5G+智能製造 驅動製造業數字化轉型

智能製造是基於先進製造技術與新一代信息技術深度融合，貫穿於設計、生產、管理、服務等產品全生命周期，具有自感知、自決策、自執行、自適應、自學習等特徵，旨在提高製造業質量、效益和柔性的先進生產方式。本書立足於我國智能製造產業的發展現狀與趨勢，全面闡述5G、AI、大數據、物聯網、VR/AR、邊緣計算、工業機器人等新興技術在智能製造領域的融合與創新應用，分別從5G+智能製造、工業人工智能、工業互聯網、工業數字孿生、5G+智能工廠、智能製造供應鏈六大維度出發，系統介紹了當前我國智能製造領域的新技術、新業態、新模式，試圖為讀者描繪一幅5G時代的智能製造新圖景，為傳統製造業企業數字化轉型升級提供有益的借鑒與參考。

本書適合智能製造領域的管理人員、技術人員閱讀，也可供高校機械、控制、電氣、電腦、工業工程等相關專業的本科生和研究生作為參考用書使用。

潘安远

浙江德欧电气技术股份有限公司董事长、嘉兴市秀洲区科协副主席、秀洲区政协委员，曾担任武汉华中数控副总经理，负责高端数控机床的研发与销售，在智能制造领域拥有多年的技术背景及丰富的实践经验。其领导的德欧电气获得了高新技术企业、嘉兴市企业技术中心等荣誉，并先后入选为中国机床工具协会会员、浙江省装备制造业机床装备产业技术联盟理事单位、浙江省模具行业协会会员单位。

张今朝

中共党员，工学博士，教授，硕士生导师。主要从事多电机协调同步及新能源汽车驱动系统建模与控制方面的研究。现为嘉兴学院信息科学与工程学院电气工程系主任、专业建设负责人。近年来，主持和参与省部级以上科技项目6项、市厅级科研项目10多项，负责校企合作新产品技术攻关项目10多项。在国内外核心期刊以及国际学术会议上发表论文30余篇；授权国家专利40余项，其中发明专利近20项，技术成果转化6项。

凌文锋

博士，数控系统技术研究者，毕业于西安交通大学本科、北京交通大学博士学位；长期从事高档数控系统的研发工作，专注于小线段高速高精插补、五轴联动RTCP控制、机器人运动控制等核心算法的研究；负责并参与了多项专项课题，先后荣获北京市科学技术奖一等奖、湖北省重大科学技术成果、嘉兴市秀洲区“优秀科技工作者”等奖项；获得发明专利授权8项，实用新型专利12项。

王少飞

博士，工业机器人技术研究者，日本东京工业大学精密工程专业博士。曾供职于日本发那科公司机器人研究所，从事工业机器人的本体研发工作，在机器人领域从事伺服控制研究和机器人本体开发工作12年，领导或参与了近10个研发项目，8种工业机器人产品。现供职于浙江德欧电气技术股份有限公司，从事产化新型工业机器人的研发工作。

第 一部分 5G+智能製造

第 1章　智能製造：開啟工業4.0革命浪潮　002

智能化生產：數字化工廠改造　003

網絡化協同：數智協同供應鏈　005

個性化定製：無縫對接用戶需求　007

服務化延伸：服務型製造新模式　008

第 2章　5G賦能：驅動製造業數字化轉型　012

5G+智能製造：賦能製造強國建設　012

智能製造對5G網絡的需求　014

5G+智能製造的體系架構　015

第3章　底層基石： 5G+智能製造的關鍵技術　019

工業網絡技術　019

工廠操作系統與機理模型　021

5G網絡安全技術　023

第4章　實現路徑： 5G+智能製造的應用場景　025

基於5G+VR/AR的協同設計　025

5G網絡下的閉環控制系統　026

5G賦能柔性生產線　027

5G+AIoT驅動的遠程運維　028

5G+VR/AR虛擬培訓指導　029

第二部分　工業人工智能

第5章　降本增效： AI重塑傳統製造產業鏈　032

設計端：實現高效模擬研發　032

生產端：　“機器人”時代來臨　034

運維端：製造設備預測性維護　036

檢測端：基於機器視覺的智能檢測　037

第6章　基於工業人工智能的流程型智能製造模式　040

工業人工智能的6項關鍵技術　040

工業人工智能應用的四大典型場景　043

人工智能賦能工業互聯網平臺　045

基於邊緣人工智能的工業應用場景　048

第7章　工業大數據：驅動製造業數智化變革　051

數據智能：大數據與智能製造　051

大數據+智能製造的應用場景　053

工業大數據面臨的問題與對策　055

企業如何推進工業大數據落地　056

第8章　工業機器人：人機共融賦能智慧工業　061

基於工業機器人的智能製造　061

搬運機器人及其關鍵技術　063

焊接機器人及其關鍵技術　066

真空機器人及其關鍵技術　067

潔凈機器人及其關鍵技術　068

激光加工機器人及其關鍵技術　069

工業機器人視覺　070

第三部分　工業互聯網

第9章　5G+工業互聯網：應用場景與實踐路徑　074

5G引爆工業互聯網　074

感知式管理生產過程　076

周期式產品質量管理　078

全價值鏈資源優化配置　080

第 10章　平臺建設：智能製造場景落地的關鍵　082

技術體系：智能製造的實現路徑　082

數據驅動製造業數智化變革　086

加快推動工業設備上雲　088

工業互聯網平臺的落地思路　091

第 11章　工業物聯網：開啟萬物智能時代　094

工業物聯網的關鍵技術　095

工業物聯網應用的典型場景　097

工業物聯網賦能製造業企業數字化管理　099

工業物聯網平臺實踐路徑與案例　101

第四部分　工業數字孿生

第 12章　數字孿生：開啟工業智能化新圖景　106

數字孿生：連接數字與物理世界　106

面向智能製造的數字孿生　108

數字孿生與精益製造管理　111

精益數字孿生體的應用　112

第 13章　體系架構：工業數字孿生關鍵技術　114

數字支撐技術　114

數字線程技術　116

數字孿生體技術　117

人機交互技術　120

第 14章　數字孿生在智能製造中的應用場景　123

設備層：創建虛擬樣機模型　123

產線層：生產線可視化模擬　124

工廠層：虛擬化、數字化工廠　126

生產層：基於數字孿生的PLM　127

第五部分　5G+智能工廠

第 15章　5G+智能工廠：搭建數字化解決方案　132

智能工廠的六大核心要素　132

智能工廠的系統架構　133

5G+智能工廠解決方案　137

智能工廠的5G應用　139

第 16章　場景實踐： 5G+智能工廠的典型應用　142

工業自動控制　142

設備檢測管理　143

環境檢測管理　145

物料供應管理　146

人員操作交互　147

商業模式及經濟效益　148

第 17章　智能工廠物流規劃　151

智能工廠物流規劃的主要內容　151

智能工廠物流規劃的原則　152

智能工廠物流規劃的方法　153

智能物流技術的應用設計　155

第 18章　數字化車間：智能製造的基本單元　157

數字化車間與智能工廠　157

數字化車間硬件平臺搭建　159

數字化工藝平臺建設　162

第六部分　智能製造供應鏈

第 19章　智能製造驅動的智慧供應鏈變革　166

智慧供應鏈：智能製造新引擎　166

基於智能製造的智能物流升級　168

智慧供應鏈建設的挑戰對策　170

未來智能物流與供應鏈形態　172

第 20章　基於物聯網的製造業物流信息化　175

我國物流信息化面臨的問題　175

物聯網技術與物流信息化　177

基於物聯網技術的物流信息化應用　179

我國製造業物流信息化的建設路徑　180

第 21章　RFID技術在智能倉儲中的應用探究　184

RFID技術在智能倉儲中的應用優勢　184

基於RFID技術的智能倉儲模式　185

RFID技術存在的問題與發展對策　188