本書系統(tǒng)介紹了數(shù)字工廠的相關知識，梳理了新一代數(shù)字工廠的應用技術圖譜，并分析和討論了各技術應用實踐場景。本書分為技術基礎篇和應用管理篇。技術基礎篇包括數(shù)字工廠緒論、數(shù)字工廠基礎平臺、數(shù)字工廠應用技術圖譜的規(guī)劃域和運營域；應用管理篇包括數(shù)字工廠應用案例、數(shù)字工廠項目實踐管理、數(shù)字工廠管理規(guī)范、對數(shù)字工廠建設管理的思考。
本書適合制造業(yè)轉型的從業(yè)者，以及制造業(yè)信息化領域研究方向的師生閱讀。
梳理數(shù)字工廠技術圖譜域，打造制造業(yè)企業(yè)管理的新范式
詳解規(guī)劃域、運營域技術應用，優(yōu)化物流、生產，賦能企業(yè)服務體系
深入解讀數(shù)字工廠管理等關鍵規(guī)范，助力打造智能工廠
盧陽光
工學博士，九三學社社員。江蘇省創(chuàng)新領軍人才，IEEE智能制造標準委員會委員。研究領域面向智能制造的數(shù)字孿生，工業(yè)大數(shù)據(jù)分析與建模。在離散工業(yè)和流程工業(yè)有18年智能制造項目經(jīng)驗，參與研制數(shù)字李生通用國家標準，現(xiàn)任三一重機昆山公司副總經(jīng)理兼大數(shù)據(jù)所所長，河海大學兼職教授。歷任德國大眾、中國萬達、寧德新能源的數(shù)字工廠工程師、數(shù)字技術部總監(jiān)、大數(shù)據(jù)高級經(jīng)理，在SCI和中文核心期刊發(fā)表10多篇工業(yè)大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、智能制造領域的學術論文，多篇論文入選ESI熱點論文和高被引論文。
李曉瑜
工學博士，電子科技大學副教授，全國信息技術標準化技術委員會委員，中國計算機學會量子計算專業(yè)組委員，中國通信學會量子計算委員會委員。研究方向為人工智能、數(shù)字李生、面向工業(yè)領域（航空、航天、船舶）的數(shù)字工程技術、CFD仿真與模式識別、量子計算等先后參與研制工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字孿生相關國際標準、國家標準6項。
顧強
國防科技大學工學學士，曾任江蘇微銳超算有限公司軟件研發(fā)工程師，現(xiàn)任三一重機大數(shù)據(jù)所軟件研發(fā)團隊負責人。研究方向為高性能計算及跨平臺軟件研發(fā)，數(shù)據(jù)科學模型封裝和工程化研發(fā)。參與重點計算機系統(tǒng)建設項目2項，獲得工業(yè)大數(shù)據(jù)應用領域相關計算機軟件著作權7項。
技術基礎篇
第1章 數(shù)字工廠緒論 2
1.1 數(shù)字工廠的起源和發(fā)展 2
1.1.1 數(shù)字工廠起源 2
1.1.2 狹義數(shù)字工廠和廣義數(shù)字工廠 3
1.1.3 從數(shù)字工廠到數(shù)字孿生 5
1.1.4 數(shù)字工廠的優(yōu)勢 6
1.1.5 流程制造工業(yè)的數(shù)字工廠和離散制造工業(yè)的數(shù)字工廠 7
1.2 數(shù)字工廠的組成 9
1.2.1 數(shù)字工廠的構成要素 9
1.2.2 數(shù)字工廠的關鍵技術 10
1.2.3 數(shù)字工廠的結構特征 11
1.3 對新一代數(shù)字工廠的思考 12
1.3.1 制造業(yè)面臨的新挑戰(zhàn) 12
1.3.2 兩個常見的管理難題 14
1.3.3 系統(tǒng)論思想和問題剖析 16
1.3.4 破局思路和新一代數(shù)字工廠 20
1.3.5 對數(shù)字孿生和可視化技術的思考 23
第2章 數(shù)字工廠基礎平臺 25
2.1 技術架構 25
2.1.1 基礎平臺 26
2.1.2 基本技術路線 26
2.1.3 硬件架構及需求評估 27
2.1.4 數(shù)字工廠的信息管理平臺 28
2.1.5 數(shù)字工廠應用相關軟件 28
2.2 數(shù)字工廠模型體系標準框架 37
2.2.1 工廠分解結構 37
2.2.2 信息編碼規(guī)則 37
2.2.3 色卡定義 44
2.2.4 種子文件 45
2.2.5 設計圖元庫 52
2.3 數(shù)字工廠基礎平臺功能 53
2.3.1 工廠信息查詢 53
2.3.2 三維模型瀏覽 54
2.3.3 數(shù)字化信息管理 54
2.3.4 工作流程配置 54
2.3.5 報表輸出 55
2.3.6 權限管理 55
第3章 數(shù)字工廠應用技術圖譜—規(guī)劃域 57
3.1 空間建模技術 58
3.1.1 空間建模標準框架 58
3.1.2 空間模型管理規(guī)范 59
3.1.3 工藝流程建模技術 64
3.1.4 三維建模技術 65
3.1.5 三維模型應用技術 70
3.2 三維逆向建模技術 73
3.2.1 激光掃描標準 73
3.2.2 軟件及硬件選用 74
3.2.3 測量控制網(wǎng)布置 75
3.2.4 點云數(shù)據(jù)的處理 77
3.2.5 逆向建模方法 78
3.2.6 模型的校對修正 78
3.3 虛擬驗證技術 80
3.3.1 空間模型驗證技術 80
3.3.2 有限元分析技術 84
3.3.3 生產控制邏輯驗證技術 85
3.3.4 試裝分析技術 85
第4章 數(shù)字工廠應用技術圖譜—運營域 87
4.1 過程仿真分析技術 88
4.1.1 制造過程仿真技術 88
4.1.2 物流規(guī)劃仿真技術 92
4.1.3 當前仿真軟件的問題 97
4.1.4 仿真軟件自主研發(fā)實踐研究 98
4.1.5 阿波羅仿真軟件應用簡介 107
4.2 機器學習技術 116
4.2.1 基于機器學習的數(shù)字孿生 117
4.2.2 工業(yè)大數(shù)據(jù)的處理方法 122
4.2.3 機器學習的工業(yè)驗證指標 124
4.3 知識圖譜和自然語言處理技術 124
4.3.1 知識圖譜和自然語言處理概述 124
4.3.2 知識圖譜發(fā)展歷程 126
4.3.3 知識圖譜的構建方法 126
4.3.4 當前技術融合與應用 127
4.4 運籌優(yōu)化技術 128
4.4.1 運籌學通識 128
4.4.2 線性規(guī)劃 129
4.4.3 整數(shù)規(guī)劃 129
4.4.4 排隊論 130
4.4.5 存儲論 132
4.4.6 決策論 133
應用管理篇
第5章 數(shù)字工廠應用案例 136
5.1 空間建模技術應用案例 136
5.1.1 項目背景 136
5.1.2 項目規(guī)劃和技術方案 137
5.1.3 三維模型查看 141
5.1.4 設備管理 142
5.1.5 檢維修管理 142
5.1.6 工藝培訓 143
5.1.7 仿真模擬 144
5.1.8 HSE應急指揮 144
5.1.9 項目成果和收益 145
5.2 數(shù)字仿真優(yōu)化物流庫區(qū)案例 146
5.3 數(shù)字仿真輔助車間規(guī)劃案例 150
5.4 通過機器學習實現(xiàn)生產優(yōu)化案例 153
5.5 知識圖譜賦能售后體系案例 160
5.6 運籌優(yōu)化降低物流成本案例 165
5.7 運籌優(yōu)化提升生產效率案例 173
第6章 數(shù)字工廠項目實踐管理 180
6.1 數(shù)字工廠項目實施規(guī)劃 180
6.1.1 項目目標 180
6.1.2 實施內容 180
6.1.3 協(xié)作過程 181
6.1.4 質量控制 181
6.1.5 項目交付 182
6.2 新建工廠項目數(shù)字化建模 183
6.2.1 第1階段：基礎準備 183
6.2.2 第2階段：信息獲取、集成和交付 186
6.2.3 第3階段：信息應用 191
6.3 在役工廠項目數(shù)字化建模 191
6.3.1 第1階段：基礎準備 191
6.3.2 第2階段：信息獲取、集成和交付 192
6.3.3 第3階段：信息應用 193
6.4 數(shù)字工廠模型應用系統(tǒng)接口 194
6.4.1 整體架構設計 194
6.4.2 平臺接口定義 194
6.4.3 實時數(shù)據(jù)集成和生產監(jiān)控 195
6.4.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成 196
6.4.5 設備管理系統(tǒng)集成 197
6.4.6 SAP系統(tǒng)集成 197
6.4.7 移動辦公系統(tǒng)集成 197
6.4.8 三維模型查看接口 199
6.5 算法工程化的研發(fā)與應用 200
6.5.1 算法工程化的技術框架 200
6.5.2 算法工程化主流技術分析 201
6.5.3 算法工程化的實踐路線 204
第7章 數(shù)字工廠管理規(guī)范 207
7.1 概述 207
7.2 信息采集規(guī)范 207
7.3 信息管理和維護 211
7.4 數(shù)字化信息的移交規(guī)范 225
7.5 數(shù)據(jù)文件整理審查規(guī)范 226
7.6 數(shù)字工廠平臺維護管理規(guī)定 228
7.7 數(shù)字工廠安全管理規(guī)定 229
7.8 數(shù)字工廠人員組織管理 231
第8章 對數(shù)字工廠建設管理的思考 232
8.1 站在第四次工業(yè)革命浪潮上的思考 232
8.2 今天AI仍然是工程技術而非科學？ 234
8.3 數(shù)字工廠應該外購還是自主研發(fā) 236
8.4 數(shù)字化大變革時代的提議 239
相關名詞縮略語 241
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