01
章智能制造概述
當前，全球制造業正加快邁向數字化、智能化時代，智能制造對制造業競爭力的影響越來越大。智能制造作為制造業發展的重要方向，是我國培育經濟增長新動能、建設制造強國的重要依托。
節智能制造的基本認知 3
一、智能制造的廣義概念 3
二、智能制造的發展階段 8
三、智能制造的基礎 10
四、智能制造的新模式 11
五、智能制造的架構 12
相關鏈接海爾集團引領智能制造新模式 14
第二節智能制造的支撐技術 20
一、大數據技術 20
二、雲計算 25
三、物聯網技術 27
四、人工智能 30
五、5G技術 33
六、AR、VR、MR技術 33
案例5G AR技術在工業中的應用案例 34
第三節企業如何推進智能制造 42
一、正確理解智能制造 42
二、須理解智能制造≠自動化 43
三、正確理解和應用智能制造技術 43
四、建立專業隊伍並選擇戰略合作伙伴 44
五、整體規劃以規避風險 44

02
第二章數字孿生與智能制造
數字孿生技術是正在高速發展的新技術，為復雜動態繫統的物理信息融合提供了解決思路，是智能制造與智能自動化重要的解決方案之一。隨著新一代信息技術與實體經濟的加速融合，工業數字化、網絡化、智能化演進趨勢日益明顯，催生了一批制造業數字化轉型新模式、新業態，其中數字孿生日趨成為產業各界研究熱點，未來發展前景廣闊。
節數字孿生概述 49
一、數字孿生的起源 49
二、何謂數字孿生 50
三、數字孿生的價值 51
第二節數字孿生驅動智能制造 52
一、數字孿生在制造業中的應用趨勢 52
二、數字孿生在生命周期不同階段的形態 54
三、智能制造的數字孿生模型 56
四、數字孿生在智能制造的典型應用場景 62
第三節基於數字孿生的智能制造架構 63
一、智能制造的整體架構 63
二、生產制造全生命周期的業務架構 64
三、基於數字線索的生產制造全生命周期 66
第四節MOM—數字孿生制造繫統大腦 68
一、何謂MOM制造運營管理 68
二、MOM位於智能制造的核心交彙環節 70
三、MOM之於數字化與智能制造的實踐 72
案例助力數字孿生制造及快速轉型的智能制造方案 74

03
第三章智能制造的實體—智慧工廠
智能制造的實體為智慧工廠（數字化車間）。在智慧工廠中，工廠總體設計、工程設計、工藝流程及布局前期均已建立了較完善的繫統模型，進行了模擬仿真、設計，相關的數據進入企業核心數據庫；配置了符合設計要求的數據采集繫統和先進控制繫統，建立了實時數據庫平臺、網絡。利用雲計算、大數據等新一代信息技術，在保障信息安全的前提下，實現經營管理和決策的智能化。
節智慧工廠概述 91
一、何謂智慧工廠 91
二、智慧工廠的五大關鍵領域 92
三、智慧工廠的特征 94
第二節智慧工廠的主要建設模式 95
一、從生產過程數字化到智慧工廠 95
二、從智能制造（裝備和產品）到智慧工廠 96
【範本】三一重工的智慧工廠模式 97
三、從個性化定制到互聯工廠 97
第三節智慧工廠的建設內容 98
一、實體工廠 98
二、工業物聯網 98
三、數字化工廠 98
四、信息化應用繫統  98
五、基於雲的網絡協同繫統 99
六、智能制造標準體繫和安全體繫 99
第四節智慧工廠建設的規劃 99
一、制造工藝的分析與優化 99
二、數據采集 100
三、設備聯網 100
四、工廠智能物流 100
五、生產質量管理 101
六、設備管理 101
七、智能廠房設計 101
八、智慧工廠的廠房布局 102
九、智能裝備的應用 102
十、智能產線規劃 102
十一、制造執行繫統 103
十二、能源管理 103
十三、生產無紙化 104
十四、工業安全 104
十五、精益生產 104
十六、人工智能技術應用 104
十七、生產監控與指揮繫統 105
十八、數據管理 105
十九、勞動力管理 106
第五節數字化工廠建設 106
一、數字化工廠概述 107
二、數字化工廠的關鍵技術 110
三、數字化工廠建設的思路與策略 111
四、數字化制造工廠的功能 112
五、數字化工廠的設計和規劃 114
第六節智慧工廠可視化 118
一、智慧工廠可視化的總體目標 118
二、工廠可視化應用場景示例 122
三、可視化平臺總體框架 127

04
第四章智能裝備與智能制造
智能制造離不開智能裝備的支撐。智能裝備是較為先進的制造技術、信息技術以及人工智能技術在制造裝備領域中的有機融合，是實現高效、高品質和節能環保等目標的現代化制造裝備。
節智能制造裝備 133
一、工業機器人 133
相關鏈接從機器人到智能工廠，美的走向智能制造 136
二、智能數控機床 139
相關鏈接工業機器人與數控機床集成應用，助力智能工廠從概念走向現實 140
三、3D打印（增材制造） 142
相關鏈接世界首個萬噸級鑄造3D打印智能工廠 144
四、智能傳感器 146
五、智能物流倉儲裝備 148
六、智能檢測與智能裝備 158
案例01不可見光（X射線）在數字孿生中的應用設備 159
案例02神州視覺ALeader 3D AOI檢測儀 162
第二節智能裝備關鍵技術 163
一、識別技術 163
二、RTLS實時定位繫統? 164
三、無線傳感器網絡? 164
四、CPS信息物理融合繫統? 165
五、網絡安全技術 165
六、先進控制與優化技術 166
七、繫統協同技術 167
八、功能安全技術 167
第三節智能裝備對管理的影響 167
一、智能裝備改變制造模式 167
二、智能裝備催生智能化管理模式 168
三、智能裝備有助於創新合作模式 168

05
第五章智能制造軟件應用
我國智能制造已進入高速發展階段，並開始大量應用雲計算、大數據、機器人等相關技術。隨之而來的智能制造軟件繫統也五花八門，導致需求用戶無從著手。本章對智能制造所涉及的軟件進行介紹以方便企業甄選。
節智能運營管理應用軟件 171
一、HCM人力資源管理 171
二、CRM客戶關繫管理 173
三、EAM企業資產管理 174
四、EMS能源管理繫統 175
五、SRM供應商關繫管理 176
六、BPM業務流程管理 177
七、OA辦公自動化 178
八、MDM主數據管理 180
第二節智能研發應用軟件 181
一、CAD計算機輔助設計 182
二、CAM計算機輔助制造 182
三、CAE計算機輔助工程 182
四、CAPP計算機輔助工藝過程設計 183
五、EDA電子設計自動化 183
六、PDM產品數據管理 184
七、LIMS實驗室管理繫統 184
第三節智能工廠與生產管控應用軟件 184
一、PLM產品生命周期管理繫統 185
二、ERP企業資源計劃 187
三、SCM供應鏈管理繫統 190
四、MES制造執行繫統 192
五、高級計劃與排程繫統（APS繫統） 196
六、SPC統計過程控制繫統 198
七、質量管理繫統（QMS） 199
八、EMS設備管理繫統 201
九、PLC生產控制繫統 203
十、DCS集散控制繫統 205
十一、SFIS生產現場管控繫統 207
十二、制造現場安燈繫統 209
十三、SMT防錯料管控繫統 211
案例安泰智和SMT物料防錯料繫統 214
第四節智能物流與供應鏈應用軟件 217
一、WMS智能倉儲管理繫統 217
二、RFID倉儲管理繫統 220
三、WCS倉儲控制繫統 227
四、自動揀選繫統（DPS） 229

參考文獻 231

“新制造，讓生產更加智能化”。新制造作為新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力，正在中國大地掀起創新熱潮。
當前，全球制造業正加快邁向數字化、智能化時代，智能制造對制造業競爭力的影響越來越大。智能制造就是面向產品全生命周期，實現泛在感知條件下的信息化制造。
目前，基於信息物理繫統的智能裝備、智能工廠等正在引領制造方式變革，再加上5G技術的應用，必將推動中國制造向智能化轉型。在這樣的背景下，我國的制造企業也開始轉型和提升管理水平，通過信息化變革、綠色供應鏈創新、企業內部的生存環境改善等舉措，以實現新的發展，同時在戰略上實現訂單驅動型向管理驅動型轉變，為邁向工業信息化搶占先機。
智能制造包含使用智能裝備、傳感器、過程控制、智能物流、制造執行繫統、信息物理繫統組成的人機一體化繫統；按照工藝設計要求，實現整個生產制造過程的智能化生產、有限能力排產、物料自動配送、狀態跟蹤、優化控制、智能調度、設備運行狀態監控、質量追溯和管理、車間績效等；對生產、設備、質量的異常做出正確的判斷和處置；實現制造執行與運營管理、研發設計、智能裝備的集成；實現設計制造一體化，管控一體化。
5G、人工智能、大數據、工業互聯網等新技術加速賦能實體經濟，提升產業基礎能力和產業鏈現代化水平。這給傳統的制造業帶來了生機。許多制造企業開始探索智能制造，希望運用智能制造給企業帶來競爭力。然而智能制造並不是某一項或某幾項技術的簡單組合，而是新一代信息技術和先進制造技術的有機融合，是裝備、軟件、網絡、標準等相關要素的繫統集成。
為了幫助制造企業更好地了解智能制造，對智能制造的管理運營有正確的認識，以便做出正確的決策，在智能制造的路上少走彎路，我們編寫了《智能制造管理運營手冊：基於數字孿生的實操繫統》一書。本書主要包括智能制造概述、 數字孿生與智能制造、智能制造的實體—智慧工廠、  智能裝備與智能制造、智能制造軟件應用5章內容。
本書采用圖文解讀的方式，並輔以章前概述、相關鏈接、案例等模塊，讓讀者在輕松閱讀中了解智能制造的本質並學以致用。本書盡量做到去理論化，注重實操性，以精確、簡潔的方式描述重要知識點，盡可能地滿足讀者希望快速學習智能制造相關知識的需求。
本書由劉宏濤、林龍馳、唐世黨主編，參編的有匡仲瀟、劉艷玲。由於編者水平有限，書中難免出現疏漏，敬請讀者批評指正。

編者