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第1章 概论 1

1.1 柔性制造系统 2

1.1.1 柔性自动化和柔性制造系统 2

1.1.2 柔性制造系统的基本结构 4

1.1.3 柔性制造系统的实例 5

1.1.4 智能制造技术在柔性制造系统中的应用 7

1.2 计算机集成制造系统 10

1.2.1 计算机集成制造（CIM）和计算机集成制造系统（CIMS） 10

1.2.2 CIMS的构成 11

1.2.3 智能制造在CIMS中的重要地位和作用 12

1.3 智能制造技术的今天与未来 12

1.3.1 智能制造发展的历史背景 12

1.3.2 国内外智能制造技术的发展状况 14

第2章 专家系统 16

2.1 专家系统简述 16

2.2 知识的表达与获取 17

2.2.1 知识的分类 17

2.2.2专家系统的知识表示 17

2.2.3 知识获取 21

2.3 推理机 22

2.3.1 正向推理控制策略 23

2.3.2 逆向推理控制策略 23

2.4 专家系统开发工具 24

2.5 Prolog语言简介 25

2.5.1 TurboProlog的程序结构 25

2.5.2 Prolog中的基本编程元素和语法 27

2.5.3 Prolog的工作方式 30

2.5.4 用TurboProlog构造一个齿轮设计专家系统 31

2.6.1 知识工程语言GEST的基本组成和语法 33

2.6 知识工程语言GEST 33

2.6.2 事实库及其操作 34

2.6.3 规则库及其操作 36

2.6.4 模式匹配 37

2.6.5 待议事件表及其执行 38

2.6.6 一个简单的应用实例 39

2.7 专家系统的开发 41

2.7.1 开发专家系统的特点 41

2.7.2开发专家系统的基本步骤 42

2.7.3 专家系统的发展趋势 44

第3章 神经网络 47

3.1 概述 47

3.2 神经网络的基本模型 47

3.2 .1 感知机 47

3.2.2 BP模型 49

3.2.3 Hopfield模型 51

3.2.4 Boltzmann模型 53

3.3.1 Hebb规则 55

3.3 神经网络学习规则 55

3.3.2 Delta规则 56

3.3.3 ART规则 57

3.3.4 Kohonen规则 57

3.3.5 Boltzmann规则 58

3.4 基于神经网络的机器学习 59

3.4.1 机器学习 59

3.4.2 基于神经网络的机器学习 61

3.5 神经网络专家系统 63

3.5.1 一般描述 63

3.5.2 基于神经网络的专家系统 64

第4章 智能制造环境下的产品模型及其建模 67

4.1 产品模型 67

4.1.1 产品模型的概念 67

4.1.2 产品模型的演变 68

4.2 几何模型 70

4.2.1 几何模型的概念 70

4.2.2 几何模型的建模方法 71

4.2.3 模型的操作 76

4.3.1 参数化设计 77

4.3 参数化模型 77

4.3.2 约束 78

4.3.3 参数化建模技术 80

4.4 产品的特征模型及建模 88

4.4 .1特征的定义 88

4.4.2 特征的分类 89

4.4.3 特征建模 90

4.5 智能制造环境下的产品模型 96

4.5.1 智能制造对产品模型的要求 96

4.5.2 产品的知识模型 98

4.5.3 产品的集成表示模型 99

第5章 智能CAD系统及其设计 102

5.1 智能CAD系统的设计模型 102

5.1.1 设计模型简介 102

5.1.2 基于CASE的设计模型 104

5.2 智能CAD系统的设计方法 108

5.2.1 面向对象的求解方法 108

5.2.2 智能CAD的广义类比推理方法 111

5.2.3 设计过程模型的特征设计方法 113

5.3 智能化空间布局设计 117

5.3.1 智能化空间布局的分类、建模、求解简介 118

5.3.2 三维正交方位图模型及其布局搜索算法 123

5.3.3 基于正交方位图与遗传算法的包装布局 127

5.3.4 基于约束满足的多策略布局设计算法及其应用 132

5.3.5 基于不同粒度布局中的模糊建模及其应用 136

5.4 智能CAD系统实例 141

5.4.1 插齿刀智能辅助设计系统 141

5.4.2 铣刀设计的智能CAD系统 144

5.4.3 机床夹具设计专家系统 148

6.1.1 工艺设计 151

第6章 计算机辅助工艺设计及其智能化 151

6.1 简介 151

6.1.2 工艺设计标准化 152

6.1.3 计算机辅助工艺设计（CAPP）发展概述 153

6.1.4 派生式CAPP 154

6.1.5 创成式CAPP 156

6.1.6 CAPP专家系统 158

6.2 CAPP系统中零件信息的描述 158

6.2.1 零件分类编码法 159

6.2.2 零件的图形要素描述法 160

6.2.3 直接从CAD中提取信息 164

6.2.4 特征建模 166

6.3 工艺知识的获取与处理 167

6.3.1 工艺知识的获取 167

6.3.2 工艺知识的表达 170

6.4 应用实例——回转体零件CAPP专家系统中的夹具设计 173

6.4.1 夹具设计模块的数据库和规则库 173

6.4.2 实例 178

6.5.1 以知识为基础的CAPP系统 180

6.5 CAPP专家系统及其研究动向 180

6.4.3 系统的运行环境 180

6.5.2 CAPP开发（工具）环境的研究 181

6.5.3 动态CAPP 181

6.5.4 面向并行工程的CAPP 182

第7章 制造过程的智能监视、诊断与控制 184

7.1 概述 184

7.2 接口、显示与控制器 185

7.2.1 智能传感器 185

7.2.2 信号变换与接口电路 189

7.2.3 显示与记录设备 198

7.2.4 可编程控制器 201

7.3 智能监视与诊断 205

7.3.1 智能监视与诊断系统的开发 205

7.3.2 系统硬件体系结构设计 207

7.3.3 系统软件设计 210

7.4 制造过程的结构模型 212

7.4.1 输入输出变量的划分 212

7.4.2 结构模型 212

7.5.1 反馈控制 213

7.5 智能控制策略 213

7.5.2 直接数字控制（DDC） 214

7.5.3 最优控制 215

7.5.4 自适应控制 216

7.6 制造过程的智能控制 218

7.6.1 计算机过程监控 218

7.6.2 智能集散型自动控制系统 220

第8章 智能装配 224

8.1 概述 224

8.2 人工装配特点 225

8.3 智能装配 226

8.3.1 装配技艺知识表达 227

8.3.2 装配任务的描述 229

8.3.3 装配顺序规划 231

8.3.4 基于特征的装配方法 236

8.3.5 柔性自动装配系统 237

8.3.6 智能装配机器人 240

8.3.7 虚拟装配VA（virtiualassembly） 241

参考文献 244