前言
以新一代信息技术与制造业深度融合发展为主要特征的产业变革在全球范围内孕育兴起，数字化、网络化、智能化日益成为制造业发展的主要趋势。为了打造具有国际竞争力的制造业，我国在2015年印发《中国制造2025》，实施“中国制造2025”战略规划，智能制造是其主攻方向，而数字化设计与制造则是实施智能制造的一种关键共性技术和支撑系统。
数字化设计与制造（Digital Design and Manufacturing）技术是指采用数字化方式，利用计算机软硬件及网络环境，以提高产品开发质量和效率为目标的相关设计制造方法和软件系统有机集成的产品开发技术。该技术的发展和应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化，对制造业的生产模式和人才知识结构等产生了重大的影响。经过20世纪70年代以来的应用发展，数字化设计与制造系统已形成规模庞大的产业集群，促进了制造业产品设计与制造迈向数字化、智能化、虚拟化和全球化的新时代。目前，数字化设计与制造技术被广泛应用于机械、电子、汽车、模具、航空航天、交通运输、工程建筑、军工等各个领域，它的研究与应用水平已成为衡量一个国家技术发展和工业现代化的重要标志之一。
毫无疑问，数字化设计与制造技术已经成为产品设计制造工作中不可缺少的工具，是机械工程学科领域的一门重要专业必修课程。对于21世纪的工程技术人员来说，学习和掌握数字化设计与制造技术原理及其相应软件系统的应用方法是十分重要的。因此，及时、系统地反映数字化设计与制造原理、最新技术与典型软件系统应用方法，满足当前数字化设计与制造技术研究、教学和推广应用的需要，是我们编写本书的基本出发点。
数字化设计与制造技术课程教学的主要任务有三个方面：一是使学生学习数字化设计与制造技术的基本原理和应用方法；二是使学生学习和掌握数字化设计与制造技术中的关键共性技术；三是通过对数字化设计与制造典型软件系统的学习和初步应用，培养学生的数字化设计与制造技术系统工程化应用意识。为此，本书编写的指导思想是：以数字化设计与制造技术的共性理论为基础，以工程应用为背景，注意突出内容的新颖性和实用性，在论述数字化设计与制造技术的基本原理、关键技术和应用方法的基础上，结合常用数字化设计与制造软件系统应用介绍，学习数字造型、性能分析仿真、数字化制造、虚拟产品开发、增材制造与逆向工程所涉及的数字化设计与制造技术和软件系统，并通过数字化设计与制造技术软件系统的应用，较为完整地理解和掌握数字化设计与制造技术。
本书体系结构与内容安排如下：
第1章在介绍智能制造概念的基础上，分析数字化设计与制造的基本内涵、技术关键和发展概况，学习了解数字化设计与制造技术的特点和发展趋势。
第2章从数字化产品开发过程入手，探讨数字化设计与制造系统的理论基础，重点讨论数字化设计与制造技术的功能和内涵、参数化造型技术、计算机图形处理技术以及产品数据交换标准与接口技术等。
第3章从机械产品设计制造环境的要求出发，讨论几何造型的理论基础、几何造型方法、实体造型方法、曲线曲面造型方法等数字化造型的理论基础与技术方法。
第4章介绍特征的概念、分类及特征造型的特点，并结合目前常用的基于特征的数字化造型软件，详细论述了从草图设计、零件造型、装配造型到生成工程图的基于特征的数字化造型过程。
第5章介绍数字化仿真分析技术与应用，重点是数字化仿真的基本方法和理论，结合ANSYS软件论述了有限元分析的基本原理和分析步骤、数字样机技术和CAE应用实例。
第6章着重论述数字化制造中的关键技术，包括计算机辅助工艺设计技术、数控加工技术、数控编程技术、数控加工仿真技术，介绍常用的数控系统及数控加工仿真实例。
第7章从虚拟产品开发过程入手，介绍了虚拟现实的概念、组成结构、发展及分类，重点探讨虚拟现实中的关键技术，包括硬件组成及开发工具，并结合工程实际探讨虚拟现实技术在产品设计与制造中的应用。
第8章论述逆向工程的概念及逆向工程技术的应用，重点介绍了逆向工程中的数据采集技术和数据处理技术，并以燃气轮机叶片为例，详细介绍了反求过程中检测平台搭建、数据采集及处理的详细步骤。
第9章介绍增材制造的技术原理、增材制造典型工艺技术、增材制造中的数据处理、增材制造的应用领域以及增材制造技术面临的挑战与发展趋势。
第10章在讨论智能制造模式发展背景的基础上，介绍智能制造的概念和内涵，分析智能制造的关键技术，讨论数字化工厂和智能工厂等实施智能制造的新模式，分析智能制造的发展趋势。
本书由四川大学机械工程学院徐雷副教授、殷鸣副教授和殷国富教授编著。其中，第1、10章由殷国富教授编写，第2、3、4、5、7章由徐雷副教授编写，第6、8、9章由殷鸣副教授编写，徐雷副教授负责全书文字统稿工作。本书在编写过程中参考了作者近年来参与和承担国家工信部智能制造新模式应用项目和四川省智能制造专项计划、四川省科技支撑计划、四川省省级财政智能制造专项等相关课题的工作成果，同时参考了国内外许多专家学者的文献资料，四川大学研究生院学术学位研究生教材建设项目以及示范性专业学位研究生实践基地建设项目为本书的出版提供了资助，四川大学出版社的编辑为本书的出版付出了辛勤的劳动，谨此致谢。由于数字化设计与制造技术内容十分丰富，技术日新月异，书中内容难以全面反映这一技术领域的全貌，不妥之处在所难免，诚请批评指正。
作者
2019年5月