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智能制造之路：数字化工厂 前言一
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21世纪以来，全球出现了以物联网、云计算、大数据、移动互联网等为代表的新一轮技术创新浪潮。当前，新兴经济体快速崛起，全球市场经济交流合作规模空前庞大，多样化、个性化需求快速发展，用户体验成为市场竞争力的关键要素；资源、能源需求快速增长，生态环境、气候变化备受关注，绿色低碳的发展理念渐成共识；信息网络、先进材料、智能制造、生物医药等科技与产业酝酿新突破，服务与业态创新日新月异。
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在此背景下，德国提出“工业4.0”，中国推出“中国制造2025”，美国推进振兴高端制造，日本发展协同机器人和无人工厂，英国着力生物、纳米等高附加值制造，法国开启“新工业法国”总动员。这些国家都将智能制造视为振兴实体经济和新兴产业的支柱与核心，以及提升竞争力和可持续发展能力的基础与关键。
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本书以同济大学中德工程学院“工业4.0-智能工厂实验室”和西门子相关解决方案为背景，结合作者在智能制造领域的实践经验和关键技术编写而成。
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本书共分六篇，分别为理论篇、产品全生命周期管理篇、制造运营管理篇、全集成自动化篇、系统集成篇、案例分析篇。书中介绍了智能制造在国内外的发展与应用状况、智能制造的内涵与特征；描绘了智能制造参考模型、智能工厂体系架构以及智能工厂解决方案要素；分享了智能制造前站——数字化工厂三个不同维度的数字化蓝图和实施路线图；通过系统集成篇与案例分析篇，结合西门子数字化企业软件套件，帮助读者更好地理解智能制造相关理念，促进企业打造新一代智能制造创新平台，从而在设计研发、工艺开发、生产制造、售后维护等产品全生命周期实行全面数字化与智能管理，同时促进企业实现工业物联网与应用服务联网的深度融合，更好地满足客户持续多变的个性化需求。
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本书在注重智能制造基础理论架构的同时，也注意与数字化工厂多维信息管控系统及企业实践案例相结合，使读者能准确认知智能制造理论，体验实践环境。本书适用于开设智能制造课程的高校教师和学生、致力于打造数字化企业的从业人员、研究智能制造关键技术的科研人员及系统设计与开发人员。
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由于笔者水平有限，且编写时间仓促，如有纰漏，恳请积极反馈！
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陈明
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同济大学中德工程学院副院长
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同济大学工业4.0-智能工厂实验室主任
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2016年10月
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智能制造之路：数字化工厂 前言二
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“中国制造2025”的主攻方向是智能制造，要推进信息化与工业化深度整合，促进工业互联网、云计算、大数据在企业研发设计、生产制造、经营管理、销售服务等全流程和全产业链的综合集成应用；加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，把智能制造作为两化深度融合的主攻方向；着力发展智能装备和智能产品，推进生产全过程智能化、培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。
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作为德国“工业4.0”的倡导者和世界级智能制造实践者之一，西门子数字化工厂集团及西门子工业软件公司长期扎根中国，积极响应《中国制造2025》的号召，参与组建中德智能制造联盟，利用西门子广泛的全球资源和本土创新能力，协助中国制造企业不断提升自动化、数字化、智能化水平，深度参与中国从制造大国转型为制造强国的历史进程。在此过程中，西门子积累了大量成功案例和宝贵的工程实践经验。我们十分愿意和业界分享这些经验，在分享经济时代实现健康的共同成长。
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为此，在机械工业出版社计算机出版中心总编温莉芳女士的全力支持，以及副总编王颖女士的策划下，2015年9月，西门子工业软件技术团队组织编写了《工业4.0实战：装备制造业数字化之道》一书，该书以基于模型的数字化企业（Model Based Enterprise，MBE）为主线，比较全面地阐述了数字模型在全流程和全产业链中的应用。
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MBE的理想目标是建立数字孪生（Digital Twin）模型，即通过产品系统和生产系统的全数字化建模和仿真，全面或部分替代成本高且周期长的物理孪生、半数字孪生等工程开发和验证手段，并在工程设计和工艺设计领域应用工业大数据和预测性工程分析（Predictive Engineering Analytics）技术，逐步实现“十三五”规划中提出的智慧院所和智能工厂的愿景目标，打通贯穿全价值链的数字神经系统，通过工业云和工业大数据实现向服务型制造转型。
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欣闻同济大学中德工程学院副院长陈明教授和他的团队编著《智能制造之路：数字化工厂》，决定选择西门子数字化工厂技术作为核心案例，西门子很荣幸地向同济大学团队提供了全套技术参考资料。资料收集团队由方志刚、王文华牵头，PLM部分：王昕、李志明、陈铁锋、邹明政、曾法力；MES部分：戚锋、吕平、张炬、何梦琼；TIA部分：葛蓬、崔坚、程瀚侬、冯学卫、杨德奇、杨光、赵欣。在此一并对做出贡献的同事表示感谢。
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衷心希望本书对读者有一定的参考价值，让我们共同为实现“中国制造2025”而继续努力！
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梁乃明（Leo Liang）
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西门子数字化工厂集团工业软件全球副总裁兼大中华区董事总经理
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中德智能制造联盟副理事长
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2016年10月
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