本書系統(tǒng)地講解了智能制造的概念與內(nèi)涵，智能制造產(chǎn)生的信息技術(shù)基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，智能制造的主要戰(zhàn)略，智能制造的技術(shù)框架與制造服務(wù)等。對(duì)制造行業(yè)智能制造的應(yīng)用進(jìn)行了深入探索與實(shí)踐，深入分析了國(guó)內(nèi)外3個(gè)典型案例和行業(yè)5個(gè)案例。行業(yè)應(yīng)用案例闡述了為破解企業(yè)難題、促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，以智能工廠試點(diǎn)建設(shè)為切入點(diǎn)，推進(jìn)生產(chǎn)制造與互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新，堅(jiān)持立足實(shí)際、問(wèn)題導(dǎo)向，開(kāi)展制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)，推進(jìn)工廠的生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、生產(chǎn)過(guò)程透明化、生產(chǎn)決策智能化，全面提升企業(yè)智能制造水平，形成企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展新優(yōu)勢(shì)。 本書案例新穎，系統(tǒng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)清晰，通俗易懂，適合制造業(yè)高管、生產(chǎn)管理者、質(zhì)量管理者、信息化管理者、大學(xué)相關(guān)專業(yè)的師生及智能制造愛(ài)好者參考使用。
近些年來(lái)，筆者對(duì)智能制造理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐花了不少時(shí)間，主持或參與了多個(gè)大型企業(yè)的智能制造試點(diǎn)項(xiàng)目的開(kāi)展，對(duì)其在行業(yè)應(yīng)用與實(shí)踐探索有了一定的思考。一年前，筆者萌生了一個(gè)想法，結(jié)合自己過(guò)去多年對(duì)傳統(tǒng)企業(yè)IT系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，想寫一本關(guān)于智能制造技術(shù)與應(yīng)用實(shí)踐的書，而且這也是筆者所寫的第一本書。考慮良久，幾經(jīng)反復(fù)，擬出了書的初步大綱，但久久未能動(dòng)筆。清華大學(xué)范玉順教授對(duì)智能制造的研究方面有很深的造詣，一次偶然的機(jī)會(huì)，當(dāng)筆者把這一想法和他說(shuō)了后，得到了他的熱情鼓勵(lì)和大力支持，使筆者堅(jiān)定了寫作的想法。于是，筆者不揣冒昧，懷著忐忑的心情開(kāi)始了本書的寫作。
智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式�；谛畔⑾到y(tǒng)的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領(lǐng)制造方式變革，既符合我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求，也是重塑我國(guó)制造業(yè)新優(yōu)勢(shì)、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇。加快發(fā)展智能制造，是培育我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新動(dòng)能的必由之路，是搶占未來(lái)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展制高點(diǎn)的戰(zhàn)略選擇，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，打造我國(guó)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)，具有重要戰(zhàn)略意義。智能制造儼然成為制造業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，已經(jīng)被越來(lái)越多的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者所認(rèn)可。當(dāng)前，深入推進(jìn)工業(yè)化與信息化融合已成為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展的一個(gè)重要命題，也是精益管理不斷向縱深推進(jìn)的現(xiàn)實(shí)需要和戰(zhàn)略需求。
本書系統(tǒng)地講解了智能制造的概念與內(nèi)涵，智能制造產(chǎn)生的信息技術(shù)基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，智能制造的主要戰(zhàn)略，智能制造的技術(shù)框架與制造服務(wù)等。對(duì)制造行業(yè)智能制造的應(yīng)用進(jìn)行了深入探索與實(shí)踐，用兩章的篇幅深入分析了國(guó)內(nèi)外3個(gè)典型案例和行業(yè)5個(gè)案例。希望通過(guò)本書能讓更多的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者、CIO和相關(guān)人員以更全面、更正確的視角理解智能制造，思考企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路。
每本書的編寫都凝聚了很多人的汗水和智慧，十分不易，需要投入大量的精力，尤其是將理論和實(shí)踐相結(jié)合，需要較高的理論水平和對(duì)案例的充分了解，要進(jìn)行提煉總結(jié)。本書由范玉順老師編寫了第1～4章和第6章，林郁編寫了其余的章節(jié)。感謝筆者同事馬慶文、郭天文、李文燦、曹琦、陳曉杜等，他們參與了本書部分章節(jié)的編寫，從不同的視角、業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)χ悄苤圃旖ㄔO(shè)給企業(yè)和行業(yè)帶來(lái)的幫助和價(jià)值做了非常精彩的闡述。在這里特別感謝武漢智能裝備工業(yè)技術(shù)研究院有限公司提供了相關(guān)案例。期待本書能給大家?guī)?lái)有益的幫助，那將是我樂(lè)見(jiàn)的事。
編者
2022年5月于廈門
第1章智能制造的概念與產(chǎn)生背景1
1.1智能制造是一種先進(jìn)制造模式1
1.2智能制造的概念與內(nèi)涵2
1.3信息的定義與特征6
1.3.1信息的定義6
1.3.2信息的基本特征和認(rèn)知模型8
1.3.3數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)和智能的關(guān)聯(lián)與區(qū)別10
1.4信息的度量和價(jià)值13
1.4.1信息的度量13
1.4.2信息的價(jià)值17
1.5信息應(yīng)用的發(fā)展歷程17
1.5.1信息應(yīng)用的前4個(gè)階段18
1.5.2信息應(yīng)用的智能化階段（i時(shí)代）21
1.6信息技術(shù)的功能31
1.6.1信息技術(shù)的本原功能31
1.6.2信息技術(shù)的擴(kuò)展功能32
1.6.3信息技術(shù)的戰(zhàn)略功能33
1.6.4濕件的作用35
1.7信息技術(shù)的企業(yè)應(yīng)用發(fā)展歷程35
第2章物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算39
2.1物聯(lián)網(wǎng)的基本概念與發(fā)展過(guò)程39
2.1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念39
2.1.2物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)39
2.1.3物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)40
2.1.4物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程41
2.2RFID的起源與系統(tǒng)組成42
2.2.1RFID的起源43
2.2.2RFID標(biāo)簽44
2.2.3RFID讀寫器47
2.2.4天線、頻段與應(yīng)用軟件系統(tǒng)48
2.3RFID的工作原理與中間件50
2.3.1RFID的工作原理50
2.3.2RFID中間件53
2.4物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)55
2.4.1信息感知技術(shù)55
2.4.2組網(wǎng)與泛在接入技術(shù)57
2.4.3信息安全技術(shù)63
2.5物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)應(yīng)用63
2.5.1RFID在零售業(yè)的應(yīng)用63
2.5.2RFID在供應(yīng)鏈管理方面的應(yīng)用65
2.5.3RFID在制造企業(yè)中的應(yīng)用66
2.6云計(jì)算的概念和主要特征68
2.6.1云計(jì)算的概念69
2.6.2云計(jì)算的主要特征71
2.7云計(jì)算的工作原理與關(guān)鍵技術(shù)72
2.7.1云計(jì)算的工作原理72
2.7.2云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)74
2.8典型云計(jì)算的服務(wù)模式與部署模式78
2.8.1云計(jì)算的服務(wù)模式78
2.8.2云計(jì)算的部署模式79
2.9云計(jì)算平臺(tái)的典型案例80
2.9.1IBM公司的藍(lán)云計(jì)算平臺(tái)產(chǎn)品80
2.9.2亞馬遜公司的彈性計(jì)算云81
目錄
第3章大數(shù)據(jù)83
3.1大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生背景與數(shù)據(jù)來(lái)源83
3.1.1大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生背景83
3.1.2大數(shù)據(jù)的來(lái)源85
3.2大數(shù)據(jù)特征與思維轉(zhuǎn)變87
3.2.1大數(shù)據(jù)的特征88
3.2.2大數(shù)據(jù)所帶來(lái)的思維轉(zhuǎn)變91
3.3大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈與應(yīng)用94
3.3.1大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈95
3.3.2大數(shù)據(jù)應(yīng)用98
3.4大數(shù)據(jù)下企業(yè)管理的新方法106
3.4.1新的價(jià)值創(chuàng)造過(guò)程107
3.4.2以數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)的知識(shí)管理與決策支持109
3.4.3建立企業(yè)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)和開(kāi)放式企業(yè)環(huán)境111
3.5大數(shù)據(jù)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)112
3.5.1分布式架構(gòu)技術(shù)113
3.5.2數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)119
3.5.3新型企業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)124
第4章人工智能127
4.1人工智能的概念與發(fā)展歷程127
4.1.1人工智能的概念127
4.1.2人工智能的發(fā)展歷程129
4.2機(jī)器學(xué)習(xí)146
4.2.1決策樹147
4.2.2人工神經(jīng)元模型151
4.2.3單個(gè)感知器學(xué)習(xí)算法153
4.2.4單層感知器學(xué)習(xí)方法156
4.2.5基于誤差反傳的多層感知器BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)157
4.2.6深度學(xué)習(xí)162
4.3新一代人工智能發(fā)展戰(zhàn)略163
4.3.1目標(biāo)164
4.3.2重點(diǎn)任務(wù)165
4.4人工智能的產(chǎn)業(yè)鏈與應(yīng)用170
4.4.1人工智能產(chǎn)業(yè)鏈170
4.4.2人工智能應(yīng)用177
第5章智能制造的主要戰(zhàn)略185
5.1中國(guó)制造2025185
5.1.1中國(guó)制造2025背景與意義185
5.1.2國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)與九大戰(zhàn)略任務(wù)187
5.1.3八項(xiàng)戰(zhàn)略對(duì)策189
5.1.4十大重點(diǎn)領(lǐng)域192
5.1.5五項(xiàng)重點(diǎn)工程194
5.1.6中國(guó)制造2025對(duì)煙草行業(yè)的影響198
5.2工業(yè)4.0199
5.2.1工業(yè)4.0的背景與意義199
5.2.2雙重戰(zhàn)略: 市場(chǎng)和供應(yīng)商領(lǐng)先策略202
5.2.3激勵(lì)措施與技術(shù)支柱204
5.2.4九項(xiàng)核心技術(shù)205
5.2.5工業(yè)4.0對(duì)煙草行業(yè)的影響210
5.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)210
5.3.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的背景與意義211
5.3.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景211
5.3.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造的關(guān)系212
5.3.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考體系架構(gòu)213
5.3.5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考技術(shù)體系215
5.3.6我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃217
5.3.7工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)煙草行業(yè)的影響219
5.4其他國(guó)家智能制造戰(zhàn)略220
5.4.1日本工業(yè)價(jià)值鏈計(jì)劃220
5.4.2工業(yè)新法國(guó)221
5.4.3英國(guó)工業(yè)2050戰(zhàn)略222
第6章智能制造的技術(shù)框架與制造服務(wù)224
6.1智能制造的技術(shù)框架224
6.1.1智能制造的基礎(chǔ)理論、方法與標(biāo)準(zhǔn)體系224
6.1.2智能制造的關(guān)鍵技術(shù)225
6.1.3智能制造裝備與應(yīng)用工程228
6.2制造業(yè)的服務(wù)化轉(zhuǎn)型233
6.3制造服務(wù)的內(nèi)涵、分類與特征235
6.3.1制造服務(wù)的定義和內(nèi)涵235
6.3.2制造服務(wù)的分類236
6.3.3制造服務(wù)的特點(diǎn)238
6.4制造服務(wù)在制造業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀239
6.4.1制造服務(wù)應(yīng)用現(xiàn)狀239
6.4.2制造服務(wù)平臺(tái)與系統(tǒng)研發(fā)現(xiàn)狀240
6.5制造服務(wù)技術(shù)要點(diǎn)242
6.5.1面向具體應(yīng)用領(lǐng)域的制造服務(wù)技術(shù)242
6.5.2面向制造服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)組織與管理技術(shù)246
6.6制造服務(wù)的作用與案例252
6.6.1制造服務(wù)的作用252
6.6.2制造服務(wù)案例254
第7章制造行業(yè)智能制造的探索與實(shí)踐259
7.1德國(guó)博世工業(yè)4.0應(yīng)用實(shí)踐259
7.1.1德國(guó)博世集團(tuán)概況259
7.1.2博世工業(yè)4.0發(fā)展歷程260
7.1.3博世工業(yè)4.0戰(zhàn)略目標(biāo)262
7.1.4建設(shè)內(nèi)容262
7.1.5建設(shè)成效266
7.2德國(guó)SEW精益智能制造應(yīng)用實(shí)踐267
7.2.1德國(guó)SEW概況267
7.2.2項(xiàng)目目標(biāo)268
7.2.3精益智能工廠規(guī)劃方案268
7.2.4建設(shè)成效274
7.3東莞勁勝智能工廠應(yīng)用實(shí)踐274
7.3.1東莞勁勝公司概況275
7.3.2項(xiàng)目目標(biāo)275
7.3.3智能工廠規(guī)劃方案275
7.3.4建設(shè)成效277
第8章行業(yè)智能制造的探索與實(shí)踐279
8.1卷煙制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)實(shí)踐279
8.1.1項(xiàng)目背景279
8.1.2項(xiàng)目目標(biāo)280
8.1.3建設(shè)原則280
8.1.4技術(shù)方案281
8.1.5建設(shè)內(nèi)容285
8.1.6建設(shè)成效301
8.2卷煙智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用302
8.2.1項(xiàng)目背景302
8.2.2項(xiàng)目目標(biāo)303
8.2.3技術(shù)方案303
8.2.4案例313
8.3卷煙APS高級(jí)排產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用316
8.3.1項(xiàng)目背景317
8.3.2項(xiàng)目目標(biāo)318
8.3.3技術(shù)方案318
8.3.4建設(shè)內(nèi)容322
8.3.5建設(shè)成效328
8.4卷煙制造全過(guò)程質(zhì)量一體化集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用328
8.4.1項(xiàng)目背景329
8.4.2項(xiàng)目目標(biāo)330
8.4.3實(shí)施方式330
8.4.4技術(shù)方案331
8.4.5應(yīng)用場(chǎng)景335
8.4.6建設(shè)成效341
8.5卷煙制造過(guò)程工藝控制的數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用343
8.5.1項(xiàng)目背景343
8.5.2項(xiàng)目目標(biāo)344
8.5.3建設(shè)原則345
8.5.4技術(shù)方案345
8.5.5功能實(shí)現(xiàn)352
8.5.6建設(shè)成效367
參考文獻(xiàn)369
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