 EDM系统未来的进一步发展 199

4.6 数字计算系统 200

4.6.1 概述 200

4.6.2 有限元方法 201

4.6.3 边界元方法 211

4.7 仿真系统 212

4.7.1 概述 212

4.7.2 模型形成 216

4.7.3 结果表达 219

4.7.4 应用领域 220

4.7.5 虚拟现实 224

4.8 人工智能方法 226

4.8.1 引言 226

4.8.2 知识和知识表达 228

4.8.3 专家系统 233

4.8.4 人工神经网络 239

4.8.5 遗传和演化算法 240

4.8.6 人工智能系统开发工具 241

4.8.7 人工智能方法在虚拟产品开发中的应用 241

4.9 CAD接口 245

4.9.1 概述 245

4.9.2 CAD接口的标准化 248

4.10 系统结构方案 258

4.10.1 概述 258

4.10.2 应用模块与建模核心的集成 260

4.10.3 分布式系统结构 262

4.10.4 开放式系统结构 263

4.10.5 CAD系统的基准模型 266

4.10.6 基准模型的系统结构 270

参考文献 275

第5章 虚拟产品开发 298

5.1 概述 298

5.1.1 过程链的概念 298

5.1.2 数字模型的概念和产品开发的虚拟化 298

5.1.3 集成建模 300

5.1.4 方法定位 301

5.2 虚拟产品设计 304

5.2.1 计算机辅助产品设计的方法学 304

5.2.2 计算机辅助设计系统 307

5.2.3 虚拟油泥建模 308

5.2.4 表示技术 310

5.2.5 评价和试验方法 313

5.3 虚拟设计 314

5.3.1 作为虚拟过程的设计 314

5.3.2 虚拟设计的方法 322

5.4 试验和测试 344

5.4.1 试验方法学 344

5.4.2 快速原型 349

5.5 虚拟加工规划 356

5.5.1 加工规划的任务范围 356

5.5.2 辅助加工规划任务的信息模型 358

5.5.3 实现工艺规划制定的系统学 363

5.5.4 过程设计 368

5.5.5 切削加工过程的工序设计和NC编程 381

5.5.6 检验和测量过程的工艺规划和NC编程 390

5.5.7 创成式工艺过程设计 395

5.6 虚拟产品开发的过程链 399

5.6.1 过程链的划分与系统化 399

5.6.2 产品数据集成是实现过程链的基础 400

5.6.3 计算机辅助过程链的流程组织 403

5.6.4 构造产品数据模型的方法 407

5.6.5 描述过程链的方法和工具 408

参考文献 413

第6章 管理的基本概念 425

6.1 分布式虚拟产品开发 425

6.1.1 概述 425

6.1.2 合作和同步的工作方式 427

6.1.3 计算机辅助项目管理 431

6.1.4 分布式产品开发的信息技术支持 436

6.2 用于产品开发中质量管理的信息技术 442

6.2.1 引言 442

6.2.2 质量管理的方法 445

6.2.3 集成方法 466

6.2.4 质量标准和认证 471

参考文献 473

第7章 虚拟产品开发的引入和扩展 479

7.1 概述 479

7.2 战略计划 481

7.3 作业计划 482

7.3.1 概述 482

7.3.2 实际状态的分析 484

7.3.3 可供使用的CAx系统的粗略分析 488

7.3.4 过程方案的分析 488

7.3.5 集成的理论方案 494

7.3.6 对过程和系统的要求 494

7.3.7 过程设计 495

7.3.8 优胜基准比较 496

7.3.9 经济性考虑 498

7.4 系统引入 504

7.4.1 引入和实施的准备工作 504

7.4.2 试验应用 508

7.4.3 虚拟产品开发的扩展 509

7.4.4 更新投资 509

参考文献 511

第8章 应用系统 513

8.1 应用系统扩展的分类 513

8.1.1 起始状态 513

8.1.2 应用系统扩展的分类 515

8.2 应用系统扩展的规划 518

8.2.1 概述 518

8.2.2 经济性考查 519

8.2.3 应用程序的设计要求 522

8.2.4 应用程序的开发 524

8.2.5 计算机辅助应用程序编制 528

8.3 应用系统中的知识处理 529

8.3.1 目标 529

8.3.2 基于知识的应用程序的开发 530

8.3.3 在传统的软件环境中集成 532

参考文献 533

附录：缩略语 536