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工业4.0实战：装备制造业数字化之道 [:1704005717]
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工业4.0实战：装备制造业数字化之道 致谢
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智能制造、MBD、MBe、MBE、数字化工厂、数字化企业……是当下制造业数字化的重要课题。西门子不仅是数字化企业解决方案的提供者，也是数字化企业实施的践行者。有“数字化工厂”之称的西门子工业自动化产品成都生产研发基地（简称：SEWC）于2013年9月11日正式投产，它是全球最先进的电子工厂之一，也是西门子在德国之外建立的首家“数字化企业”，实现了从产品设计到制造过程的高度数字化。鉴于近期西门子工业软件在产品组合、战略愿景、实践案例方面又取得一系列重要进展，以及西门子成都数字化工厂的落成投产，西门子工业软件中国团队决定对内部印发的《大型装备制造业数字化之道——基于模型的数字化企业》白皮书进行修订并出版。这个过程中，如下同事贡献了大量业余时间，完成了事无巨细的策划、起草、校对、编辑工作，在此一并表示感谢：
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·技术部的方志刚、刘其荣、陈铁锋、邹明政、刘小龙、李作坤、李钊彦、高岩松、胡小康、伍良靖、夏卫华、石银明、乌蒙、徐洪峰、张晓前、毛军波、安杰、陆海燕。
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·市场部的Andy Kwon、张宇婧。
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·西门子中央研究院的王新生、赵雄飞。
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·南京易之恒软件技术有限公司的周益民。
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欢迎读者反馈意见，可联系邮件cn.plm@siemens.com。
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工业4.0实战：装备制造业数字化之道 愿景篇
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NX
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NX是西门子工业软件公司提供的计算机辅助设计、分析、制造一体化数字化研发解决方案，是业界唯一能够处理产品开发过程中各个方面问题的一体化解决方案，从概念构思直至制造的所有环节，包括工业造型设计、包装设计、机械设计、机电设计、机械仿真、机电仿真、工装夹具和模具、机械加工、工程流程管理等，NX提供了完整集成的流程自动化工具套件，从而使整个产品开发流程发生质的变革。
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NX最新版本构建在西门子的全息PLM技术框架之上，提供可视程度更高的信息、分析，从而改善协同和决策过程，提高整个产品开发过程中的生产效率，借助用于设计、仿真、制造的最新工具与扩展功能，可帮助用户开发出更具创新性的产品，大大提升生产效率。
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NX可提高设计效率。借助NX中的最新工具和改进的工具，可提高生产效率并加快设计过程，除扩大了全息三维（HD3D）支持范围以实现更出色的设计、决策以外，NX还提供了功能更强大、更高效的建模、制图、验证等工具。
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NX可提高仿真效率。可将用于准备和解算分析模型的时间缩短70%。借助NX仿真，可以快速构建、更新和仿真分析模型，做出更明智的工程决策，从而更快速地提供更好的产品。NX CAE提供了用于优化和多物理场分析的最新解决方案，以及用于分析复杂装配模型的最新方法。NX Nastran包括对非线性分析和动态分析的多项改进，并且提供了计算性能和建模易用性。
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NX可提高制造效率。通过机床和工装设计方面的最新功能或扩展功能，NX将两个重要行业部门的零件制造效率提高到了新的水平。对于机床，NX提供了适用于机床的重型设备零件生产并且经过优化的NC编程功能，NX在工装设计领域的最新发展将设计自动化与基于CAE的验证工具结合起来，可帮助企业实现“一次即成功”的设计并赢得更多高价值项目。
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工业4.0实战：装备制造业数字化之道 第1章 “工业4.0”——制造业的未来
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1.1 第四次工业革命——“工业4.0”
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随着制造业再次成为全球经济稳定发展的驱动力，世界各主要工业国家都加快了工业发展的步伐：从美国的“制造业复兴”计划到德国的“工业4.0”战略，再到中国的“十二五”发展规划，制造业正逐步成为各国经济发展的重中之重，引领未来制造业的方向也成为制造业强国竞争的一个战略制高点。
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两个多世纪以前，蒸汽机的发明带来的第一次工业革命开启了农业社会向工业社会的转变。20世纪初期，随着电力的应用、劳动分工和大规模生产的出现，拉开了第二次工业革命的大幕。20世纪70年代后，随着自动化技术的出现，开创了第三次工业革命。前三次工业革命源于生产的机械化、电气化和信息化改造。当前，随着信息物理系统（Cyber-physical System，简称CPS）在制造业中的推广应用，正在引发第四次工业革命。“工业4.0”概念就是以数字制造为核心的第四次工业革命，工业革命的历史如图1-1所示。
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“工业4.0”首先是由德国工程院、西门子公司等产学界领袖联合提出的，被德国政府确定为《高技术战略2020》十大未来项目之一，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，并于2013年9月在上海工博会上推介给中国市场。该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，西门子公司也已经开始将这一概念引入其工业软件开发和生产控制系统中。
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提高生产力、缩短产品上市时间、采取更灵活的生产模式以及提高资源和能源利用效率，是全球工业面临的挑战，也是“工业4.0”提出的未来制造业的目标。为了实现这种先进的生产模式，需要融合现实生产和虚拟生产的技术，基于大数据、互联网、人，通过数字化工程、数字化制造等各种信息技术实现柔性制造，经济高效地满足客户个性化的定制需求。未来工厂的智能化程度将很高，这种智能将通过使用微型化处理器、存储装置、传感器和发送器来实现，这些装置将被嵌入几乎所有的设备、半成品和材料以及用于组织数据流的智能工具和新型软件中。所有这些创新将使产品和设备能够相互通信并交换命令。未来的工厂将在很大程度上自行控制和优化其制造工序，实现智能制造。
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