机.智-从数字化车间走向智能制造

序一

序二

前言

取势篇　大势所趋，全球工业体系大转型

**章　智能制造，风从何处来 ┆2

德、美、日、中这些工业强国和大国都不约而同地提出了相近的国家战略，掀起了全球史上*大的智能制造浪潮。这并非是因为突然有什么颠覆性的技术突破，而是因为在当前全球制造业严峻形势下，各国结合自身问题及特点，在快速增长的数字经济发展进程中，希望借助自动化、数字化、网络化、智能化等新技术寻求突破，解决存在的实际问题，提升制造业竞争力，推动本国制造业的发展。

制造业面临四个难题┆3

寄希望于新技术体系┆11

新常态下的中国制造┆12

数字经济扛鼎新动能┆14

第二章　务实战略，客观认识德国工业4.0 ┆19

越是时髦、喧嚣的热潮，越需要冷静、独立的思考。我们既要积极学习德国工业4.0的先进理念，也要看清楚其战略本质，不要照搬照抄，一定要结合国情与企业情况，制定出积极、有效的应对策略，才能在这场全球工业革命中取得主动，助力企业的健康发展。

内忧外患，德国制造不乐观┆20

工业4.0，绝地反击利器┆25

中小企业，转型升级立潮头┆42

对工业4.0的四个认知误区┆47

第三章　同场竞技，美、德、日、中各显身手 ┆54

作为制造企业，不仅要深入研究与借鉴德、美、日等国家先进理念，博采众长，为我所用，还要深刻理解“中国制造2025”的战略意义及实施路径，在中国智能制造发展战略“三范式”指导下，抓住稍纵即逝的历史发展机遇，积极推进智能制造在企业的落地，促进企业智能化转型升级。

美国借助“巧实力”重归制造业┆54

日本工业价值链颇具价值┆60

中国以智能制造独辟蹊径┆67

“一智各表”，内涵有别┆76

明道篇　因势利导，走中国道路的智能制造

第四章　以人为本，智能制造战略落地之道 ┆82

从“人机网三元战略”“三体智能模型”到“人-信息-物理系统”，反映出了中国“以人为本”的东方哲学思想与西方先进技术的交汇与融合，让中国这样一个人口大国在以智能为标识的新工业革命中，明确自己的特色，找到自己的定位，推出适合本国国情的智能制造发展战略。

多国竞合，智造路径各不同┆82

智能制造，终须以人为本┆88

历次工业革命，“人”是核心要素┆95

三元战略，中国企业制胜之策┆101

第五章　审时度势，经营战略再定位 ┆111

在向智能化转型升级的关键阶段，外部经营环境发生了很大变化，企业不能墨守成规，固守以往的“成功经验”，贻误战略发展机遇，应该内外兼修，不仅要有过硬的硬实力，也要有深厚的软实力。在瞬息万变的发展中，企业的经营战略和文化等需要根据形势的变化而调整。

企业经营战略的选择与制订┆112

智能制造的“新四化”┆121

文化，企业无形竞争力┆131

优术篇　技术使能，智能制造的落地战术

第六章　CPS赋能，智能制造的核心驱动力 ┆138

CPS被认为是“德国工业4.0”的核心技术，美国也将其列为八大关键的信息技术之首。既然CPS如此重要，我们就需要追根溯源，广泛地求证、深入地学习与思考，然后实地力行。只有深入理解CPS，并以之为抓手，才能促进它在企业智能制造中落地。

众说纷纭，共话赛博渊源┆138

划层分级，CPS一统江湖┆143

数字孪生，CPS构建基础┆150

CPS织网，数据自动流动┆153

第七章　工业互联网，“换道超车”新机遇 ┆159

工业互联网是以数字化、网络化、智能化为主要特征的新工业革命的关键基础设施，通过物联网、大数据、云计算等技术手段，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，对产品、设备、人力、知识、信息等实现资源、能力的共享与协作，是汇众智、用众力的新型商业模式。

加快其发展有利于加速智能制造发展，更大范围、更高效率、更加精准地优化生产和服务资源配置，促进传统产业转型升级，催生新技术、新业态、新模式，为制造强国建设提供新动能。

互联革命，经济发展驶入新赛道┆160

工业互联网平台，新工业体系操作系统┆164

工业互联网，既“姓工”也“姓公”┆168

重塑制造业，新范式开始发力┆171

利器篇　数字化车间，智能制造主战场

第八章　从数字化车间走向智能制造 ┆178

《中国制造2025》明确指出：“推进制造过程智能化，在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间。”数字化车间建设是智能制造的重要一环，是制造企业实施智能制造的主战场。

前面我们一起探讨了智能制造的一些原理与方法，本章将以离散制造行业为例，探讨数字化车间建设时应该遵循什么样的基本原则，采取什么样的灵活策略以及系统选型方面的注意事项，确保智能制造在车间沿着正确方向推进。

数字化车间的定义与建设主线┆178

数字化车间实施策略┆188

数字化车间实施效果┆193

数字化车间系统选型原则┆195

第九章　设备互联，机器不再“聋哑” ┆198

再先进的设备，单机工作也是潜力有限。需要改变传统的设备孤岛式生产模式，发挥生产设备集群化的生产潜能，在网络化通信的基础上，实时采集生产设备的关键运转数据，对设备进行可视化、智能化管理以及预测性维护，并通过与信息化系统进行深度集成，实现设备网络化、集群化、智能化的生产管理模式，为促进企业智能制造落地打下坚实基础。

数字化车间从设备“治哑”开始┆198

互联互通，设备携手变聪明┆205

预测性维护，打造无忧生产┆220

设备物联网建设注意事项┆225

第十章　MES赋能，智造精益双落地 ┆233

市场竞争越来越激烈、客户要求越来越高、人力与生产资源成本不断上涨，企业既需要进行宏观的统筹与规划，又需要对具体事项进行“精打细算”。

车间有众多设备、设施、物资及人员，还有大量的生产任务，且产品属性不同、交货期不同、紧急程度不同，做到精细、精准、精益的管理，难度很大。

“君子生非异也，善假于物也”。MES就是帮助企业解决这些问题的信息化系统，可以帮助企业实现生产管理数字化、生产过程协同化、决策支持智能化，可有力地促进精益生产落地及企业智能化转型升级。

MES有关概念┆234

MES模块组成┆240

MES模块功能简介┆243

理念需要与时俱进┆267

第十一章　大数据赋智，车间走向新时代 ┆277

不同于设备、物料等有形的物理实体，无形的数据是企业的一种新资产、新资源和新生产要素，是企业正常生产的基础，是企业进行智能化管理的关键。对这些数据进一步挖掘，以量化、可视化等方式，定位生产中存在的问题并进行优化，这对提升企业竞争力有非常重要的意义。

数字化车间不只是智能制造的主战场，也是工业大数据的富矿，是新一代智能制造的测试床。采集、存储、挖掘、使用好这些工业大数据，可为企业智能制造提供源源不断的新动能。

工业大数据，车间的无形资产┆277

APS，MES智能化的源头┆284

3D可视化，制造新境界┆293

人工智能，智能制造新引擎┆299

实证篇　知行合一，智能制造重在落地

第十二章　各具特色，数字化车间案例集锦 ┆306

古人说，知易行难。

实践是检验真理的唯一标准。智能制造一定要产生有效的经济与社会价值，一定要能切实推动传统企业的智能化转型升级。

2016年2月2日，李克强总理视察宁夏共享集团，将该企业比喻为“傻大黑粗”转型升级成了“窈窕淑女”，称赞是“展示了‘中国制造2025+互联网’的融合，是新旧动能转换的生动体现。”

海尔模具：设备互联 效益明显┆307

中信戴卡：精益为魂 智造典范┆311

宁夏共享：数据流动 新旧转换┆314

西安交大：虚实融合 教学创新┆318

后　记 ┆321

参考文献 ┆323

参考资料 ┆328