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內容簡介

《麵嚮中國製造2025的智能工廠》從智能製造概念齣發，介紹目前世界上在智能製造方麵比較超前的一些製造強國關於智能製造實施路綫、方針，同時分析和解讀瞭我國提齣的“中國製造2025”的相關政策、戰略思考，旨在為讀者客觀瞭解當前製造業的發展趨勢，結閤我國智能製造業的發展實際及存在的突齣問題，來思考中國智能製造中智能工廠的構成和實施。
全書共分9 章，內容包括中國製造2025 與智能製造，智能製造創新模式，智能工廠的信息設施，智能工廠的生産信息的管控，智能工廠的安防管理，智能工廠的生産環境管理，智能工廠的能源管理，企業綜閤信息服務管理係統，智能工廠的實踐。
本書對於我國智能製造工程相關技術人員和管理人員都有很強的實用價值和藉鑒作用。

目錄

目 錄
序
前言
本書的範圍與價值
第1 章 中國製造2025 與智能製造 1
1.1 在全球智能製造熱潮中的工業4.0 1
1.1.1 美國重振製造業 2
1.1.2 英國高價值製造 4
1.1.3 日本智能製造係統 6
1.1.4 德國工業4.0 6
1.2 中國製造2025 12
1.2.1 發展背景 12
1.2.2 中國製造2025 要義 14
1.3 智能製造相關技術標準 24
1.3.1 工業4.0 標準化路綫圖 24
1.3.2 中國智能製造標準 25
1.3.3 國內外智能製造相關
標準化組織 27
參考文獻 29
第2 章 智能製造創新模式 31
2.1 智能製造新模式 31
2.1.1 離散型數字化製造 31
2.1.2 流程型智能製造 32
2.1.3 網絡協同製造 33
2.1.4 大規模個性化定製 33
2.1.5 遠程運維服務 34
2.2 智能製造推動智能工廠的創新 34
2.2.1 智能工廠 34
2.2.2 智能工廠關鍵技術創新 35
2.2.3 智能工廠工作流程創新 51
參考文獻 52
第3 章 智能工廠的信息設施 53
3.1 基礎技術要求 53
3.1.1 電磁兼容 53
3.1.2 防爆 56
3.1.3 信息設施的安全性 57
3.1.4 可靠性 65
3.2 工廠信息係統布綫 66
3.2.1 信息係統布綫原則 66
3.2.2 信息係統布綫規劃 66
3.2.3 布綫係統的分級與選用 69
3.2.4 綫纜布放、電氣防護、接地
及防火要求 71
3.2.5 綜閤管網工程 73
3.3 工廠網絡係統 75
3.3.1 網絡係統建設原則 75
3.3.2 網絡係統建設目標 76
3.3.3 網絡邏輯架構 76
3.3.4 核心交換模塊 77
3.3.5 廠區有綫接入模塊 78
3.3.6 廠區無綫接入模塊 78
3.3.7 互聯齣口模塊 79
3.3.8 安全防護模塊 80
3.3.9 運維管理模塊 80
3.3.10 智能工廠網絡基礎架構 80
3.3.11 四級骨乾網 81
3.3.12 三級生産管理網 82
3.3.13 二級生産控製網 82
3.3.14 二級與三級網絡互聯 83
3.3.15 三級與四級網絡互聯 83
3.3.16 廣域網互聯 83
3.4 工廠計算機網絡數據中心 83
3.4.1 數據中心的組成要素 84
3.4.2 數據中心規劃 85
3.4.3 數據中心分區 85
3.4.4 數據中心服務器區分層、
分級 86
3.4.5 集中存儲方案 88
3.4.6 分層存儲方案 89
3.4.7 持續數據保護方案 90
3.4.8 遠程災備方案 91
3.4.9 數據中心的運維管理 92
3.5 信息機房 98
3.5.1 建設內容 98
3.5.2 機房建設原則 99
3.5.3 信息機房規劃要求 100
3.5.4 機房裝修 101
3.5.5 電氣係統 102
3.5.6 不間斷電源係統 105
3.5.7 機櫃配電 106
3.5.8 照明工程 107
3.5.9 機房管路橋架綫纜敷設 107
3.5.10 防雷接地 108
3.5.11 機房空調係統 109
3.5.12 新風係統 109
3.5.13 排煙係統 110
3.5.14 環境和設備監控係統 110
3.5.15 機房安全防範係統 111
3.5.16 機櫃係統 111
3.5.17 消防報警及氣體滅火
係統 112
3.5.18 其他要求 112
參考文獻 112
第4 章 智能工廠的生産信息的
管控 114
4.1 智能工廠管控平颱及其總體
架構 114
4.2 CPS 概述 115
4.2.1 CPS 的起源 115
4.2.2 世界各國對CPS 的研究 115
4.2.3 CPS 的定義和特徵 116
4.2.4 CPS 的意義 117
4.3 智能感知及自動控製 117
4.4 生産製造執行係統（MES） 119
4.5 企業資源管理計劃（ERP） 120
4.6 互聯網+製造 122
4.7 雲計算 123
4.7.1 雲計算的概念及基本特徵 123
4.7.2 雲計算的體係架構 124
4.7.3 雲計算與智能製造 125
參考文獻 126
第5 章 智能工廠的安防管理 127
5.1 視頻監控 127
5.1.1 視頻監控的發展及構成 127
5.1.2 視頻監控的係統組成 129
5.1.3 視頻監控前端 130
5.1.4 視頻監控傳輸網絡 136
5.1.5 監控中心係統 138
5.1.6 視頻智能技術 145
5.2 企業一卡通 155
5.2.1 門禁管理 155
5.2.2 考勤管理 162
5.2.3 梯控管理 164
5.2.4 巡查管理 166
5.2.5 消費管理 167
5.2.6 訪客管理 169
5.3 報警管理 171
5.3.1 報警係統的發展 171
5.3.2 報警係統組成 172
5.3.3 報警係統功能 174
5.4 車輛管理 176
5.4.1 係統概述 176
5.4.2 係統組成 176
5.4.3 係統功能 177
5.4.4 場景應用 179
5.5 企業安全綜閤管理平颱 181
5.5.1 平颱概述 181
5.5.2 平颱總體框架 181
5.5.3 平颱功能 182
參考文獻 185
第6 章 智能工廠的生産環境管理 186
6.1 智能工廠基礎環境 186
6.1.1 環境指標通用要求 187
6.1.2 不同企業類型對環境指標
要求 193
6.1.3 基礎環境變量的控製 197
6.2 智能工廠環境控製 198
6.2.1 空氣調節 198
6.2.2 空調水係統 198
6.2.3 空調風係統 199
6.2.4 通風與除塵 200
6.2.5 智能工廠環境自動控製 203
6.3 工廠環境智能控製的設計 213
6.3.1 廠房環境智能控製係統
設計 214
6.3.2 廠房智能化集成係統設計 221
參考文獻 224
第7 章 智能工廠的能源管理 226
7.1 工廠能源管理概述 226
7.1.1 工廠能源管理的建設目標 226
7.1.2 工廠能源管理設計依據 227
7.1.3 工廠能源管理設計原則 227
7.1.4 設計內容及定位 228
7.2 工廠能源管理 229
7.2.1 電力監管 229
7.2.2 燃氣監管 235
7.2.3 供用水監管 238
7.2.4 熱能迴收 241
7.3 生産用氣監管 244
7.3.1 生産用氣監管概述 244
7.3.2 生産用氣監管係統結構
和功能 245
7.3.3 生産用氣監管係統特點 246
7.4 可再生能源監管 247
7.4.1 太陽能光伏發電技術 247
7.4.2 光伏並網逆變器 248
7.4.3 太陽能光伏電站監測及
通信 248
7.5 工廠能源綜閤管理平颱 249
7.5.1 綜閤監控功能 249
7.5.2 基礎能源管理功能 255
參考文獻 260
第8 章 企業綜閤信息服務管理
係統 261
8.1 綜述 261
8.1.1 主要功能特點包括 261
8.1.2 主要內容包括 261
8.1.3 信息標準體係 262
8.2 目標和範圍 263
8.3 係統架構 263
8.4 信息管理係統 264
8.4.1 外網網站 264
8.4.2 內網門戶 266
8.4.3 移動門戶 268
8.4.4 單點登錄 269
8.4.5 協同辦公管理係統 270
8.4.6 人力資源管理 271
8.5 閤同管理係統 271
8.6 檔案管理係統 272
8.7 供應商管理與交易係統 275
8.7.1 係統綜述 275
8.7.2 係統架構 276
8.7.3 主要功能 276
8.7.4 采購計劃管理 277
8.7.5 招投標管理 277
8.7.6 流程管理 279
8.7.7 供應商交易管理 279
8.7.8 係統特性 279
8.8 企業內部管理與應用 280
8.8.1 知識管理係統 280
8.8.2 統一用戶管理係統 282
8.8.3 企業郵件係統 284
8.8.4 統一接口關係 285
8.8.5 統一工作流引擎 286
8.8.6 統一內容管理 288
8.8.7 統一的單點登錄 289
8.8.8 與Office 集成 290
8.9 移動開發技術 291
參考文獻 292
第9 章 智能工廠的實踐 293
9.1 智能工廠規劃設計 293
9.1.1 建設目的 293
9.1.2 建設原則 293
9.1.3 建設內容 294
9.2 智能工廠設計案例 294
9.2.1 亨剋電梯工廠概況 294
9.2.2 亨剋電梯工廠對智能工廠
的期望 297
9.2.3 亨剋電梯工廠的智能化 298
9.2.4 智能電梯廠的運營 303
9.3 廠區物流服務係統 304
9.3.1 智能物流服務係統的構成 305
9.3.2 關鍵技術 307
9.3.3 應用案例 312
9.4 機器人應用概要 319
9.4.1 工業機器人在物流行業的
應用 319
9.4.2 機器人在生産操作中的
應用 320
9.5 智能工廠案例匯編 320
9.5.1 高壓開關智能工廠 320
9.5.2 工業搬運車輛智能工廠 322
9.5.3 電站鍋爐智能工廠 324
參考文獻 326
編後記 327

前言/序言

序
信息通信技術尤其是互聯網、雲計算、大數據、物聯網、集成電路、傳感器的快速發展以及與各行各業的深度融閤重新定義瞭製造業，製造業價值鏈的每個環節——研發、設計、生産、銷售、服務都在經曆重新定義，以智能製造為代錶的新一輪産業變革在全球興起，數字化、網絡化、智能化日益成為未來製造業發展的主要趨勢，智能製造浪潮席捲全球。
為加速我國製造業轉型升級、提質增效，2016 年5 月，國務院發布瞭中國政府實施製造強國戰略首個十年的行動綱領《中國製造2025》，將智能製造作為主攻方嚮，加速培育我國新的經濟增長動力，搶占新一輪産業競爭製高點。
目前，我國製造業的機械化、電氣化、自動化、信息化正在發展過程中，地區、行業、企業的發展水平極度不平衡，許多地區和領域信息化與工業化融閤還遠未完成，智能製造麵臨關鍵技術、智能製造標準、智能製造信息化基礎、智能化集成應用等一係列問題，推動我國製造業智能轉型還需要從各個方麵做長期艱苦的努力。
《麵嚮中國製造2025 的智能工廠》一書著力於智能製造的基礎部分——工廠基礎設施，不但從宏觀上描述瞭世界主要國傢智能製造的發展態勢，而且結閤智能製造的實現，給齣瞭智能化工廠基礎設施的功能與特徵，設計工廠運營必需的智能化係統，並以應用案例的方式，從實踐的角度提齣如何支撐智能製造的實現。
全麵實施《中國製造2025》，需要重點領域的共性技術的突破，所以在智能製造工程中，探索新一代信息技術與製造裝備融閤的集成創新和工程應用亟為重要，《麵嚮中國製造 2025的智能工廠》在這方麵進行瞭有益的嘗試，會對我國智能製造業的發展發揮積極的促進作用，對我國從事智能製造事業的工程技術和研究人員具有很強的實用價值和藉鑒意義。
中國科學院上海高等研究院院長
上 海 市 電 子 學 會 理事長封鬆林

前 言
隨著雲計算、物聯網、互聯網+和大數據技術的不斷演進，推動瞭傳統製造業的變革與創新。通過發展以數字化、信息化、網絡化和智能化為核心內容的先進製造技術，以先進製造技術和先進製造理念為基礎，從而推動製造産業的發展，實現製造業新的一次革命——智能製造。
智能製造是集成瞭技術創新、模式創新和組織方式創新的先進製造係統，也是集成製造、精益生産、敏捷製造、虛擬製造、網絡化製造等多種先進製造係統和模式的綜閤。智能製造概念一經提齣，在全球範圍內引起瞭業界的極大關注，無論是來自政府的政策引導，還是全球産業發展趨勢驅動，以及日益繁多的新興技術的齣現，都推動並引導著智能製造嚮更深的空間發展。目前，世界主要工業化發達國傢都紛紛齣颱以先進製造業為核心的智能製造實施戰略，無論是美國的“再工業化”，德國的“工業4.0”，還是日本的未來“無人化工廠”等，都將智能製造作為重振製造業戰略的重要抓手，並影響著全球範圍內製造産業的布局。
新的一輪工業革命即將拉開序幕，智能製造所引發的新的製造業革命將重構全球製造業的競爭格局。中國作為製造業大國，需要走中國特色的道路，把製造大國變成製造強國，在世界製造市場中占有更大的份額，獲得足夠的話語權，並贏得生存與發展的更多機會。以“互聯網+”和“智能製造”為核心，我國政府製定瞭“中國製造2025”的發展戰略，為中囯製造成為中國智造指明瞭方嚮和布署具體實施行動。
智能製造需要有智能的生産條件，如何提升工廠的信息化和智能化技術的應用水平，我們都在努力探索。針對這一情況，上海市電子學會建築智能化技術專業委員會組織有關專傢和行業資深人士編寫瞭本書，以滿足廣大企業和建築智能化的從業人員和讀者的需要。本書結閤“中國製造2025 與智能製造”的相關概念，對互聯網時代的製造工廠信息化基礎和智能化環境給予瞭深入的分析與介紹。
本書共分為9 章，講述實現智能工廠所需的信息化基礎和智能化環境的構成和具體實施。第1 章介紹瞭中國製造2025 與智能製造的關係和我國實施智能製造政策背景和步驟，由塗煊、徐東、陳廷炯撰稿；第2 章介紹瞭智能製造的創新模式，由塗煊、徐東、陳廷炯、顧永興撰稿；第3 章介紹瞭智能工廠的信息基礎設施，由陳衛新、梁鳳偉、許笑旻撰稿；第4 章介紹瞭智能工廠的生産信息管控，由顧永興、王奕、陶鈞、吳毅平撰稿；第5 章介紹瞭智能工廠的安防管理，由王俊卿撰稿；第6 章介紹瞭智能工廠的生産環境管理，由黃誌波、鄧經生、羅啓軍撰稿；第7 章介紹瞭智能工廠的能源管理，由吳斌、吳燁琪、巫文龍、李東慶、周虹撰稿；第8 章介紹瞭企業綜閤信息服務管理係統，由包貞強撰稿；第9 章介紹瞭智能工廠的實踐，由陳衛新、瀋彥、張勇傑、顧永興、劉典勇、鄔知衡撰稿。
本書編寫得到瞭江蘇達海智能係統股份有限公司、上海工業自動化儀錶研究院（工業過程自動化國傢工程研究中心）、上海寶信軟件股份有限公司、上海信業智能科技股份有限公司、杭州海康威視係統技術有限公司、上海能譽科技發展有限公司等單位的大力支持與幫助，在本書成書過程中還受到瞭業內眾多專傢的指點，對此我們一並緻以誠摯的謝意。
由於智能製造和智能工廠尚在實踐和發展中，同時也限於我們的認知，書中一定存在不足與錯誤，懇請廣大讀者給予批評與指正。
上海市電子學會建築智能化技術專業委員會

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