本書(shū)的作者均來(lái)自德國(guó)西門(mén)子工業(yè)軟件公司和西門(mén)子中央研究院，是名副其實(shí)的建設(shè)數(shù)字化企業(yè)的實(shí)戰(zhàn)派，主要執(zhí)筆人在西門(mén)子工作達(dá)20年左右，有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。
作為世界的工業(yè)技術(shù)公司和的自動(dòng)化、工業(yè)軟件提供商，西門(mén)子在今天已經(jīng)為“工業(yè)4.0”的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。工業(yè)軟件創(chuàng)新將在“工業(yè) 4.0”實(shí)施中起到?jīng)Q定性作用，尤其在實(shí)施產(chǎn)品生命周期和生產(chǎn)生命周期的整合、實(shí)現(xiàn)研發(fā)與生產(chǎn)的優(yōu)化等方面。西門(mén)子工業(yè)軟件公司擁有世界最齊全、應(yīng)用 最為廣泛的“數(shù)字化企業(yè)軟件套件”，涵蓋數(shù)字化設(shè)計(jì)、仿真、試驗(yàn)、制造和執(zhí)行軟件，在全球擁有700多萬(wàn)用戶。同時(shí)，西門(mén)子自身是一個(gè)制造業(yè)公司，擁有約 300家工廠，涉及中國(guó)、德國(guó)乃至全球范圍，在產(chǎn)品/工廠全生命周期方面更是精益求精，其中西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品——德國(guó)安貝格 中國(guó)成都數(shù)字化工廠堪稱 全球樣板。
本著“理論與實(shí)踐相結(jié)合，科學(xué)性與通俗化，系統(tǒng)性與模塊化，前瞻性與可實(shí)施性相結(jié)合”的原則，本書(shū)內(nèi)容分為愿景篇、方案篇和實(shí)踐篇。愿景篇主要包括“工業(yè) 4.0”——制造業(yè)的未來(lái)、企業(yè)實(shí)施MBD 的實(shí)踐與挑戰(zhàn)、西門(mén)子MBE 解決方案綜述等內(nèi)容；方案篇主要闡述基于模型的系統(tǒng)工程、三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化系統(tǒng)工程、全生命周期質(zhì)量管理、工裝設(shè)計(jì)、零件工藝、裝配工藝、質(zhì)量檢 測(cè)、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、制造執(zhí)行管理、實(shí)物樣機(jī)測(cè)試、MBE 供應(yīng)鏈和數(shù)字化服務(wù)管理、復(fù)雜產(chǎn)品的構(gòu)型管理等實(shí)踐解決方案；實(shí)踐篇包括眾多實(shí)際案例的背景、問(wèn)題解決過(guò)程、采取的方案，以及取得的效果，還包括了西門(mén)子 自身的樣板工廠介紹。
本書(shū)主要受眾是裝備制造業(yè)企業(yè)的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、負(fù)責(zé)數(shù)字化和自動(dòng)化的架構(gòu)師、實(shí)施人員，以及研究機(jī)構(gòu)、大專院校，還有對(duì)“工業(yè)4.0”、“中國(guó)制造 2025”、“智能制造”、“數(shù)字化制造”、產(chǎn)品全生命周期管理(PLM)、制造操作系統(tǒng)(MOM)或制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)有興趣的各界人士。
德國(guó)“工業(yè)4.0”實(shí)現(xiàn)組領(lǐng)軍企業(yè) 西門(mén)子中央研究院、西門(mén)子工業(yè)軟件解密
西門(mén)子數(shù)字化工廠全球樣板的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和核心技術(shù)
國(guó)內(nèi)企業(yè)解決“工業(yè)4.0”個(gè)性化大生產(chǎn)時(shí)代如何成功轉(zhuǎn)型、如何實(shí)現(xiàn)生存和發(fā)展、如何落地的實(shí)戰(zhàn)指南
自2012年以來(lái)，全球主要工業(yè)國(guó)的產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界、政府對(duì)“工業(yè)4.0”描繪的宏大愿景迅速達(dá)成某種程度的共識(shí)，除德國(guó)外，中國(guó)制定的“中國(guó)制造2025”，美國(guó)主張的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，各種相關(guān)文章、研討、研究、試驗(yàn)等令人目不暇接。眾多制造業(yè)企業(yè)感覺(jué)到，在新一輪工業(yè)革命中，現(xiàn)有的成功產(chǎn)品、業(yè)務(wù)模式和市場(chǎng)地位可能無(wú)法繼續(xù)，急需解決如何在“工業(yè)4.0”個(gè)性化大生產(chǎn)時(shí)代成功轉(zhuǎn)型、如何實(shí)現(xiàn)生存和發(fā)展、“工業(yè)4.0”如何落地等問(wèn)題。
“工業(yè)4.0” 的必由之路是打造數(shù)字化企業(yè)，即利用廣泛的無(wú)縫連接技術(shù)，將數(shù)字化產(chǎn)品的使用和運(yùn)行數(shù)據(jù)持續(xù)反饋給產(chǎn)品創(chuàng)新部門(mén)，驅(qū)動(dòng)新的創(chuàng)意產(chǎn)生，并提供無(wú)限的創(chuàng)意素 材。有了偉大的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，還需要高效、高質(zhì)量、靈活和快速地交付產(chǎn)品，所以必須采取一體化的整體思路，在產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、運(yùn)行使用等方面實(shí)行 數(shù)字化和自動(dòng)化，這樣才能快速實(shí)現(xiàn)個(gè)性化創(chuàng)新到交付的高速迭代，持續(xù)滿足客戶的個(gè)性化多變需求，儲(chǔ)備強(qiáng)大的可持續(xù)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)力。這正是本書(shū)闡述的核心內(nèi) 容。
實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”是一個(gè)長(zhǎng)期的進(jìn)程，需要全產(chǎn)業(yè)鏈整體提升：企業(yè)轉(zhuǎn)型為數(shù)字化企業(yè)、工廠轉(zhuǎn)型為自組織生產(chǎn)的數(shù)字化工廠、產(chǎn)品轉(zhuǎn)型為數(shù)字化產(chǎn)品，并通過(guò)自動(dòng)化、數(shù)字化、人工智能技術(shù)的深入應(yīng)用，革命性地提升生產(chǎn)率。其中，建設(shè)基于模型的數(shù)字化企業(yè)(Model Based Enterprise)是每一家裝備制造業(yè)企業(yè)迎接“工業(yè)4.0”時(shí)代的必修功課。
西門(mén)子工業(yè)軟件公司
始終致力于為中國(guó)用戶提供經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)與服務(wù)，幫助中國(guó)企業(yè)加快創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，降低開(kāi)發(fā)成本，提升其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，加速實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造。” 西門(mén)子數(shù)字化工廠集團(tuán)旗下機(jī)構(gòu)Siemens PLM Software是全球經(jīng)驗(yàn)豐富的產(chǎn)品生命周期管理(PLM)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理(MOM)軟件、系統(tǒng)與服務(wù)提供商，擁有900萬(wàn)套已發(fā)售軟件，全球客戶數(shù)量達(dá)77000家。公司總部位于美國(guó)德克薩斯州普萊諾市。Siemens PLM Software與企業(yè)客戶充分合作，為其提供經(jīng)驗(yàn)豐富的行業(yè)軟件解決方案，幫助其通過(guò)革命性創(chuàng)新獲得可持續(xù)性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。欲詳細(xì)了解Siemens PLM Software的產(chǎn)品和服務(wù)，敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：
序
致 謝
愿 景 篇
第1章 “工業(yè)4.0”——制造業(yè)的未來(lái) 3
1.1 第四次工業(yè)革命——“工業(yè)4.0” 3
1.2 中國(guó)制造2025規(guī)劃 7
1.2.1 中國(guó)制造2025的五項(xiàng)重大工程 7
1.2.2 中國(guó)制造2025的九大任務(wù) 7
1.3 西門(mén)子的“工業(yè)4.0”實(shí)踐 8
1.4 西門(mén)子助力中國(guó)“工業(yè)4.0” 9
第2章 從MBD走向MBE 11
2.1 概述 11
2.1.1 基于模型的工程MBe 13
2.1.2 基于模型的數(shù)字化制造MBM 15
2.1.3 基于模型的維護(hù)MBS 16
2.2 中國(guó)企業(yè)實(shí)施MBD的實(shí)踐與挑戰(zhàn) 20
2.2.1 MBD技術(shù)應(yīng)用狀況 20
2.2.2 MBD技術(shù)對(duì)產(chǎn)品研發(fā)模式的影響 23
2.2.3 MBD實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)與對(duì)策 25
2.2.4 MBD的實(shí)施建議 27
2.3 MBD標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及在西門(mén)子軟件系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn) 29
2.3.1 ASME Y14.41簡(jiǎn)介 29
2.3.2 ISO-16792簡(jiǎn)介 30
2.3.3 GBT 24734-2009簡(jiǎn)介 30
2.3.4 基于西門(mén)子軟件的MBD規(guī)范 32
2.3.5 基于西門(mén)子軟件的MBD應(yīng)用系統(tǒng) 33
2.4 西門(mén)子MBE解決方案綜述 43
2.4.1 引言 43
2.4.2 西門(mén)子MBE解決之道 44
2.4.3 西門(mén)子MBE解決方案 47
2.4.4 西門(mén)子MBE解決方案的價(jià)值定位 60
方 案 篇
第3章 基于模型的系統(tǒng)工程解決方案 65
3.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 65
3.2 解決方案 66
3.3 價(jià)值定位 74
第4章 基于模型的三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)解決方案 75
4.1 MBD模型定義的挑戰(zhàn) 75
4.2 MBD模型定義的解決方案 76
4.3 價(jià)值體現(xiàn) 88
第5章 基于模型的設(shè)計(jì)分析應(yīng)用解決方案 90
5.1 設(shè)計(jì)分析業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 90
5.2 解決方案 90
5.3 價(jià)值體現(xiàn) 92
第6章 基于模型的機(jī)電一體化系統(tǒng)工程解決方案 100
6.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 100
6.2 解決方案 101
6.3 價(jià)值定位 106
第7章 基于模型的驗(yàn)證管理解決方案 107
7.1 驗(yàn)證管理的業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 107
7.2 解決方案 109
7.2.1 仿真數(shù)據(jù)流程管理方案概覽 110
7.2.2 1D系統(tǒng)行為模型數(shù)據(jù)管理方案 111
7.2.3 3D仿真數(shù)據(jù)流程管理方案 114
7.2.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)流程管理方案概覽 119
7.3 價(jià)值體現(xiàn) 124
第8章 基于模型的全生命周期質(zhì)量管理解決方案 125
8.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 125
8.2 解決方案 126
8.2.1 Tecnomatix VATM 127
8.2.2 NX CMM 130
8.2.3 尺寸規(guī)劃和驗(yàn)證DPV 133
8.3 價(jià)值體現(xiàn) 136
第9章 基于模型的工裝設(shè)計(jì)解決方案 138
9.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 138
9.2 解決方案 139
9.2.1 愿景目標(biāo) 139
9.2.2 系統(tǒng)構(gòu)架 140
9.2.3 應(yīng)用場(chǎng)景 149
9.3 價(jià)值體現(xiàn) 151
第10章 基于模型的零件工藝解決方案 152
10.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 152
10.2 解決方案 153
10.3 價(jià)值定位 160
第11章 基于模型的裝配工藝解決方案 162
11.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 162
11.2 解決方案 163
11.3 價(jià)值定位 170
第12章 基于模型的數(shù)字化制造——質(zhì)量檢測(cè)解決方案 172
12.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 172
12.2 解決方案 173
12.3 價(jià)值體現(xiàn) 178
第13章 基于模型的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)解決方案 179
13.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 179
13.2 解決方案 180
13.3 價(jià)值體現(xiàn) 183
第14章 基于模型的制造執(zhí)行管理 185
14.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 185
14.2 解決方案 186
14.3 價(jià)值體現(xiàn) 196
第15章 基于模型的實(shí)物樣機(jī)測(cè)試——集成的振動(dòng)噪聲及疲勞耐久性解決方案 197
15.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 197
15.2 解決方案 197
15.3 應(yīng)用領(lǐng)域 201
15.4 價(jià)值體現(xiàn) 202
第16章 基于模型的MBE供應(yīng)鏈管理 204
16.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 204
16.2 解決方案 204
16.3 價(jià)值體現(xiàn) 211
第17章 基于模型的MBE數(shù)字化服務(wù)管理 212
17.1 業(yè)務(wù)挑戰(zhàn) 212
17.2 解決方案 212
17.3 價(jià)值體現(xiàn) 217
第18章 復(fù)雜產(chǎn)品的構(gòu)型管理解決方案 218
18.1 構(gòu)型管理概述 218
18.1.1 構(gòu)型管理的發(fā)展史 218
18.1.2 構(gòu)型管理的名詞和性質(zhì) 219
18.1.3 構(gòu)型管理與其他系統(tǒng)的管理 219
18.1.4 構(gòu)型管理的研究主題 219
18.2 解決方案：業(yè)務(wù)流程和構(gòu)型管理方法 220
18.2.1 構(gòu)型管理業(yè)務(wù)組成 220
18.2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的建立和層級(jí)的劃分 221
18.2.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 222
18.2.4 構(gòu)型項(xiàng)的定義 222
18.2.5 有效性和構(gòu)型管理 223
18.2.6 變更管理 224
18.2.7 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的演變 224
18.3 解決方案：構(gòu)型在Teamcenter系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn) 225
18.3.1 真正的全生命周期平臺(tái) 226
18.3.2 的產(chǎn)品配置器 226
18.3.3 符合CMII的更改管理 228
18.3.4 端到端的關(guān)聯(lián)與追溯 229
18.3.5 MBD模型的單一數(shù)據(jù)源 230
18.4 效益 231
實(shí) 踐 篇
案例一 西門(mén)子EWA數(shù)字化工廠 235
案例二 中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院：動(dòng)力源于內(nèi)在數(shù)據(jù)有效管理 241
案例三 黎明公司的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)引入了精益計(jì)劃 244
案例四 BAE：加快英國(guó)陸軍野戰(zhàn)隊(duì)急需的功能強(qiáng)化和緊急變更 247
案例五 Teamcenter助力奇瑞獲取更大市場(chǎng)份額 251
案例六 海爾集團(tuán)借助Teamcenter加快創(chuàng)新步伐 254
案例七 沃爾沃航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司利用NX知識(shí)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)打造產(chǎn)品優(yōu)勢(shì) 257
案例八 ATK通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的PLM戰(zhàn)略推進(jìn)MBE能力建設(shè) 259
案例九 皮拉圖斯飛機(jī)有限公司利用MBD技術(shù)實(shí)現(xiàn)并行工程 264
案例十 蘇霍伊設(shè)計(jì)局基于Teamcenter/NX實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化樣機(jī)研發(fā)模式 266
案例十一 BSH公司PLM應(yīng)用實(shí)踐 270
案例十二 福特汽車(chē)公司利用Teamcenter仿真過(guò)程管理快速取得成效 277
縮略語(yǔ) 284
機(jī)械工業(yè)出版社是推廣普及“工業(yè)4.0”的“急先鋒”，在國(guó)內(nèi)率先出版了數(shù)本“工業(yè)4.0”方面的普及性圖書(shū)，其旗下華章公司計(jì)算機(jī)出版中心總編溫莉芳女士獨(dú)具慧眼，在為社會(huì)各界凝聚“工業(yè)4.0”理念、概念、愿景、趨勢(shì)等方面的廣泛共識(shí)中發(fā)揮了獨(dú)特作用。由于制造業(yè)企業(yè)在明確了戰(zhàn)略方向之后，需要的、的、有一定深度的智能制造落地實(shí)施指南，所以華章公司策劃了一系列“工業(yè)4.0”、“中國(guó)制造2025”和智能制造落地的圖書(shū)。西門(mén)子數(shù)字化工廠集團(tuán)之工業(yè)軟件部門(mén)的使命是幫制造業(yè)企業(yè)貫徹實(shí)施“西門(mén)子數(shù)字化企業(yè)軟件套件”，引領(lǐng)企業(yè)邁進(jìn)“工業(yè)4.0”的歷史進(jìn)程。因此，西門(mén)子公司決定出版這本書(shū)，分享西門(mén)子公司在“工業(yè)4.0”領(lǐng)域的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和關(guān)鍵技術(shù)。
西門(mén)子公司認(rèn)為，以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、增材制造、新一代機(jī)器人、人工智能等為代表的突破性技術(shù)給全球制造業(yè)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)和機(jī)遇，“工業(yè)4.0”為我們描繪了宏大的愿景——實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化、自組織、個(gè)性化生產(chǎn)模式，明確了新一輪工業(yè)革命的方向，但實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”將是一個(gè)長(zhǎng)期的進(jìn)程。
在這一輪工業(yè)革命中，眾多制造業(yè)企業(yè)現(xiàn)有的成功產(chǎn)品、業(yè)務(wù)模式和市場(chǎng)地位可能無(wú)法繼續(xù)，如何在“工業(yè)4.0” 個(gè)性化大生產(chǎn)時(shí)代成功轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)生存和發(fā)展？一個(gè)重要的舉措是打造數(shù)字化企業(yè)，建立產(chǎn)品、工廠、企業(yè)的數(shù)字化雙胞胎，即利用廣泛的無(wú)縫連接技術(shù)，將數(shù)字化 產(chǎn)品的使用和運(yùn)行數(shù)據(jù)持續(xù)反饋給產(chǎn)品創(chuàng)新部門(mén)，驅(qū)動(dòng)新的創(chuàng)意產(chǎn)生，并提供無(wú)限的創(chuàng)意素材。有了偉大的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，還需要高效、高質(zhì)量、靈活和快速地交付成 品，所以必須采取一體化的整體思路，在產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、運(yùn)行使用等方面實(shí)行數(shù)字化和自動(dòng)化，這樣才能快速實(shí)現(xiàn)個(gè)性化創(chuàng)新到交付的高速迭代，持 續(xù)滿足客戶的個(gè)性化多變需求，儲(chǔ)備強(qiáng)大的可持續(xù)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)力。
應(yīng)對(duì)這一大轉(zhuǎn)型趨勢(shì)，西門(mén)子公司的建議是使用“數(shù)字化企業(yè)軟件套件”。在過(guò)去15年中，西門(mén)子公司投資超過(guò)80億歐元，通過(guò)一系列技術(shù)的開(kāi)發(fā)、并購(gòu)和整合，推出了“數(shù)字化企業(yè)軟件套件”，以幫助企業(yè)打造新一代智能創(chuàng)新平臺(tái)，建設(shè)產(chǎn)品全生命周期的“信息高速公路”。我們堅(jiān)信，專注戰(zhàn)略、技術(shù)和產(chǎn)品的廣度、深度以及豐富的自有資源與合作伙伴資源的西門(mén)子公司，能夠在協(xié)助“工業(yè)4.0”和“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略落地這一偉大歷史進(jìn)程中做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
不錯(cuò)，質(zhì)量挺好的