深度解读机械设备数字化解决方案，助力企业完成智能工厂建设

本书的主题为机械设备的数字化解决方案，共分为 5 章进行介绍：第 1 章为概述，概括介绍数字化工厂的构成及各部分的功能；第 2 章针对机械设备制造环节的数字化展开介绍，内容包含机械概念设计中的数字化应用、西门子机电一体化咨询服务、电气设计中的数字化应用、自动化工程、机械设备虚拟调试、工艺性能虚拟调试；第 3 章针对机械设备使用环节的数字化展开介绍，内容包括生产线数字化生产管理系统、人工智能和工业边缘、工厂及物流系统虚拟调试、扩展现实；第 4 章概括介绍机械设备全生命周期中各阶段的数据共享和操作协同；第 5 章对企业数字化转型提出参考建议，并对西门子生产机械工艺与应用技术中心进行介绍。本书可供从事机械设备制造及相关行业的企业管理者、技术部门负责人了解机械设备数字化解决方案的要点，或供工程技术人员了解数字化解决方案的组成内容和应用场景，也可以作为西门子公司业务推广经理和销售人员的参考用书。

序
前言
第 1 章  概述 001
1.1  市场需求推动工业向数字化转型 001
1.1.1  前三次工业革命的产生背景和主要标志 . 001
1.1.2  市场需求和相关技术的发展触发第四次工业革命 . 002
1.2  数字化工厂的概念和基本架构 006
1.2.1  离散型和流程型工业生产 . 006
1.2.2  数字孪生及其优势 . 007
1.2.3  数字化工厂中 IT 和 OT 的融合 . 013
1.2.4  数字化工厂的构成和各部分的功能 . 015
第 2 章  机械设备制造环节的数字化 018
2.1  机械设备制造环节的数字化概览 018
2.2  机械概念设计的数字化应用 022
2.3  西门子机电一体化咨询服务 025
2.3.1  西门子机电一体化咨询服务的工作内容 . 025
2.3.2  西门子机电一体化咨询服务的工作方法 . 028
2.3.3  西门子机电一体化咨询服务的典型行业应用 . 035
2.4  电气设计中的数字化应用 037
2.4.1  提升效率：使用 AML 文件打通电气设计的三个环节 038
2.4.2  选型软件的应用 . 041
2.4.3  安全评估的集成 . 054
2.4.4  控制柜的温升设计 . 067
2.5  自动化工程 069
2.5.1  自动化工程概览 . 069
2.5.2  自动化工程的基础组件—— TIA Portal Openness . 073
2.5.3  自动执行工程任务 . 077
2.5.4  生成 PLC 程序 083
2.5.5  生成人机界面 . 092
2.6  机械设备虚拟调试方案 . 099
2.6.1  机械设备虚拟调试方案结构概览 . 100
2.6.2  物理和运动学模型 . 103
2.6.3  电气和行为模型 . 108
2.6.4  自动化模型 . 112
2.6.5  机械设备虚拟调试解决方案实例 . 113
2.7  工艺性能虚拟调试方案 121
2.7.1  工艺性能虚拟调试方案结构概览 . 121
2.7.2  工艺性能虚拟调试方案与机械设备虚拟调试方案的区别和联系 . 127
2.7.3  工艺性能虚拟调试方案实例 . 128
第 3 章  机械设备使用环节的数字化 136
3.1  机械设备使用环节的数字化概览 136
3.2  生产线的数字孪生及其应用 140
3.2.1  生产线数字孪生及其优越性 . 140
3.2.2  生产线数字孪生应用实例 . 142
3.3  生产线集成和生产线数据透明化 143
3.3.1  生产线通信标准化 . 143
3.3.2  生产线设备程序标准化 . 152
3.3.3  生产线数字化生产管理系统—— 生产管家 159
3.4  生产过程中的优化 168
3.4.1  工业人工智能技术 . 168
3.4.2  工业人工智能在生产过程中的应用 . 171
3.5  预测性维护 175
3.5.1  针对预测性维护的工业边缘计算 . 176
3.5.2 SIMICAS? 智维宝 186
3.6  生产过程中的虚拟革新 189
3.6.1  扩展现实技术 . 189
3.6.2  典型应用场景 . 190
第 4 章  数据共享、操作协同及工业云的应用 196
4.1  产品全生命周期的数据共享和操作协同及 Teamcenter 软件的应用 . 197
4.1.1  为什么机器制造企业的数字化需要 PLM 197
4.1.2  西门子 PLM 软件 Teamcenter 功能简介 . 199
4.1.3 Teamcenter 在数字化工厂中的应用案例 202
4.2  工业云在数字化工厂的应用 203
4.2.1  工业云的基本概念、架构及功能 . 203
4.2.2  工业云与数字孪生使机器的设计、制造和运行不断优化 . 206
第 5 章  如何精准和有效地实施数字化转型 209
5.1  从企业的实际需要出发，逐步完成数字化转型 209
5.2  西门子数字化工厂方案的兼容性和可扩充性 212
5.3  西门子生产机械工艺与应用技术中心助力企业数字化转型 215