首先，针对高端电子装备智能发展现状和存在的问题，提出高端电子装备数字化车间总体架构和整体解决方案。其次，从体系架构、业务流程、关键技术，功能组成、产品选型等方面，分别围绕制造运营管理、仓储配送管理、大数据可视化分析决策、数据采集与控制、智能生产线等数字化车间基本组成要素展开系统论述。最后，在此基础上，针对高端电子装备微组装、电装、总装总调三类典型工艺环节分别给出数字化车间案例。最后，对未来高端电子装备数字化车间的新技术、新模式进行展望。

序 全球新一轮科技革命和产业变革深入发展，新技术不断突破并与先进制造技术加速融合，为制造业高端化、智能化、绿色化发展提供了历史机遇。 推进智能制造对于企业的意义不言而喻，数字化转型对于企业而言，不仅是发展需要，而且是生存需要。对于国家而言，发展智能制造对巩固壮大实体经济根基、建设制造强国具有重要意义。《“十四五”智能制造发展规划》指出，“十四五”及未来相当长一段时期，推进智能制造，要立足制造本质，紧扣智能特征，以工艺、装备为核心，以数据为基础，依托制造单元、车间、工厂、供应链等载体，构建虚实融合、知识驱动、动态优化、安全高效、绿色低碳的智能制造系统，推动制造业实现数字化转型、网络化协同、智能化变革。 本书编者所在研究机构（南京电子技术研究所）是我国最早从事雷达等复杂电子设备研制的单位之一，专业齐全、技术实力雄厚，通过70多年的技术研究，完成了数百套尖端雷达等复杂电子设备的研制，包括我国第一部精密测控雷达、第一部大型相控阵远程预警雷达、第一部机载有源相控阵预警雷达、第一部舰载多功能相控阵雷达。在这些重大装备的研制过程中，南京电子技术研究所逐步开展了数字化转型的探索和实践。“十五”以来开始建设以无纸化、数字化、信息化为特征的数字化研究所；“十二五”期间，组建了一流的专业团队，引进了具有国际视野的专家，建成了以“四精益一共享”（精益设计、精益制造、精益管理、精益保障、知识共享）框架为核心的精益研究所，目前正在向“全数字、全互联、全智能”的智慧研究所迈进。 本书编者团队基于多年的智能制造实践，突破了面向生产扰动的动态排程与调度、多传感器数据融合的自动装配控制、自适应调测一体化等关键技术，解决了多品种小批量、机电液混装、装调一体化等难题；自主开发了制造运营管理、可视化监控、物流管理、数据采集四大信息应用系统及智能装配机器人、自动翻转装置等多型自动化设备，在国内率先建成的高端电子装备智能制造示范工厂，实现了柔性、透明、均衡、高效、优质的总装生产，入选了工业和信息化部2021年度智能制造示范工厂名单。 本书编者团队具有扎实的智能制造理论基础，对复杂电子设备设计、制造具有深刻的认识，积累了丰富的实践经验。我在阅读了书稿之后，深感该书针对性强、理论与实践结合度高，在国内数字化车间相关书籍中具有鲜明的特色。 非常荣幸为这本书作序，更乐意向全国广大读者推荐这本书，相信本书对从事复杂电子设备及相关行业的数字化车间技术人员有所帮助。 华中科技大学教授 中国工程院院士 前言 随着美、德、日、中等工业大国先后出台制造业国家战略，智能制造已成为全球制造强国激烈竞争的焦点。制造业是我国经济的压舱石，我国制造强国战略以新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，通过十大重点领域的突破发展，推动我国制造业转型升级。 在新的时代背景下，复杂电子设备制造正在逐步走向信息化与工业化深度融合、软硬件一体化融合、多领域多学科交叉融合发展的新阶段。复杂电子设备是以声、光、电磁信号的获取、传输、处理为目标，具有信息感知、通信、导航、干扰等功能，涵盖军用和民用电子设备，主要包括预警探测、情报侦察、电子对抗、网络通信、导航定位、电磁武器等领域的系统装备。随着集成度和复杂度不断提高，生产工艺越来越复杂，装配精度和可靠性要求越来越高，具有设备构型变化大、多学科高度耦合、科研生产一体化、多品种小批量等研制特点，成为我国高端制造的典型代表，传统制造模式已经不再适用，迫切需要借助智能制造转型升级。 南京电子技术研究所智能制造创新中心和南京国睿信维软件有限公司联合团队针对复杂电子设备柔性、高效、透明的制造需求，开展数字化车间“设备-控制-运营”集成架构研究，坚持自主研发与产业协作相结合，努力成为以自动化为基础、信息化为核心、智能化为灵魂的离散型智能制造整体解决方案供应商和服务商。团队自主研发了制造运营管理、物流管理、可视化监控、数据采集四大应用信息系统，围绕整机分层级开展微组装、电装及总装总调数字化车间建设，建设了脉动式柔性装调一体化总装生产线，实现了装备产能、质量一致性大幅提升，形成全层级智能装配示范能力。目前，南京电子技术研究所已被评为江苏省智能制造领军服务机构、江苏省工业互联网发展示范企业（标杆工厂类），其高端电子装备智能制造示范工厂入选工业和信息化部2021年度智能制造示范工厂名单，取得了丰硕的成果。这些成果在电子、航空、航天、兵器等行业具有广阔的应用前景，团队期待将经验和成果进行分享，促进行业内互学互鉴，共同提高，推动我国复杂电子设备生产模式转型升级。 本书由南京电子技术研究所胡长明研究员担任主编，贲可存、李宁、冯展鹰、张柳担任副主编。南京电子技术研究所智能制造创新中心和南京国睿信维软件有限公司技术人员参与编写。全书共10章，第1章由贲可存、胡长明编写，第2章由贲可存、吕龙泉编写，第3章由李宁、姜洋、王璨编写，第4章由曹亚琪、冯展鹰编写，第5章由张柳、邬妍佼编写，第6章由谢亚光、吴克中、张明辉、蒋庆磊编写，第7章由许洪韬、孔祥龙、何宇昊、汪巨基编写，第8章由谢亚光、张柳、陈开编写，第9章由冯展鹰、曹亚琪、王伟编写，第10章由贲可存、胡长明、曹亚琪编写。全书由贲可存整理成稿，胡长明对全书进行了审定。 在本书的编写过程中，编者团队学习、借鉴了国内外智能制造领域一大批德高望重的权威学者和深耕专业的行业专家的学术成果及学术观点，正是他们的持续奉献和不懈努力，使我国数字化车间的水平不断提升，在此向他们表示敬意和谢意！在本书的编写过程中，南京电子技术研究所荆巍巍、鲍昊昊、王旭敏、边飞飞等同志提供了大量资料，王艳霞博士详细、认真地阅读了本书并提出了许多宝贵建议，在此一并表示衷心的感谢！ 由于编者在工作领域及专业领域上的局限性，本书难免存在很多不足之处，恳请各位专家、行业人士及读者朋友提出批评和建议。让我们共同努力，一张蓝图绘到底，把数字化车间建设得更好！ 胡长明 江苏·南京

第1章 绪论 （1） 1.1 复杂电子设备 （1） 1.1.1 复杂电子设备内涵范畴 （1） 1.1.2 典型复杂电子设备组成 （2） 1.1.3 复杂电子设备制造特点与需求 （2） 1.2 智能制造国内外发展现状 （4） 1.2.1 智能制造国家战略 （4） 1.2.2 智能制造的内涵 （7） 1.2.3 智能制造系统及关键技术 （8） 1.2.4 智能制造标准体系 （10） 1.2.5 我国智能制造推进情况 （12） 1.3 复杂电子设备智能制造 （15） 1.3.1 智能研发 （15） 1.3.2 智能生产 （17） 1.3.3 智能保障 （18） 1.3.4 智能管理 （19） 1.4 复杂电子设备数字化车间 （20） 1.4.1 复杂电子设备数字化车间概述 （21） 1.4.2 数字化车间发展现状 （22） 1.5 本书目的与章节安排 （26） 第2章 总体规划 （28） 2.1 规划方法 （28） 2.2 现状评估 （29） 2.2.1 评估依据 （29） 2.2.2 评估方法 （30） 2.3 需求分析 （31） 2.4 愿景与目标制定 （32） 2.4.1 建设愿景 （32） 2.4.2 建设目标 （32） 2.5 总体架构设计 （34） 2.6 组成模块与功能 （36） 2.7 信息集成 （37） 2.7.1 车间内部信息纵向集成 （37） 2.7.2 车间之间信息横向集成 （37） 2.8 规划落地策略 （38） 第3章 制造运营管理 （39） 3.1 制造运营管理概述 （39） 3.1.1 制造运营管理的基本概念 （39） 3.1.2 制造运营管理的发展概况 （40） 3.1.3 制造运营管理的标准体系 （42） 3.2 制造运营管理系统架构 （45） 3.2.1 复杂电子设备生产运营特征 （45） 3.2.2 业务架构 （46） 3.2.3 功能架构 （48） 3.2.4 数据架构 （48） 3.2.5 集成架构 （49） 3.2.6 技术架构 （51） 3.3 制造运营管理系统的主要功能 （51） 3.3.1 生产排程 （51） 3.3.2 计划管理 （55） 3.3.3 质量管理 （58） 3.3.4 仓储管理 （59） 3.3.5 设备数据采集 （59） 3.3.6 可视化生产看板 （60） 3.3.7 资源管理 （62） 3.3.8 设备管理 （62） 3.4 MOM与ERP、CAPP、SCADA的集成 （63） 3.4.1 与ERP的集成 （63） 3.4.2 与CAPP的集成 （64） 3.4.3 与SCADA的集成 （64） 3.5 应用场景及案例 （65） 3.5.1 多制造类型一体化应用 （65） 3.5.2 多生产业务系统集成化应用 （66） 3.5.3 总装车间数字大脑 （67） 3.5.4 多层级协同计划管理 （67） 3.5.5 制造过程BOM数据连续传递 （68） 3.5.6 互联网+协同生产管控 （69） 3.5.7 可视化生产数据分析 （70） 3.6 发展趋势 （71） 第4章 物流管理 （72） 4.1 物流管理概述 （72） 4.1.1 物流管理的范围 （72） 4.1.2 物流管理系统的发展历程 （73） 4.1.3 物流管理的相关标准 （76） 4.1.4 国内外典型供应商及产品简介 （77） 4.2 车间物流规划与精准配送 （80） 4.2.1 物流布局规划 （81） 4.2.2 物料配送方法 （83） 4.3 物流管理系统架构 （85） 4.3.1 复杂电子设备车间物流业务流程分析 （85） 4.3.2 物流管理系统架构及功能模型构建 （88） 4.4 应用场景及案例 （95） 4.4.1 自动化立体仓库 （95） 4.4.2 自动化调度与配送 （96） 4.4.3 实施案例 （97） 4.5 发展趋势 （100） 第5章 大数据可视化与分析决策 （102） 5.1 大数据可视化与分析决策概述 （102） 5.1.1 大数据可视化与分析决策定义 （102） 5.1.2 国内外发展现状 （104） 5.1.3 面临的挑战 （108） 5.2 大数据可视化 （110） 5.2.1 数字化车间大数据特征 （110） 5.2.2 数字化车间大数据分类 （110） 5.2.3 车间大数据可视化实施步骤 （111） 5.2.4 大数据可视化的关键技术 （112） 5.3 大数据分析决策 （114） 5.3.1 基于大数据的分析决策特点 （114） 5.3.2 数字化车间运营指标体系 （114） 5.3.3 基于大数据的分析决策实施步骤 （116） 5.3.4 大数据驱动下车间运营分析决策关键技术 （117） 5.4 大数据可视化与分析决策系统架构 （119） 5.4.1 大数据可视化与分析决策系统架构概述 （119） 5.4.2 系统功能模块设计与实现 （120） 5.5 应用场景及案例 （125） 5.5.1 生产过程可视化 （125） 5.5.2 设备健康管理 （126） 5.5.3 在线质量监控 （127） 5.5.4 智能决策 （128） 5.5.5 实施案例 （128） 5.6 发展趋势 （133） 第6章 数据采集与监控 （134） 6.1 数据采集与监控系统概述 （134） 6.1.1 数据采集与监控系统的基本概念 （134） 6.1.2 数据采集系统发展演变 （135） 6.1.3 面临的挑战 （136） 6.2 数据采集与监控系统架构 （137） 6.3 数据采集与监控系统实现 （138） 6.3.1 数据采集 （138） 6.3.2 设备互联互通 （147） 6.3.3 系统功能模块设计 （152） 6.4 应用场景及案例 （156） 6.4.1 基于Web-DNC系统的网络化协同制造 （156） 6.4.2 设备状态监控 （157） 6.4.3 实施案例 （160） 6.5 发展趋势 （164） 第7章 智能生产线 （166） 7.1 生产线概述 （166） 7.1.1 生产线的发展过程 （166） 7.1.2 生产线的基本形式 （167） 7.2 复杂电子设备智能生产线 （169） 7.2.1 微组装智能生产线 （169） 7.2.2 电子装联智能生产线 （179） 7.2.3 整机总装智能生产线 （185） 7.3 设备智能化 （192） 7.3.1 智能设备分类及发展概况 （192） 7.3.2 生产线智能设备的组成 （195） 7.3.3 设备智能化的典型案例 （195） 7.4 发展趋势 （208） 第8章 数字化车间基础环境 （210） 8.1 现状与挑战 （210） 8.1.1 应用背景 （210） 8.1.2 现状分析 （211） 8.1.3 业务需求分析 （211） 8.2 规划与设计 （212） 8.2.1 系统需求分析 （212） 8.2.2 系统框架 （213） 8.3 主要建设内容 （214） 8.3.1 环境监测系统 （214） 8.3.2 安全管控系统 （216） 8.3.3 集成管控系统 （219） 8.3.4 技术基础 （220） 8.4 应用案例 （223） 8.4.1 菲尼克斯电气智能楼宇能效管理系统 （223） 8.4.2 三菱电机福山智能工厂的节能管理系统 （224） 8.4.3 广东德尔智能工厂的环境监测和人员管理系统 （224） 8.5 发展趋势 （225） 第9章 实施案例 （227） 9.1 某复杂电子设备整机制造数字化车间 （227） 9.1.1 项目背景 （227） 9.1.2 实施内容 （228） 9.1.3 实施效果 （236） 9.2 南京康尼机电轨道交通门系统智能工厂 （237） 9.2.1 项目背景 （237） 9.2.2 实施内容 （237） 9.2.3 实施效果 （241） 9.3 西门子成都数字化工厂 （242） 9.3.1 项目背景 （242） 9.3.2 实施内容 （242） 9.3.3 实施效果 （248） 9.4 上海兰宝传感器数字化智能工厂 （249） 9.4.1 项目背景 （249） 9.4.2 实施内容 （249） 9.4.3 实施效果 （253） 第10章 未来展望 （254） 10.1 概述 （254） 10.2 “5G+工业互联网”赋能数字化车间 （255） 10.2.1 技术发展背景 （255） 10.2.2 典型应用场景 （255） 10.2.3 行业应用探索 （257） 10.3 面向网络化协同制造的数字化车间 （257） 10.3.1 技术发展背景 （257） 10.3.2 网络协同制造系统组成 （258） 10.3.3 行业应用探索 （259） 10.4 基于数字孪生的数字化车间 （263） 10.4.1 基于数字孪生的数字化车间的概念与特点 （263） 10.4.2 基于数字孪生的数字化车间架构 （263） 10.4.3 基于数字孪生的数字化车间实施步骤 （264） 10.4.4 基于数字孪生的数字化车间关键技术 （268） 10.5 智能绿色工厂 （272） 10.5.1 绿色工厂和绿色制造内涵 （272） 10.5.2 各国绿色制造实践 （273） 10.5.3 绿色工厂实施途径 （274） 附录A REACH睿知自主工业软件介绍 （277） A.1 REACH睿知发展理念 （277） A.2 REACH睿知工业软件简介 （282） 附录B 复杂电子设备全三维结构工艺集成设计 （293） B.1 功能需求 （293） B.2 总体方案 （294） B.3 主要功能 （296） B.3.1 全三维结构样机 （296） B.3.2 全三维工艺样机 （298） B.3.3 结构协同仿真综合管理 （302） B.3.4 三维数字化制造 （304） B.4 实施效果 （306） 附录C 英文缩略词表 （308） 参考文献 （312）