数字化工厂—建模、实施与评估

　　信息化、数字化正在改变着世界，制造业的生存形态也在发生着变化，数字化工厂将是一种新的发展模式。本书以数字化工厂为主线，对数字化工厂的理论体系、实施技术、建设和评估方法进行了系统的阐述，同时配以具体应用案例，展示了制造业数字化工厂建设中的典型经验。全书内容不仅具有独创性，也具有一定的实践指导作用。
　　本书可以作为制造业信息化工程领域的管理和技术人员的参考用书，也可作为高等院校相关专业本科生和研究生的教材

数字化工厂作为一种新型的生产组织方式，是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，具有鲜明的时代特征。它的出现给现代制造业注入了新的活力。目前，国内关于数字化工厂方面的书籍很多，但更多的学者仅关注数字化工厂的几种关键技术，如建模技术、仿真技术、数据库技术等。国外关于数字化工厂的研究更多地体现在应用方面，如波音公司于20世纪70年代应用数字化工厂理念，运用MES系统，将CAD/ERP管理软件有效地整合在一起，做到管控一体化，使得制造信息可被实时监控，实时响应，有效地提高了企业生产效率。然而，国内外很少有学者进行数字化工厂建设和评估方面的研究。本书是在论述数字化工厂概念、特点的基础上，侧重研究企业如何创建数字化工厂和如何评估企业的数字化工厂实施；提出数字化工厂建设的5个内容和相应阶段，阐述各阶段特征为企业进行下一步数字化工厂建设提供参考依据；同时提出一种评估方法和技术，并结合专家经验，给出数字化工厂实施的完整的评价体系。
本书以数字化工厂的建模、实施、建设和评估为主要内容，共分8章。第1章主要论述制造业信息化的发展及数字化工厂概念的发展和形成。第2章和第3章主要阐述数字化工厂的理论体系，首次提出了数字化工厂基于时间的工作流过程建模方法及数字化工厂的单一数据源建模体系。第4章论述了数字化工厂仿真的内容、原理、步骤，并给出丰富的应用实例。第5章论述了生产能力评估和数字化工厂的生产组织，给出了多维度的生产能力评估技术，提出了基于组的生产组织技术及其应用。第6章和第7章分别阐述了数字化工厂的建设及评估。第8章对数字化工厂的未来进行了展望。
本书编写分工如下：第1章和第2章由卢佩、崔剑和蔡敏撰写；第3章由侯晓吻和张曼撰写；第4章由叶范波、张中伟、丁祥海和徐双燕撰写；第5章由俞椿杨和黎祖达撰写；第6章和第7章由刘浩博和蔡敏撰写；第8章由崔剑和蔡敏撰写；全书由蔡敏和崔剑统稿。作为本书的倡导者和支持者，陶俐言教授参与了本书的组织、审阅和修订工作。
由于编者水平有限，书中不尽完善之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

　　根据生产与计划控制领域对生产能力的界定，我们可以从两个维度去理解其内涵。在静态这一维度，生产能力指在一个周期的时间内，企业能生产产品的量，以这个量作为该企业的生产能力，也可以理解为该企业的理论产能。该产能主要是由产品生产的设备和工艺水平决定的。在动态这一维度，生产能力是在一个周期的时间内，通过先进的管理模式、技术革新和人员培训等一系列活动，使某产品的生产能力达到，可以认为该生产能力是实际产能。
　　根据生产能力的概念和内涵，对“生产能力”的认识应把握如下几点。
　　1）企业的生产能力是按照直接参与生产的固定资产来计算的，是企业各生产环节制造设备及相关资源产能的综合，具有时间性、动态性、条件性。
　　2）生产能力要用时间周期来加以表明，以年或季，或月、日、班、小时为对间单位进行度量。
　　3）生产能力是指在一定的技术组织条件下生产产品的能力。一定技术组织条件有两方面的含义：一是由于产品结构发生变化引起技术组织条件变化；二是企业生产运行状况的不同，会带来不同的生产能力（如原材料、动力的供给情况，人员组织及流程安排等）。
　　4）企业的生产能力是指企业内部各生产环节、各种固定资产的综合生产能力。
　　因此，计算生产能力具有时间性、动态性、条件性和综合性的特点。
　　2.生产能力的分类
　　从功能性的角度，生产能力可以分为如下三类。
　　（1）设计生产能力
　　设计生产能力是指企业在基建设计时设计任务书和技术文件中所规定的生产能力。它是根据工厂设计中规定的企业产品方案、技术装备和各种设计参数计算出来的年产量。该能力需要经过一个熟悉和掌握技术的过程才能达到。
　　（2）查定生产能力
　　查定生产能力是指企业在没有设计生产能力，或虽有设计生产能力，但由于产品方案、协作关系和技术组织条件发生很大变化，原有的生产能力不能反映实际情况时，由企业重新调查核定的生产能力。它也不是企业当时就能达到的能力，只有在企业实现了先进的技术组织措施后才能达到。
　　（3）现有生产能力
　　现有生产能力也称为计划生产能力，是指企业在计划年度内可能达到的生产能力。
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