本书是“深远海工程装备与高技术丛书”之一，是站在智能制造的角度来描述海洋装 备数字化工程的集成与应用技术。海洋装备数字化工程的概念本身比较广，本书针对海 洋装备的设计和制造两大活动展开，详细论述了数字化技术在设计和制造领域的技术和 应用，并**介绍了海洋装备从设计到制造的数字化贯穿和集成的方法。

第1篇综述篇 第1章海洋装备建造概述3 1.1海洋装备建造的特点6 1.2海洋装备建造链8 1.2.1设计链9 1.2.2制造链9 1.2.3运维服务链13 1.3小结14 第2章海洋装备产品数字化工程内涵15 2.1数字化工程的概念、内涵与内容17 2.1.1数字化工程的概念17 2.1.2数字化工程的内涵18 2.1.3数字化工程的内容19 2.2海洋装备产品数字化工程现状与挑战22 2.2.1海洋装备产品数字化制造现状与发展22 2.2.2数字化工程的挑战25 2.3海洋装备产品生产数字化转型策略28 2.3.1数字化转型背景28 2.3.2数字化转型策略29 2.3.3企业数字化转型的核心要素30 2.3.4海洋装备产品制造数字化转型展望33 第3章智能制造与海洋装备制造35 3.1智能制造技术概述37 3.1.1工业4.0内涵37 3.1.2工业互联网内涵38 3.1.3中国智能制造内涵40 3.2智能制造共性技术42 3.2.1工业物联网42 3.2.2信息物理生产系统45 3.2.3数字主线45 3.2.4工业大数据46 3.2.5机器学习47 3.3海洋工程装备与船舶智能制造战略49 3.3.1工信部智能制造规划49 3.3.2科学技术部**研发计划50 第2篇数字化设计篇 第4章海洋装备产品数字化设计技术55 4.1海洋装备产品数字化设计概述57 4.1.1设计流程57 4.1.2主流海洋装备CAD设计系统59 4.1.3海洋装备产品的MBD模型63 4.2面向三维设计评审的模型处理67 4.2.1基于中性文件的MBD建模与转换69 4.2.2三维数模轻量化技术73 4.3海洋装备产品虚拟装配与人因工程仿真76 4.3.1产品虚拟装配与工艺规划76 4.3.2人因工程评估技术84 4.4基于Web的三维设计与协同85 4.4.1基于云计算的三维设计变革85 4.4.2关键技术87 第5章海洋装备产品性能分析的前后处理技术91 5.1海洋装备产品性能分析概述93 5.1.1海洋装备产品性能分析种类93 5.1.2海洋装备产品性能分析流程95 5.1.3海洋装备产品多学科分析与优化96 5.1.4主流的海洋装备CAE软件平台97 5.2面向海洋装备产品CAE分析的四边形网格生成技术100 5.2.1海洋装备产品CAE分析特点100 5.2.2三维中性面模型生成101 5.2.3四边形网格生成107 5.2.4有限元网格重建与生成113 5.3多学科工程分析数据集成可视化116 5.3.1标量场数据可视化116 5.3.2矢量场可视化方法119 第6章海洋装备产品数据全生命周期管理121 6.1海洋装备产品全生命周期数据管理框架123 6.2海洋装备产品全生命周期BOM管理125 6.2.1海洋装备产品集成化BOM管理128 6.2.2BOM演变134 6.2.3基于BOM的数据查询与可视化138 6.3海洋装备产品的主数据管理141 6.3.1主数据管理技术141 6.3.2海洋装备物料主数据信息142 6.3.3主数据管理143 6.3.4主数据管理平台框架144 6.4基于MBD的海洋装备产品PDM集成案例145 6.4.1产品设计模型与EBOM管理146 6.4.2BOM编码规则管理147 6.4.3产品数据文档管理与集成150 6.5基于OSLC的海洋装备产品生命周期协同技术152 6.5.1概述152 6.5.2OSLC服务集成架构154 6.5.3OSLC服务化集成155 第7章基于模型的海洋装备产品数字化工程159 7.1基于模型的系统工程概述161 7.1.1MBSE相关定义与特点161 7.1.2MBSE实施三要素164 7.1.3MBx相关概念区别170 7.2海洋装备产品研发从MBD到MBE172 7.2.1MBE的概念173 7.2.2海洋装备产品3D MBD建模173 7.2.3MBD的信息集成174 7.3MBSE的海洋平台桩腿焊接应用案例179 7.3.1系统建模180 7.3.2桩腿MBD模型及传递182 7.3.3MBD进行PDM和MES集成183 第3篇数字化制造篇 第8章海洋装备在制品工业物联标识与信息集成189 8.1海洋装备产品制造工业物联框架191 8.1.1工业物联网概念191 8.1.2工业物联网框架193 8.2工业物联统一标识195 8.2.1工业物联标识概述195 8.2.2物联编码体系197 8.2.3工业物联标识解析体系200 8.2.4工业物联标识载体201 8.2.5海洋装备产品工业物联标识的赋码方式203 8.2.6海洋装备产品生产标识解析应用方式204 8.3海洋装备产品DM码、DPM和识别方法205 8.3.1DM码设计205 8.3.2DPM的工艺试验206 8.3.3DM码的识别207 8.4基于工业物联标识解析的在制品信息集成208 8.4.1物联标识解析与设计系统（CAD/PLM）信息集成208 8.4.2物联标识解析与制造信息系统集成209 8.4.3物联标识解析与管理信息系统集成211 8.5基于工业物联网的小组立制造系统案例215 8.5.1系统框架215 8.5.2船舶小组立板料统一物联编码215 8.5.3板架自动化智能印码系统216 8.5.4板架自动下料设备集成220 8.5.5基于工业物联的在制品装焊一体化221 第9章海洋装备产品制造的尺寸精度工程技术223 9.1尺寸精度工程概述225 9.1.1海洋装备产品制造中的精度控制概述225 9.1.2尺寸精度控制流程与现状227 9.2海洋装备产品分段部件的测量精度控制235 9.2.1大尺寸部件测量关键技术235 9.2.2大尺寸部件精度管理测量技术239 9.3尺寸精度控制系统与应用241 9.3.1尺寸精度控制系统241 9.3.2海洋装备产品总组精度控制250 9.3.3海洋装备产品搭载精度控制253 9.4尺寸精度数字化工程的管理258 第10章海洋装备制造的堆场布局与物流261 10.1海洋装备制造的堆场布局263 10.1.1海洋装备中间产品堆场布局建模264 10.1.2堆场布局优化273 10.2堆场间物流配送与调度284 10.2.1堆场物流配送与调度背景284 10.2.2物流配送与调度建模290 10.2.3物流配送与调度优化算法292 10.2.4某海洋装备企业物流配送与调度实例299 10.2.5作业调度系统开发与验证304 第11章海洋装备产品生产虚拟工厂317 11.1虚拟工厂技术319 11.1.1虚拟工厂的内涵319 11.1.2信息物理系统320 11.1.3虚拟工厂体系与标准323 11.1.4虚拟工厂关键技术327 11.2虚拟工厂三维建模333 11.2.1工厂场景几何建模334 11.2.2三维工厂虚拟布局建模337 11.3虚拟工厂仿真343 11.3.1移动设备的运动仿真344 11.3.2虚拟人作业动作仿真345 11.3.3仿真运动碰撞检测347 11.3.4基于关键帧的虚拟工厂作业动画仿真348 11.4基于信息物理生产系统的虚拟工厂集成与执行349 11.4.1虚拟工厂与真实工厂的互联互通349 11.4.2生产数据采集与监控351 11.4.3虚拟工厂仿真执行353 11.4.4基于虚拟工厂的智能管理353第12章大数据驱动的海洋装备产品生产技术359 12.1概述361 12.2海洋装备制造大数据特点与来源362 12.2.1相关概念与特点362 12.2.2海洋装备制造大数据特点364 12.2.3海洋装备制造大数据来源365 12.3海洋装备制造大数据关键技术366 12.3.1大数据平台366 12.3.2大数据处理374 12.4海洋装备产品制造大数据典型应用场景385 12.4.1设备异常监控与预测386 12.4.2分段精度质量监控387 12.4.3船舶建造计划要素识别387 12.4.4大数据驱动下的配送作业优化391 12.5大数据应用趋势与展望393 第13章海洋装备产品网络化协同制造技术395 13.1网络化协同制造系统397 13.1.1网络协同制造内涵397 13.1.2网络协同参考模型398 13.2海洋装备产品网络协同建造关键技术401 13.2.1网络化协同要素401 13.2.2海洋装备网络协同制造体系407 13.2.3网络协同基础技术： 工业互联网络408 13.2.4网络协同集成技术： 基于模型驱动的一体化集成419 13.2.5网络协同数据基础： 工业数据空间427 13.2.6网络协同系统技术： 信息物理生产系统434 13.2.7网络协同价值链技术： 供应、营销和服务价值链协同436 13.3面向海洋装备的网络化协同制造系统平台439 13.3.1平台功能设计439 13.3.2基于中台的平台构架方法442 第4篇展望篇 第14章展望——新一代海洋装备产品智能制造453 14.15G赋能的工业物联网455 14.2AI赋能海洋装备产品制造459 14.3数字孪生制造461 参考文献466