智能制造关键技术与工业应用丛书--数智化转型战略与智能工厂规划设计

在全球日益激烈的竞争环境下，新工业变革与制造业高质量发展已经成为国家制造业转型升级的重要议题与必要趋势。本书针对制造业转型升级的驱动因素、转型过程中所面临主要问题进行了系统性的梳理分析，并围绕新工业变革中的智能工厂主题，从 “卓越工厂”分析与启示、企业数智化转型战略与方法、智能工厂规划设计方法等方面进行了介绍。本书重点围绕企业数智化转型战略与方法，提出了一种包含企业数智化转型评估、目标确定、预规划、概念规划、详细设计等阶段在内的LDGF4.0（Lean-Digital-Green Factory 4.0）体系框架，并对每个阶段的规划设计方法进行了详细介绍。 基于上述内容，希望本书能够为企业数智化转型、智能工厂规划与建设提供相应的指导与参考。本书可供从事智能制造、智能工厂规划与建设等专业的工程技术人员、管理人员参考，亦可作为高等院校智能制造工程、工业工程、机械制造等专业的教学用书。

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背景主题篇 001 1绪论002 1.1工业革命历程及驱动因素002 1.1.1第一次工业革命003 1.1.2第二次工业革命005 1.1.3第三次工业革命007 1.2新一轮产业革命概述009 1.2.1新一轮产业革命的背景与驱动因素009 1.2.2全球主要经济体产业转型升级战略011 1.3工厂的重要性及发展历程020 1.3.1工业革命前的工厂020 1.3.2工业革命时期的工厂022 1.3.3未来工厂的发展趋势029 1.4工厂规划设计的重要性与发展历程030 1.4.1工厂规划设计的重要性030 1.4.2工厂规划设计的发展历程032 1.4.3工厂规划设计的发展趋势036 参考文献037 战略方法篇 039 2智能制造“卓越工厂”分析与启示040 2.1“卓越工厂”整体概述040 2.1.1“卓越工厂”内涵040 2.1.2“卓越工厂”建设现状040 2.2“卓越工厂”典型实施目标与模式分析042 2.2.1实施目标分析042 2.2.2典型实施模式044 2.3“卓越工厂”典型智能制造场景及用例分析048 2.3.1生产制造环节场景分析048 2.3.2端到端价值链环节场景分析050 2.4“卓越工厂”实施启示051 参考文献052 3企业数智化转型战略与方法053 3.1企业数智化转型理念与方法053 3.1.1智能制造参考模型053 3.1.2企业数智化转型双擎驱动理念058 3.1.3企业数智化转型双擎驱动架构蓝图060 3.1.4企业数智化转型双擎驱动路径062 3.2企业数智化转型技术引擎072 3.2.1新型信息技术072 3.2.2先进制造技术092 3.3企业数智化转型管理引擎096 3.3.1生产模式演变历程096 3.3.2工业4.0环境下的典型生产系统模式097 参考文献100 规划设计篇 102 4智能工厂规划设计方法概述103 4.1主要规划设计方法介绍103 4.1.1相关规划设计方法103 4.1.2VDI 5200规划设计框架105 4.2LDGF4.0规划设计方法108 4.2.1LDGF4.0规划设计理念108 4.2.2LDGF4.0规划设计框架109 参考文献112 5 LDGF4.0企业数智化转型评估阶段113 5.1智能制造成熟度评估方法对比分析113 5.2LDGF4.0企业数智化转型评估模型115 5.3LDGF4.0企业数智化转型评估等级定义117 5.3.1基础维评估等级定义118 5.3.2保障维评估等级定义119 5.3.3技术维评估等级定义120 5.3.4业务维评估等级定义121 5.3.5标杆维评估等级定义123 5.4LDGF4.0企业数智化转型评估体系123 5.4.1基础维评估体系124 5.4.2保障维评估体系125 5.4.3技术维评估体系125 5.4.4业务维评估体系126 5.4.5标杆维评估体系126 5.5LDGF4.0企业数智化水平量化评估方法128 参考文献133 6 LDGF4.0智能工厂转型目标确定阶段134 6.1智能工厂转型主要目标及制约因素134 6.1.1智能工厂转型主要目标134 6.1.2智能工厂转型制约因素135 6.2智能工厂转型评价指标体系设计136 6.2.1评价指标体系概述136 6.2.2质量指标体系137 6.2.3成本指标体系138 6.2.4交期指标体系140 6.2.5安全指标体系140 6.2.6绿色指标体系141 6.2.7效率指标体系142 参考文献145 7 LDGF4.0智能工厂转型预规划阶段146 7.1现状调研与数据收集146 7.1.1现状调研流程与方法146 7.1.2数据收集的类型147 7.2关键数据校核152 7.2.1产品生产工时校验152 7.2.2工厂生产能力核定153 7.3产品与双流分析155 7.3.1产品产量分析155 7.3.2产品工艺路线分析155 7.3.3产品成组过程分析156 7.3.4价值流与能量流分析157 参考文献162 8 LDGF4.0智能工厂转型概念规划阶段163 8.1生产系统模式选择与分析163 8.1.1典型生产系统模式介绍163 8.1.2生产系统制造策略选择164 8.1.3影响生产系统模式选择的主要因素分析167 8.2工时测定与产能规划169 8.2.1典型产品选择与工时测定169 8.2.2整体生产能力规划173 8.3智能工厂布局与仓储物流规划177 8.3.1工厂布局规划177 8.3.2工厂仓储物流规划184 8.3.3工厂布局与建筑协同模式规划196 8.4智能工厂生产质量管理规划198 8.4.1质量管理体系对比分析198 8.4.2生产质量管控方法规划198 8.5柔性智能化产线规划205 8.5.1产线规划流程介绍205 8.5.2产线规划需求分析206 8.5.3产线整体架构规划207 8.5.4影响产线规划主要因素分析208 8.5.5产线规划输出209 8.6规划方案仿真分析210 8.6.1生产仿真软件对比分析210 8.6.2仿真流程设计215 8.7数字化系统规划217 8.7.1业务流程规划217 8.7.2数字化架构规划225 8.8规划方案评比分析235 参考文献237 9 LDGF4.0智能工厂转型详细设计阶段239 9.1智能工厂生产工艺详细规划239 9.1.1生产工艺规划流程239 9.1.2生产工艺规划方法240 9.1.3生产工艺规划原则242 9.2智能工厂布局与仓储物流详细设计244 9.2.1工厂布局详细设计244 9.2.2工厂仓储物流详细设计257 9.2.3工厂参观路线详细设计273 9.2.4工厂建筑设计需求输出275 9.3柔性智能产线详细设计276 9.3.1生产能力与节拍计算276 9.3.2工作研究与人机工程278 9.3.3工位需求分析与产线平衡283 9.3.4产线布局选型与详细设计289 9.3.5关键工序自动化详细设计297 9.3.6线边物流详细设计304 9.3.7产线质量管控详细设计310 9.3.8产线控制系统详细设计311 9.4智能工厂数字化系统详细设计321 9.4.1数字化业务架构详细设计321 9.4.2数字化功能详细设计322 9.4.3智能工厂纵向集成详细设计327 9.4.4智能工厂网络安全详细设计334 9.5智能工厂布局与建筑详细协同设计335 9.5.1协同规划详细设计标准335 9.5.2工厂布局与建筑协同数据匹配336 9.5.3布局与建筑初步协同设计336 9.5.4布局与建筑详细协同设计337 9.6智能工厂数字化模型集成与数字化交付338 9.6.1智能工厂建模方法338 9.6.2数字化交付343 参考文献343 缩略表345