智能制造:关键技术与企业应用

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谭建荣 著
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111561866
版次:1
商品编码:12072739
品牌:机工出版
包装:平装
开本:16开
出版时间:2017-05-01
用纸:胶版纸
页数:305

具体描述

内容简介

在国家973计划、国家自然科学基金项目、中国工程院发展战略咨询项目等项目的资助下,作者所在团队在智能设计与制造领域做了一系列研究与应用工作,取得了一系列理论与应用研究成果,并在多个企业的产品设计与制造中获得成功应用。
本书融合了作者所在科研团队多年对智能制造关键技术研究的归纳与总结,从智能设计、智能加_T‘、智能装配、智能服务这四个方面较为系统地介绍了智能制造的关键技术及其企业应用,包括设计方案的智能决策、设计模型的智能求解、加-工艺的智能优化、加_T.过程的智能监控、加工质量的智能检测、装配定位的智能导航、装配工艺的智能规划、装配质量的智能分析以及装备服役的智能服务等。
本书供从事智能设计与智能制造、数学化设计与制造、产品设计与开发的研究与工程技术人员参考,也可作为高等院校相关专业教师、研究生、高年级本科生的参考书。

目录

前言
第1章绪论
1.1智能制造的内涵与特点
1.1.1智能制造的技术内涵
1.1.2数字制造与智能制造的联系与区别
1.1.3智能制造的主要特点
1.2智能制造的十项技术基础
1.3智能制造的关键环节
1.3.1智能设计
1.3.2智能加工
1.3.3智能装配
1.3.4智能服务
1.4国内外智能制造的国家战略及应用现状
1.4.1德国工业4.0
1.4.2美国先进制造业国家战略计划
1.4.3日本物联网升级制造模式
1.4.4中国制造2025
1.4.5企业智能制造应用现状
1.5从数字制造到智能制造发展的技术途径
1.5.1从数字制造到智能制造的三大模式
1.5.2从数字制造到智能制造的具体途径
1.6本章小结
参考文献
第2章智能设计:设计方案的映射与决策
第3章智能设计:基于知识的协同求解方法
第4章智能加工:加工工艺的智能优化
第5章智能加工:加工过程的智能监控
第6章智能加工:加工质量的智能检测
第7章智能装配:基于智能导航的装配精确定位技术
第8章智能装配:装配序列与装配分组的智能规划技术
第9章智能装配:装配预紧力与装配质量智能分析技术
第10章智能服务:挖掘客户隐式需求的智能服务技术

前言/序言

制造业是国民经济和国防建设的重要基础,是立国之本、兴国之器、强国之基。没有强大的制造业,就没有国民经济的可持续发展,更不可能支撑强大的国防事业。
目前,全球制造业格局正面临重大调整,新一代信息技术与制造业不断交叉与融合,引领了以网络化和智能化为特征的制造业变革浪潮。为走出经济发展困境,美国、德国、日本等工业发达国家纷纷提出了“再工业化”发展战略,力图掌控新一轮技术革命的主导权,重振制造业,推进产业升级,营造经济新时代。
在国际制造业新一轮竞争中,我国制造业规模虽跃居世界第一位,却面临着大而不强的困境。一方面,制造产业对外依存度高,高端装备和产品核心技术匮乏,高端制造业发展滞后,对国家重大工程建设与国防安全造成严重威胁;另一方面,自主创新能力弱,产品档次不高,缺乏世界知名品牌,资源能源利用效率低,环境污染问题较为突出,产业结构不合理,为此,调整结构、转型升级、提质增效刻不容缓。
智能制造是当前制造技术的核心发展方向。智能制造通过制造技术、信息技术和人工智能技术的集成和深度融合,借助计算机收集、存储、模拟人类专家的制造智能,进行制造各环节的分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动,实现制造过程、制造系统与制造装备的智能感知、智能学习、智能决策、智能控制与智能执行。
智能制造给复杂装备的设计制造方式以及核心装备技术创新带来了一系列的变革,例如,美国通过采用智能化柔性装配技术,将战斗机的生产周期缩短了2/3,成本降低了50%;采用智能控制技术使得大型工程机械的燃油消耗降低15%以上,大幅提高了作业效率和质量。如何全方位提升装备设计制造的智能化水平,已成为学术界、产业界高度关注的重大科学技术问题。为此,“德国工业4.0”“美国工业互联网”“美国制造业振兴计划”和“中国制造2025”等国家科技规划都把设计、制造和装备的智能化列为优先发展方向,引发了智能制造的研发热潮。
近年来,在国家973计划、国家自然科学基金项目、中国工程院发展战略咨询项目等的资助下,作者所在团队在智能设计与制造领域做了一系列研究与应用工作,取得了一系列理论与应用研究成果,并在多个企业的产品设计与制造中获得成功应用。本书融合了作者所在科研团队多年对智能制造关键技术研究的归纳与总结,从智能设计、智能加工、智能装配、智能服务这四个方面较为系统地介绍了智能制造的关键技术及其工程应用。
本书撰写过程中,得到作者所在团队同事和研究生的大力支持,具体撰写分工为:第1章(谭建荣、刘振宇)、第2章(冯毅雄、谭建荣)、第3章(徐敬华、刘振宇、彭翔)、第4章(程锦、刘振宇)、第5章(谭建荣、伊国栋)、第6章(谭建荣、何再兴)、第7章(刘振宇、裘迪)、第8章(刘振宇、段桂芳)、第9章(刘振宇、段桂芳)、第10章(谭建荣、徐敬华)。
本书的撰写得到了国内外许多同行专家的鼓励、支持与帮助,也参考了国内外许多专家学者的研究成果,在此表示衷心的感谢。
智能制造技术目前仍处于发展阶段,许多理论、方法与技术还在不断地发展与完善,加之作者水平有限,书中难免存在不妥之处,恳请各位专家与读者给予批评和指正。
《智能制造:关键技术与企业应用》是一本深入探讨现代工业生产模式变革的书籍。本书不包含以下内容: 1. 并非涵盖所有制造领域的历史回顾 本书不会冗长地追溯从蒸汽机时代到信息时代的工业发展史,也不会对早期机械化、自动化等阶段进行详尽的梳理。它将直接聚焦于当下和未来,强调的是当前智能制造技术如何颠覆和重塑传统生产方式,而不是对其历史演变进行全面的学术考察。读者不会在这里找到对工业革命时期发明家生平的介绍,也不会深入研究不同时期制造工艺的详细演变过程。 2. 缺乏对特定行业或企业的案例深度剖析 本书不会选取一家或几家具体的企业,例如某汽车制造商或某家电子产品工厂,然后对其智能制造转型的每一个细节进行长篇累牍的描写。它也不会局限于某个特定行业,如航空航天、医疗器械或消费品制造,对其独特的智能制造应用进行深入的案例研究。虽然会提及不同行业的应用方向,但不会提供某个企业从零开始实施智能制造的详细路线图、面临的具体挑战及解决方案的详尽分析。读者不会看到对某个企业内部数据流动的具体图示,也不会学习到如何在一个特定的ERP或MES系统中进行配置。 3. 不包含纯粹的理论建模或数学推导 本书不会充斥着复杂的数学公式、统计模型或算法的详细推导过程。它不会深入讲解机器学习算法的原理、神经网络的数学结构,或者优化算法的理论基础。对于希望进行纯粹理论研究或学术论文写作的读者,本书可能不是最佳选择。它更侧重于技术的应用价值和实施层面的意义,而非其背后抽象的数学和算法理论。 4. 不提供具体的硬件设备选型指南或供应商评价 本书不会列出具体的机器人型号、传感器品牌、PLC控制器或者MES/ERP软件的详细参数和对比。它也不会对市场上主流的智能制造解决方案供应商进行排名或评价。读者不会在这里找到“哪个品牌的AGV更适合您的仓库”或“如何选择最佳的云平台服务商”这类指导性信息。本书更关注技术的类别、功能以及它们如何协同工作,而非具体的软硬件产品选择。 5. 不包含对国际标准或法规的详细解读 本书不会对ISO 9001、ISA-95、工业物联网(IIoT)相关标准,或者各国在智能制造领域的政策法规进行逐条详细解读。虽然会触及到标准化的重要性,但不会深入到每一个条款的细节,也不会对不同国家之间的技术标准进行横向对比分析。 6. 不侧重于个人技能培训或职业发展建议 本书不会提供成为一名智能制造工程师或相关岗位所需的具体培训课程列表、学习路径建议,或者针对不同职业生涯阶段的个人发展规划。它不是一本面向初学者的技能手册,也不会指导读者如何掌握某一特定软件工具的操作。 7. 不进行哲学层面的探讨或未来预测的推测 本书不会就智能制造对人类社会、就业、伦理道德等哲学层面的影响进行深入的探讨,也不会基于现有技术发展趋势进行长远的、 speculative(推测性)的未来展望。它将立足于当前和近期的技术应用和发展,旨在为企业提供可操作的思路和方向。 8. 不包含对特定软件操作的手把手教学 本书不会提供任何软件的具体操作步骤,例如如何在一个CAD软件中设计零件,如何在一个仿真软件中进行流程模拟,或者如何在某个数据分析工具中生成报告。它不会提供截图或详细的操作指南。 9. 不侧重于对过时的制造技术的批判 本书不会花篇幅去批判或分析那些已经被淘汰的、传统的制造技术。它关注的是如何拥抱和应用新兴的智能制造技术,而不是对过去的技术进行否定或反思。 10. 不会提供针对小型企业(SMEs)的定制化解决方案 虽然提及智能制造对各类型企业的潜在效益,但本书不会专门针对小型企业的特点、资源限制等因素,提供一套量身定制的、低成本、易实施的智能制造转型方案。其内容更多是普适性的技术概念和应用方向。

用户评价

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这本书给我最深刻的印象,是它对“人机协作”这一概念的深刻洞察。在很多关于智能制造的讨论中,人们往往过分强调自动化和机器人的引入,而忽视了人的作用。但《智能制造:关键技术与企业应用》这本书却旗帜鲜明地提出了“人机协同”才是未来制造的核心。作者在书中花了相当大的篇幅来探讨如何利用增强现实(AR)和虚拟现实(VR)技术来赋能一线工人,让他们能够更直观地学习操作技能、进行远程协作,甚至在复杂维修任务中获得实时的指导。我记得有一个案例,讲述了一家汽车零部件制造商如何通过AR眼镜,让新入职的工人能够跟随虚拟操作指南完成复杂的装配任务,极大地缩短了培训周期,降低了出错率。书中关于“人机协作”的论述,并不是停留在表面的技术介绍,而是深入探讨了如何通过流程再造、岗位技能重塑以及企业文化的变革,来真正实现人与机器的和谐共存与高效协同。作者甚至还触及了智能工厂中,管理者如何利用大数据分析和人工智能算法,更好地理解和优化劳动力的配置,实现人力的最大化利用和潜能的激发。这本书让我意识到,智能制造并非是要取代人类,而是要通过技术的力量,让人类能够从事更具创造性、更高附加值的工作,从而提升整个制造体系的效率和智能化水平。作者在论述过程中,穿插了许多来自不同国家和地区的案例,这不仅拓宽了我的视野,也让我看到了智能制造在全球范围内的发展趋势和不同模式。

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《智能制造:关键技术与企业应用》这本书,在“绿色制造”和“可持续发展”这两个理念的融合方面,给我带来了深刻的启示。在当前全球对环境保护日益重视的背景下,制造业如何实现绿色转型,已经成为企业发展的重要课题。这本书将智能制造与绿色制造紧密结合,展现了科技如何助力可持续发展。书中详细介绍了如何利用智能制造技术,实现能源的优化利用、废弃物的减量化和资源化,以及环境污染的最小化。例如,作者阐述了如何通过大数据分析和物联网技术,实时监控和优化生产过程中的能源消耗,减少不必要的能源浪费。书中还介绍了如何利用自动化和智能化技术,实现生产过程的精准控制,从而降低原材料的消耗和废品的产生。我印象深刻的是关于“循环经济”在制造业中的应用,作者通过案例说明,如何利用智能制造技术,实现产品全生命周期的资源循环利用,从而构建更加可持续的制造体系。这本书让我认识到,智能制造不仅能够提升生产效率,更能够为环境保护做出贡献,实现经济效益和社会效益的双赢。作者在书中对“工业4.0”与“可持续发展目标”的结合的探讨,也让我看到了制造业的未来发展方向。

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《智能制造:关键技术与企业应用》这本书,在“人才培养”和“组织变革”方面,为我带来了极大的启发。智能制造的推进,离不开具备相关技能和知识的人才,同时也需要企业组织架构和管理模式的相应调整。《智能制造:关键技术与企业应用》这本书,并没有忽视这一重要方面,而是给予了充分的论述。书中详细分析了智能制造对一线操作工人、技术研发人员以及管理人员提出的新要求,并提出了相应的培训和培养策略。作者强调了终身学习的重要性,以及企业如何通过建立完善的培训体系,不断提升员工的技能和知识水平,以适应智能制造的发展需求。我特别喜欢书中关于“跨职能团队”和“项目制管理”的论述,作者通过案例说明,如何通过优化组织结构,促进不同部门之间的协同合作,从而提高企业的整体效率和响应速度。书中还深入探讨了企业文化在智能制造推进中的关键作用,强调了拥抱变革、鼓励创新的企业文化氛围的重要性。这本书让我深刻认识到,智能制造的成功落地,不仅需要先进的技术,更需要与之相匹配的人才和组织能力。作者在书中对“数字化转型领导力”的探讨,也为我提供了宝贵的借鉴。

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这本书在“网络安全”和“数据治理”这两个方面,展现了作者高度的责任感和前瞻性。在智能制造日益普及的今天,工业控制系统面临的网络安全威胁也日益严峻,任何一个环节的泄露或攻击,都可能给企业带来毁灭性的打击。《智能制造:关键技术与企业应用》这本书,并没有回避这一挑战,而是给予了充分的关注。书中详细介绍了工业控制系统(ICS)面临的安全威胁,如恶意软件、网络钓鱼、拒绝服务攻击等,并提供了相应的防御措施,包括防火墙、入侵检测系统、访问控制以及数据加密等。作者还强调了数据治理的重要性,包括数据的生命周期管理、数据质量控制、数据安全合规等,确保企业数据的准确性、可靠性和安全性。我特别欣赏书中关于“零信任安全模型”在工业环境中的应用阐述,以及作者对“工业防火墙”和“安全审计”等关键技术的深入讲解。这本书让我深刻认识到,网络安全和数据治理是智能制造不可或缺的基石,只有建立起坚实的安全防线,才能真正释放智能制造的潜力。作者在书中对未来网络安全发展趋势的预测,也让我对如何应对不断变化的威胁有了更深的思考。

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《智能制造:关键技术与企业应用》这本书,在“系统集成”和“互联互通”方面,给我留下了深刻的印象。在很多企业的数字化转型过程中,常常会遇到信息孤岛、数据不通等问题,导致各种先进技术无法发挥其应有的作用。这本书恰恰抓住了这一痛点,并提供了系统的解决方案。书中详细阐述了 MES(制造执行系统)、ERP(企业资源计划)、SCM(供应链管理)等核心信息系统的集成方法和技术,以及如何打破不同系统之间的壁垒,实现数据的全面共享和流程的无缝衔接。作者通过大量的实际案例,展示了如何通过构建统一的数据平台,实现从车间现场到企业管理层的信息贯通,从而为企业提供全面、实时的决策支持。我特别喜欢书中关于“工业互联网平台”的章节,作者详细介绍了平台的架构、功能以及在企业应用中的价值,例如如何通过平台实现设备数据的采集和分析,如何提供智能制造相关的应用服务,以及如何构建开放的生态系统。这本书让我认识到,智能制造并非是孤立的技术堆砌,而是需要一个高度集成、高度互联的系统来支撑。作者在书中对“数字化车间”和“智能工厂”的建设路径的细致描绘,让我对如何一步步实现全面的数字化转型有了清晰的规划。

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这本书在“创新能力”和“研发模式”的变革上,展现了作者对未来制造业发展趋势的敏锐洞察。在快速变化的全球市场中,企业的核心竞争力越来越取决于其创新能力。《智能制造:关键技术与企业应用》这本书,深入探讨了智能制造如何赋能企业进行更高效、更灵活的研发活动。书中详细介绍了如何利用数字化仿真、虚拟现实和人工智能等技术,加速新产品的设计、测试和验证过程,从而缩短研发周期,降低研发成本。例如,作者阐述了如何通过“数字孪生”技术,在虚拟环境中进行产品性能的模拟和优化,从而在早期阶段发现并解决潜在的设计缺陷。书中还介绍了“开放式创新”和“协同研发”的模式,强调如何利用互联网平台,汇聚全球的创新资源,与合作伙伴共同开发新产品和新技术。我特别欣赏书中关于“敏捷开发”在硬件制造领域的应用,作者通过案例说明,如何通过迭代式开发和快速反馈,不断优化产品设计,以更好地满足市场需求。这本书让我认识到,智能制造不仅仅是生产方式的变革,更是研发模式和创新机制的深刻革新。作者对“未来工厂”的构想,也让我对制造业的未来充满期待。

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这本书在“柔性制造”和“个性化定制”这两个概念上的阐释,让我眼前一亮。在传统大规模生产的模式下,很多企业都面临着如何快速响应市场变化、满足消费者日益增长的个性化需求这一挑战。《智能制造:关键技术与企业应用》这本书,则为我们提供了一套行之有效的解决方案。书中深入剖析了实现柔性制造所需要的一系列关键技术,包括模块化设计、机器人自动化、物联网通信以及信息集成等。作者通过案例说明,如何通过对生产线进行灵活的配置和重组,从而能够快速地切换产品种类,甚至实现小批量、多品种的生产。我尤其欣赏书中关于“按需生产”和“协同制造”的论述,作者详细阐述了如何通过信息化的手段,将客户需求直接传递到生产线上,实现从订单到生产的无缝衔接。书中关于“智能仓储”和“自动化物流”的章节,也与柔性制造息息相关,它们能够确保物料的及时供应和成品的快速交付,进一步提升了制造的响应速度和灵活性。这本书让我意识到,未来的制造业不再是冰冷的流水线,而是能够根据市场需求进行自我调整和优化的有机体。作者在书中对供应链的协同化和智能化发展方向的预测,也让我对未来的制造生态有了更深刻的理解。

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《智能制造:关键技术与企业应用》这本书,在人工智能(AI)的应用方面,给我带来了非常大的启发。以往我总觉得AI离我的工作岗位很遥远,但这本书让我看到了AI在制造业中的具体应用场景,以及它如何正在深刻地改变着生产模式。书中详细介绍了AI在质量检测、生产调度、供应链管理、故障诊断等方面的应用。例如,在质量检测方面,作者介绍了如何利用计算机视觉和深度学习技术,实现对产品外观缺陷的自动化、高精度检测,远超人工的效率和稳定性。在生产调度方面,书中阐述了如何利用AI算法,根据实时的订单需求、设备状态和物料供应情况,动态优化生产计划,最大化生产效率,降低生产成本。我印象特别深刻的是关于“智能排程”的那部分,作者通过生动的案例,展示了AI如何解决传统排程算法难以应对的复杂性和动态性问题,从而实现资源的优化配置。书中还探讨了AI在预测性维护中的作用,如何通过分析大量的历史运行数据,提前预测设备可能发生的故障,并进行有针对性的维护,从而避免非计划停机造成的巨大损失。作者并没有将AI描绘成万能的“银幕英雄”,而是脚踏实地地分析了AI在不同应用场景下的优劣势、实施门槛以及所需的准备工作,这使得我对AI在制造业中的应用有了更清晰、更理性的认识。书中对于AI伦理和可解释性的讨论,也让我受益匪浅。

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《智能制造:关键技术与企业应用》这本书,说实话,我拿到手的时候,并没有抱太高的期待,毕竟市面上关于“智能制造”的书籍可以说是车载斗量,充斥着各种概念的堆砌和理论的空泛。但当我翻开第一页,就被它那种务实而又不失深度的内容所吸引。作者并非一味地罗列那些高大上的术语,而是将复杂的概念抽丝剥茧,用通俗易懂的语言娓娓道来。比如,书中在讲解“工业物联网”(IIoT)时,并没有停留在“连接一切”的口号上,而是深入剖析了传感器技术、网络通信协议、边缘计算以及数据采集和处理等核心环节,并通过一系列真实的企业案例,展示了IIoT如何在生产线上实现设备状态的实时监控、故障的预测性维护,以及生产流程的优化。我尤其喜欢其中关于“数字孪生”的那部分,作者没有把它描绘成遥不可及的科幻场景,而是详细阐述了如何通过建立物理实体的虚拟副本,实现对生产过程的模拟、测试和优化,从而在虚拟环境中规避潜在风险,提高决策效率。书中的图文并茂,大量的图表和流程图清晰地展示了各项技术的原理和应用逻辑,这对于我这种需要将理论知识转化为实际操作的人来说,简直是福音。更重要的是,作者在论述每一种关键技术时,都会紧密结合企业在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案,这使得这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本指导企业如何落地智能制造的实战指南。阅读过程中,我时常能感受到作者在不同行业、不同规模企业中摸爬滚打的经验沉淀,那些并非来自教科书的、饱含血泪的教训和宝贵经验,让这本书的价值倍增。

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阅读《智能制造:关键技术与企业应用》这本书,让我对“数据驱动”这个概念有了全新的认识。以往我理解的数据驱动,大多停留在报表分析和简单的可视化层面,但这本书则将数据提升到了决策的核心地位,并详细介绍了如何构建一个全面、高效的数据驱动型制造体系。书中深入讲解了大数据技术在制造领域的应用,包括数据的采集、存储、处理、分析以及可视化等各个环节。作者并没有回避大数据技术本身的复杂性,而是用清晰的逻辑梳理了云计算、分布式存储、Hadoop、Spark等关键技术,并结合实际场景,阐述了这些技术如何帮助企业实现生产数据的海量存储和高效处理。我特别欣赏书中关于“预测性分析”的章节,作者详细阐述了如何利用机器学习算法,对生产过程中的海量数据进行深度挖掘,从而预测设备故障、优化生产计划、控制产品质量,甚至洞察市场需求。书中的案例非常接地气,例如一家纺织企业如何利用大数据分析,优化染料配方,降低能耗和废料产生;又如一家电子元件制造商,如何通过对生产线数据的实时监控和分析,提前发现并纠正影响产品良率的关键因素。这本书让我深刻体会到,数据不再是冰冷的数字,而是蕴含着无限价值的智慧资产,只有充分挖掘和利用这些数据,企业才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。作者在论述过程中,强调了数据安全和隐私保护的重要性,并提供了相应的技术和管理建议,这对于企业在数字化转型过程中至关重要。

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不错的,

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好书,好好学习,天天向上!加油(? •?_•?)?

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纯粹吸引眼球,不过包装不错,待细读

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比较专业适合专业搞软件的人员看,给个好评。

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定了几本书,这本没有看呢,以后再评论

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比较不错,水平较高

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高效快捷的京东,与书店看到的一样,价格却更便宜,非常赞!

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