智能制造之路：数字化工厂 下载 pdf 电子版 epub 免费 txt 2025

本书阐述了智能制造的国内外发展与应用状况、智能制造的内涵与特征；描绘了智能制造参考模型、智能工厂体系架构以及智能工厂解决方案要素；分享了数字化工厂三个不同维度的数字化蓝图和实施路线图，通过三大集成篇与案例分析篇，结合“西门子数字化企业软件套件”，帮助读者更好地理解智能制造相关理念，促进企业打造新一代智能创新平台，从而在设计研发、工艺开发、生产制造、售后维护等产品全生命周期实行全面数字化与智能管理，促进企业实现工业物联网与应用服务联网的深度融合，更好地满足客户持续多变的个性化需求。

理　论　篇

第1章　智能制造概述 2

1.1　智能制造国内外发展与应用状况 2

1.1.1　美国智能制造的发展与应用 2

1.1.2　欧洲智能制造的发展与应用 5

1.1.3　亚太智能制造的发展与应用 10

1.2　工业4.0 16

1.2.1　工业4.0的背景 16

1.2.2　工业4.0的主要内容 17

1.2.3　工业4.0的执行情况 24

1.3　中国制造2025 28

1.3.1　中国制造2025的背景 28

1.3.2　中国制造2025的主要内容 30

1.3.3　中国制造2025的执行情况 31

1.4　智能制造的内涵与特征 32

1.4.1　国内外对智能制造定义、内涵和特征的理解 32

1.4.2　智能制造与传统制造的异同 40

1.4.3　智能制造解读 40

1.5　智能制造参考模型 43

1.5.1　美国 44

1.5.2　德国 46

1.5.3　中国 48

第2章　智能工厂方案与体系 51

2.1　智能工厂的体系架构 52

2.1.1　智能工厂的架构与功能定义 52

2.1.2　智能工厂的雏形——安贝格数字化工厂 54

2.2　智能工厂解决方案要素 57

2.2.1　产品数字化建模与开发系统 57

2.2.2　产品全生命周期管理系统 60

2.2.3　生产制造执行系统 63

2.2.4　全集成自动化系统 64

2.2.5　企业资源计划 65

产品全生命周期管理篇

第3章　数字孪生模型 70

3.1　概述 70

3.1.1　数字孪生模型的概念及定义 70

3.1.2　数字孪生模型在制造中的作用 74

3.1.3　数字孪生模型的应用和进展 76

3.2　基于模型的企业 77

3.2.1　技术标准与规范 78

3.2.2　从MBD到MBE 81

3.3　MBE的体系建设 91

3.3.1　西门子MBE解决之道 91

3.3.2　西门子MBE解决方案的价值定位 95

第4章　数字孪生模型的组成 96

4.1　产品设计 96

4.1.1　MBD模型定义的挑战 96

4.1.2　MBD模型定义的解决方案 98

4.2　过程规划 116

4.3　生产布局 118

4.4　过程仿真 122

4.5　产量优化 123

4.6　维护保障管理 139

4.6.1　服务规划 139

4.6.2　服务手册管理 140

4.6.3　维护BOM管理 141

4.6.4　维护保障执行 143

4.6.5　服务调度和执行 143

4.6.6　维护保障知识库管理 144

4.6.7　FRACAS管理 145

4.6.8　维护保障报告和分析 146

4.6.9　维护物料管理 146

制造运营管理篇

第5章　制造执行系统概述 150

5.1　制造执行系统定义 150

5.1.1　MES的定义及内涵 150

5.1.2　MES的位置及与其他信息系统之间的关系 153

5.2　MES的体系架构简介 154

5.2.1　设计原则与项目目标 154

5.2.2　MES的体系架构 155

5.3　MES的发展趋势 161

5.3.1　MES朝着新一代MES的方向发展 161

5.3.2　MES成为智能工厂的核心 162

5.3.3　MES成为实现精益生产的关键环节 163

第6章　智能制造执行系统——SIMATIC IT 166

6.1　数据展现和功能系统 167

6.1.1　控制系统的数据管理 169

6.1.2　业务系统的数据管理 170

6.2　生产过程和生产管理 174

6.2.1　产品定义和产品生产 175

6.2.2　人员管理和生产规划 177

6.2.3　工单管理和制造执行 179

6.3　SIMATIC IT产品组合战略部署 181

6.3.1　SIMATIC IT生产套件 183

6.3.2　SIMATIC IT Preactor 189

6.3.3　SIMATIC IT智能套件 191

6.3.4　SIMATIC IT研发套件 193

6.3.5　SIMATIC IT eBR 195

全集成自动化篇

第7章　全集成的系统概念 198

7.1　客户对于自动化解决方案的需求 199

7.2　全集成自动化解决方案的优势 201

7.3　一体化的工程 202

7.3.1　TIA的统一性 202

7.3.2　TIA的开放性 204

7.3.3　联合调试与联合编程 205

7.3.4　远程维护 206

7.3.5　过程的模拟与仿真 206

7.3.6　通过TIA实现高效工程及其带来的效益 207

7.4　工业数据的管理 207

7.4.1　跨部门的横向集成 207

7.4.2　跨各层的纵向集成 207

7.4.3　工业数据管理可以提供多种维度和视角来视察与利用数据 207

7.5　故障安全集成 208

7.5.1　安全集成理念 209

7.5.2　设备安全的实现 209

7.6　工业通信 215

7.6.1　以太网和工业以太网 215

7.6.2　PROFINET 216

7.6.3　工业无线通信 219

7.6.4　PROFIBUS（IEC 61158/61784） 220

7.6.5　AS-Interface（EN 50295/IEC 62026） 221

7.6.6　IO-Link（IEC 61131-9） 221

7.7　工业信息安全 222

7.7.1　工业信息安全的防护理念 222

7.7.2　工厂安全 223

7.7.3　网络安全 224

7.7.4　系统完整性 228

系统集成篇

第8章　企业间价值网络的横向集成 234

8.1　横向集成 234

8.2　横向集成解决的问题 235

8.3　横向集成与车间 236

8.4　横向集成与网络化 236

第9章　全流程的端到端集成 237

9.1　全流程的端到端集成简介 238

9.2　端到端——供应链要达到最佳的状态? 239

9.3　端到端集成解决方案 240

9.4　全价值链端到端系统工程 240

第10章　网络化的纵向垂直集成与网络化制造 243

10.1　PDM与ERP集成 244

10.1.1　PDM与ERP集成的必要性 244

10.1.2　PDM与ERP的集成模式 244

10.2　ERP与MES集成 245

10.2.1　ERP与MES的集成分析 246

10.2.2　ERP与MES的集成模式与方法 247

10.2.3　SAP制造行业的ERP与MES集成架构 250

10.3　PLM与MES集成 251

10.3.1　PLM与MES的集成分析 251

10.3.2　西门子的PLM与MES集成架构 251

案例分析篇

制造运营管理案例 254

成功案例1　青岛啤酒 254

成功案例2　京信通信 258

产品全生命周期管理案例 264

全集成自动化案例 268

陈明

同济大学中德工程学院副院长，工业4.0-智能工厂实验室主任。在大型设备的远程诊断、产品数字化开发技术等研究方向作为课题组长或分项目负责人完成国家重大专项、上海市科委、上海市经信委和企业委托等项目20余项。目前研究方向为面向工业4.0的系统构架、工业大数据下的PLM技术、基于工业无线传感器网络的MES系统等。

梁乃明

Siemens PLM Software 全球高级副总裁兼大中华区董事总经理 梁乃明先生拥有20多年的IT行业从业经验，他将为Siemens PLM Software带来企业软件方面的丰富经验。同时，在制造、石油石化、电信、银行和金融等众多行业，他也取得了卓越的商业和技术业绩。

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书籍介绍

本书阐述了智能制造的国内外发展与应用状况、智能制造的内涵与特征；描绘了智能制造参考模型、智能工厂体系架构以及智能工厂解决方案要素；分享了数字化工厂三个不同维度的数字化蓝图和实施路线图，通过三大集成篇与案例分析篇，结合“西门子数字化企业软件套件”，帮助读者更好地理解智能制造相关理念，促进企业打造新一代智能创新平台，从而在设计研发、工艺开发、生产制造、售后维护等产品全生命周期实行全面数字化与智能管理，促进企业实现工业物联网与应用服务联网的深度融合，更好地满足客户持续多变的个性化需求。

• 作者：豆豆 发布时间：2023-03-25 13:43:32

  可以概念性了解

• 作者：Adam 发布时间：2018-12-18 23:52:25

  以互联网会促进工业由大规模批量化生产转为定制化个性化的生产。利用当前的智能技术，传感器，云服务来实现工业化4.0，也是各国的战略所在

• 作者：驿帆 发布时间：2018-01-28 13:56:33

  I4.0概念中干货较多的一本

• 作者：蒲公英的叶子 发布时间：2020-12-01 09:51:54

  逻辑上有些乱，而且太过于偏向西门子的产品介绍与应用。理论和架构的东西很少

• 作者：wltan 发布时间：2022-03-22 00:25:32

  书比较老，泛泛介绍些概念，用的技术是外企的，也有点旧，这么些年了也没看到突破。

• 作者：KkBLuE 发布时间：2024-04-16 18:52:29

  理论方面不错，但是备考还需要看更多内容

• 这本书应该换个书名《西门子公司工业4.0解决方案简述》

  作者：海棠依旧 发布时间：2018-11-30 09:01:12

• 纯阳书评第399期《智能制造之路---数字化工厂》

  作者：纯阳书评 发布时间：2020-08-23 11:30:10

  写智能制造的书籍，能有几种写法？可以往“新”里写，从而写成一本传递新思维、新理念的前沿书籍；可以往“营销”里写，从而写成一本介绍、推广自己产品、方案和工具的软营销书籍；还可以往“传道受业解惑”里写，从而写成一本可以帮助新手小白入门的教科书。这本书很有意思，脚踩了两只船，肩负了双重使命，一次完成了两个任务，既写成了一本有关智能制造的教材，也完成了对西门子的营销推荐，正因为如此，这本书有以下几个特点：

  第一、拥有了教材的细度。

  教材的定位就是传道授业解惑，帮助初学者跨越鸿沟，实现知识的从0到1，从无到有，所以教材必须细致详实，并以这种细致详实为原料架起通往彼岸的大桥。这本书在内容安排上达到了教材应有的细度，首先在第一章花了大量篇幅详细阐述了智能制造的前世今生，认真梳理了当今几大制造业大国智能制造的内生逻辑和发展脉络，对比分析了不同战略的实质内涵和参考模型，从而为初学者提供了一个完整而清晰的智能制造概念全景，有利于形成一个整体而连贯的知识图谱。

  其次本书不但花了不少笔墨介绍了ERP、MES和PLM等比较基础的企业信息化基础知识，而且还抽空详细介绍了有关系统的不同集成方式以及这些不同集成方式之间的对比分析。说实话，这些内容对任何一名从事信息化工作多年的工作者来讲，都是不值一提的小儿科，根本不应该出现在一本以智能制造为主题的书中。但是如果受众是没有实际工作经验的学生的话，这些小儿科的东西也足以突破他们的想象力，所以出于知识完整性的考虑，确实有认真介绍的必要。也正是如此，这本书在内容安排上达到了一本教材应有的细度，也在作者的框架内实现了知识的完整性和系统性。

  第二、拥有了实践的硬度。

  正如前文中提到的，这本书不只是一本教材，还是一本很好的西门子营销书籍，所以这本书花了大量篇幅介绍了西门子的有关智能制造的体系框架，以及在这种框架下的西门子工具、方案和软件。这样的内容安排本来是容易带来违和感的，理由也很简单，以一家厂商的产品当教材是不合适的。但是西门子的身份及其在智能制造领域的地位把这种违和感硬生生的压了下去，因为西门子是智能制造领域执牛耳者，它的理念和它的实践都走在行业的前列，因此以它的理念、实践和产品方案当教材也说得过去，而且正是基于它的实践，有关智能制造的理念也才不会空泛，从此有了实践的硬度。

  第三、缺少了教材的广度。

  即使强大如西门子也不可能在智能制造领域事事领先，困于视觉盲点、商业利益等因素，它的框架也必然不能把所有先进理念和实践囊括其中，因而基于西门子框架的教材必然会遭遇广度不足的问题，在这种结构下，很显然西门子的广度决定了教材的广度。比如人工智能必将在智能制造中举足轻重，但在这本教材中就鲜被提及。

  综上所述，这本书完成了双重使命，既成为了一本不错的智能制造教材，也成功地实现了对西门子的营销。