●序
前言一
前言二
理論篇
第1章 智能制造概述2
1.1 智能制造國內外發展與應用狀況2
1.1.1 美國智能制造的發展與應用2
1.1.2 歐洲智能制造的發展與應用5
1.1.3 亞太智能制造的發展與應用10
1.2 工業4.016
1.2.1 工業4.0的背景16
1.2.2 工業4.0的主要內容17
1.2.3 工業4.0的執行情況24
1.3 28
1.3.1 的背景28
1.3.2 的主要內容30
1.3.3 的執行情況31
1.4 智能制造的內涵與特征32
1.4.1 國內外對智能制造定義、內涵和特征的理解32
1.4.2 智能制造與傳統制造的異同40
1.4.3 智能制造解讀40
1.5 智能制造參考模型43
1.5.1 美國44
1.5.2 德國46
1.5.3 中國48
第2章 智能工廠方案與體繫51
2.1 智能工廠的體繫架構52
2.1.1 智能工廠的架構與功能定義52
2.1.2 智能工廠的雛形——安貝格數字化工廠54
2.2 智能工廠解決方案要素57
2.2.1 產品數字化建模與開發繫統57
2.2.2 產品全生命周期管理繫統60
2.2.3 生產制造執行繫統63
2.2.4 全集成自動化繫統64
2.2.5 企業資源計劃65
產品全生命周期管理篇
第3章 數字孿生模型70
3.1 概述70
3.1.1 數字孿生模型的概念及定義70
3.1.2 數字孿生模型在制造中的作用74
3.1.3 數字孿生模型的應用和進展76
3.2 基於模型的企業77
3.2.1 技術標準與規範78
3.2.2 從MBD到MBE81
3.3 MBE的體繫建設91
3.3.1 西門子MBE解決之道91
3.3.2 西門子MBE解決方案的價值定位95
第4章 數字孿生模型的組成96
4.1 產品設計96
4.1.1 MBD模型定義的挑戰96
4.1.2 MBD模型定義的解決方案98
4.2 過程規劃116
4.3 生產布局118
4.4 過程仿真122
4.5 產量優化123
4.6 維護保障管理139
4.6.1 服務規劃139
4.6.2 服務手冊管理140
4.6.3 維護BOM管理141
4.6.4 維護保障執行143
4.6.5 服務調度和執行143
4.6.6 維護保障知識庫管理144
4.6.7 FRACAS管理145
4.6.8 維護保障報告和分析146
4.6.9 維護物料管理146
制造運營管理篇
第5章 制造執行繫統概述150
5.1 制造執行繫統定義150
5.1.1 MES的定義及內涵150
5.1.2 MES的位置及與其他信息繫統之間的關繫153
5.2 MES的體繫架構簡介154
5.2.1 設計原則與項目目標154
5.2.2 MES的體繫架構155
5.3 MES的發展趨勢161
5.3.1 MES朝著新一代MES的方向發展161
5.3.2 MES成為智能工廠的核心162
5.3.3 MES成為實現精益生產的關鍵環節163
第6章 智能制造執行繫統——SIMATIC IT166
6.1 數據展現和功能繫統167
6.1.1 控制繫統的數據管理169
6.1.2 業務繫統的數據管理170
6.2 生產過程和生產管理174
6.2.1 產品定義和產品生產175
6.2.2 人員管理和生產規劃177
6.2.3 工單管理和制造執行179
6.3 SIMATIC IT產品組合戰略部署181
6.3.1 SIMATIC IT生產套件183
6.3.2 SIMATIC IT Preactor189
6.3.3 SIMATIC IT智能套件191
6.3.4 SIMATIC IT研發套件193
6.3.5 SIMATIC IT eBR195
全集成自動化篇
第7章 全集成的繫統概念198
7.1 客戶對於自動化解決方案的需求199
7.2 全集成自動化解決方案的優勢201
7.3 一體化的工程202
7.3.1 TIA的統一性202
7.3.2 TIA的開放性204
7.3.3 聯合調試與聯合編程205
7.3.4 遠程維護206
7.3.5 過程的模擬與仿真206
7.3.6 通過TIA實現高效工程及其帶來的效益207
7.4 工業數據的管理207
7.4.1 跨部門的橫向集成207
7.4.2 跨各層的縱向集成207
7.4.3 工業數據管理可以提供多種維度和視角來視察與利用數據207
7.5 故障安全集成208
7.5.1 安全集成理念209
7.5.2 設備安全的實現209
7.6 工業通信215
7.6.1 以太網和工業以太網215
7.6.2 PROFINET216
7.6.3 工業無線通信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 工業信息安全222
7.7.1 工業信息安全的防護理念222
7.7.2 工廠安全223
7.7.3 網絡安全224
7.7.4 繫統完整性228
繫統集成篇
第8章 企業間價值網絡的橫向集成234
8.1 橫向集成234
8.2 橫向集成解決的問題235
8.3 橫向集成與車間236
8.4 橫向集成與網絡化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簡介238
9.2 端到端——供應鏈要達到很好的狀態?239
9.3 端到端集成解決方案240
9.4 全價值鏈端到端繫統工程240
第10章 網絡化的縱向垂直集成與網絡化制造243
10.1 PDM與ERP集成244
10.1.1 PDM與ERP集成的必要性244
10.1.2 PDM與ERP的集成模式244
10.2 ERP與MES集成245
10.2.1 ERP與MES的集成分析246
10.2.2 ERP與MES的集成模式與方法247
10.2.3 SAP制造行業的ERP與MES集成架構250
10.3 PLM與MES集成251
10.3.1 PLM與MES的集成分析251
10.3.2 西門子的PLM與MES集成架構251
案例分析篇
制造運營管理案例254
成功案例1青島啤酒254
成功案例2京信通信258
產品全生命周期管理案例264
全集成自動化案例268

本書針對“工業4.0”、“”、“互聯網+工業”等熱點概念，提供一個實踐的指導，推動這些重大創新措施的戰略落地，共分六篇，分別為理論篇、產品全生命周期管理篇、制造運營管理篇、全集成自動化篇、繫統集成篇、案例分析篇。

前言一21世紀以來，全球出現了以物聯網、雲計算、大數據、移動互聯網等為代表的新一輪技術創潮。當前，新興經濟體快速崛起，全球市場經濟交流合作規模空前龐大，多樣化、個性化需求快速發展，用戶體驗成為市場競爭力的關鍵要素；資源、能源需求快速增長，生態環境、氣候變化備受關注，綠色低碳的發展理念漸成共識；信息網絡、優選材料、智能制造、生物醫藥等科技與產業醞釀新突破，服務與業態創新日新月異。 在此背景下，德國提出“工業4.0”，中國推出“”，美國推進振興高端制造，日本發展協同機器人和無人工廠，英國著力生物、納米等高附加值制造，法國開啟“新工業法國”總動員。這些國家都將智能制造視為振興實體經濟和新興產業的支柱與核心，以及提升競爭力和可持續發展能力的基礎與關鍵。 本書以同濟大學中德工程學院“工業4.0 -智能工廠實驗室”和西門子相關解決方案為背景，結合作者在智能制造領域的實踐經驗和關鍵技術編等