數字孿生實戰：基於模型的數位化企業(MBE)

序

前言

技術篇
第1章　數字孿生推進裝備製造業轉型與升級 2
1.1　數位孿生技術成為企業轉型的關鍵驅動力 2
1.2　西門子的最新數位孿生技術應用 4
1.3　數位孿生關鍵技術說明 9

第2章　數位孿生助力打造基於模型的數位化企業 19
2.1　全球基於模型的數位化企業最新應用 19
2.2　西門子MBE解決之道 25
2.3　西門子MBE：數位孿生技術支撐企業關鍵業務 29
2.4　西門子MBE：數位孿生技術的價值定位 40

方案篇
第3章　基於模型的系統工程解決方案 42
3.1　業務挑戰 42
3.2　解決方案 43
3.3　價值體現 55

第4章　基於模型的三維設計與模擬解決方案 57
4.1　基於模型的三維產品設計 57
4.2　基於模型的設計分析 73

第5章　基於模型的電子電氣系統工程 83
5.1　基於模型的電氣架構解決方案 89
5.2　基於模型的電氣設計解決方案 105
5.3　基於模型的電氣分析解決方案 115
5.4　基於模型的線束製造解決方案 120
5.5　基於模型的電氣和機械的協同設計解決方案 140
5.6　基於模型的電氣智慧維修文檔解決方案 148
5.7　基於模型的自動駕駛的電氣設計解決方案 157
5.8　基於電氣設計平臺的集成和擴展解決方案 163

第6章　基於模型的產品型譜化和模組化管理方案 168
6.1　業務挑戰 168
6.2　解決方案 168
6.3　價值體現 177

第7章　基於模型的軟體全生命週期管理方案 179
7.1　業務挑戰 179
7.2　解決方案 180
7.3　價值體現 185

第8章　基於模型的產品成本管理方案 186
8.1　業務挑戰 186
8.2　解決方案 187
8.3　價值體現 189

第9章　基於模型的工藝與虛擬驗證解決方案 191
9.1　基於模型的零件工藝 191
9.2　基於模型的增材製造 201
9.3　基於模型的品質檢測 205
9.4　基於模型的裝配工藝 215
9.5　基於模型的虛擬驗證 221
9.6　基於模型的作業指導書 225

第10章　基於模型的閉環製造解決方案 233
10.1　從MES到MOM的閉環製造應用演變 233
10.2　數位化閉環製造系統總體架構 235
10.3　閉環製造之一：高級排產 238
10.4　閉環製造之二：製造執行管理 244
10.5　閉環製造之三：品質管制系統 264
10.6　閉環製造之四：設備資料獲取 272

第11章　基於模型的MBE數位化服務管理 277
11.1　業務挑戰 277
11.2　解決方案 277
11.3　價值體現 282

實踐篇
案例一　西門子EWA數字化工廠 286
案例二　BSH公司PLM應用實踐 293
案例三　長城汽車電氣系統工程案例 300
案例四　昆山滬光汽車電氣系統工程案例 307
案例五　西門子增材製造數位工廠 311
縮略語 314
參考文獻 316
 

2015年我們組織出版了《工業4.0實戰：裝備製造業數位化之道》一書，該書受到了廣大讀者的熱烈歡迎。大家普遍反映，書中描述的願景代表了數字化工業的方向，對企業數位化轉型戰略規劃工作非常有説明，其基於模型的數位化企業（MBE）技術解決方案和實踐案例對制定實施路線圖提供了很有價值的參考。

鑒於近期西門子數位化工業軟體在建立“從晶片到城市”數位孿生的戰略願景指導下，尤其是並購了世界首屈一指的EDA技術供應商——Mentor Graphics公司，成為第一家能夠整合PLM和EDA的技術公司，從而進一步加強了其在工業軟體領域的全球領導地位，在數位化工業創新型實踐案例方面也取得了一系列重要進展，為了反映日新月異的數位化工業領域創新，我們決定組織編寫本書。

關於本書，除了更新《工業4.0實戰：裝備製造業數位化之道》中的先進內容，西門子數位化工業軟體有關專家還增加了MBE技術的最新進展，包括基於模型的電子電氣解決方案、基於模型的產品型譜化和模組化管理方案、基於模型的軟體全生命週期管理方案、基於模型的產品成本管理方案、基於模型的工藝與虛擬驗證解決方案以及基於模型的閉環製造解決方案，同時增加了一系列典型案例，目的是為中國大型裝備製造業數位化的領導和技術專家提供有價值的、可落地實施的參考思路、方法和工具。

作為全球最大的工業技術公司和領先的自動化和工業軟體提供商，西門子在今天已經為“工業4.0”的全面實現打下了堅實基礎：工業軟體創新將在“工業4.0”實施中起到決定性作用，尤其是通過數位孿生、數位神經技術實現產品生命週期和生產生命週期的整合，實現研發和生產的全面優化，打造基於模型的數位化企業（MBE）。

150多年前，西門子的創始人維爾納·馮·西門子先生因于1866年發明了實用發電機而成為第二次工業革命的先鋒代表人物，今天，西門子希望和它的客戶、供應商、競爭者一道，在第四次工業革命中重現當年的輝煌！

梁乃明　　
西門子數位化工業軟體全球高級副總裁兼大中華區董事總經理　　
2019年6月