《智能化工集成系統(tǒng)》是智能化工專業(yè)的一門專業(yè)核心課，具有鮮明的學(xué)科交叉和工程實踐的特點。
全書圍繞化工數(shù)字工廠設(shè)計與數(shù)字化交付、虛擬工廠設(shè)計與數(shù)字孿生、智能工廠建設(shè)三個核心內(nèi)容展開。其內(nèi)容包括：智能化工集成系統(tǒng)概述、化工數(shù)字工廠、化工虛擬工廠、化工智能工廠、化工智能工廠的開發(fā)及應(yīng)用，共5章。本書有三個特點：特點一，針對數(shù)字工廠、虛擬工廠和智能工廠分別設(shè)計了相應(yīng)的課程設(shè)計任務(wù)書附于書后；特點二，在每章的開端，根據(jù)該章主要內(nèi)容和邏輯結(jié)構(gòu)繪制了圖形摘要，便于讀者閱讀理解；特點三，針對第3章各種模型的詳細推導(dǎo)過程，讀者可通過掃描相應(yīng)位置的二維碼自行深入學(xué)習(xí)。
本書可作為化學(xué)工程與工藝、過程裝備與控制工程、材料科學(xué)與工程、環(huán)境科學(xué)與工程等專業(yè)本科及研究生教材，也可作為智能制造背景下現(xiàn)代化工生產(chǎn)專業(yè)高級技術(shù)人員和管理人員的參考資料。
張瑋，太原理工大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院教授，山西省高等學(xué)校教學(xué)名師,中國化工學(xué)會信息技術(shù)應(yīng)用專業(yè)委員會委員，中國化工學(xué)會微化工技術(shù)專業(yè)委員會委員，系主任，支部書記。
主要研究方向:微化工系統(tǒng)，化工過程建模與優(yōu)化，多目標(biāo)優(yōu)化以及在化學(xué)化工、化工設(shè)備等方面的應(yīng)用。主持國家自然科學(xué)基金面上項目，山西省重點研發(fā)計劃，化學(xué)工程聯(lián)合國家重點實驗室開放課題等項目，主持橫向課題6項，主持教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同有人項目2項，主持山西省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項目等，發(fā)表論文40余篇，其中SCI收錄20余篇，EI收錄8篇CSSCI收錄2篇。
第1章 智能化工集成系統(tǒng)概述 001
1.1 現(xiàn)代化工的挑戰(zhàn)與機遇 003
1.1.1 我國化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 003
1.1.2 化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型 006
1.1.3 化工行業(yè)智能化發(fā)展 007
1.2 化工行業(yè)智能制造 008
1.2.1 智能制造的基本概念 010
1.2.2 智能制造的技術(shù)機理 011
1.2.3 智能制造的實現(xiàn)載體—工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 013
1.3 智能化工集成系統(tǒng)架構(gòu) 021
1.3.1 實體工廠自動化系統(tǒng) 022
1.3.2 數(shù)字工廠設(shè)計與交付 024
1.3.3 虛擬工廠與數(shù)字孿生 026
1.3.4 智能工廠系統(tǒng)實現(xiàn) 029
第2章 化工數(shù)字工廠 031
2.1 數(shù)字工廠基本概念 033
2.1.1 數(shù)字工廠的內(nèi)涵與功能 033
2.1.2 數(shù)字工廠的架構(gòu)及目標(biāo) 033
2.2 數(shù)字化設(shè)計 034
2.2.1 集成化的前端工程設(shè)計 036
2.2.2 智能化的管道儀表流程圖設(shè)計 038
2.2.3 智能化工儀表設(shè)計 041
2.2.4 工廠三維模型設(shè)計 043
2.3 數(shù)字化交付 054
2.3.1 數(shù)字化交付統(tǒng)一規(guī)定 055
2.3.2 數(shù)字化交付內(nèi)容 055
2.3.3 數(shù)字化交付流程 056
2.3.4 數(shù)字化交付平臺的功能 057
2.3.5 數(shù)字化交付的要求 058
2.4 數(shù)字化設(shè)計與交付實例 059
2.4.1 項目概況 059
2.4.2 數(shù)字化交付方案及規(guī)定 060
2.4.3 項目數(shù)字化交付實施 061
2.4.4 數(shù)字化交付平臺應(yīng)用 067
2.5 數(shù)字化運維 073
第3章 化工虛擬工廠 075
3.1 虛擬工廠架構(gòu) 077
3.2 互聯(lián)互通層 078
3.2.1 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施 078
3.2.2 通信協(xié)議 078
3.2.3 數(shù)據(jù)集成技術(shù) 079
3.2.4 安全技術(shù) 079
3.2.5 數(shù)據(jù)管理技術(shù) 079
3.3 模型層 080
3.3.1 模型層數(shù)學(xué)模型建立方法 080
3.3.2 工藝模型 085
3.3.3 控制模型 090
3.3.4 經(jīng)濟模型 094
3.3.5 能耗模型 097
3.3.6 環(huán)境模型 099
3.3.7 優(yōu)化模型 103
3.3.8 模型解算方法 113
3.4 應(yīng)用層 118
3.4.1 設(shè)計仿真 118
3.4.2 工藝流程規(guī)劃 118
3.4.3 生產(chǎn)測試 118
3.4.4 產(chǎn)品交付 118
第4章 化工智能工廠 121
4.1 化工智能工廠架構(gòu) 123
4.1.1 功能架構(gòu) 123
4.1.2 技術(shù)架構(gòu) 124
4.2 智能設(shè)備感知控制層 125
4.2.1 感知層的關(guān)鍵技術(shù) 125
4.2.2 化工過程智能檢測儀表 126
4.2.3 化工過程智能執(zhí)行器 128
4.2.4 化工過程控制系統(tǒng) 130
4.3 邊緣數(shù)據(jù)處理層 136
4.3.1 邊緣設(shè)備接入 136
4.3.2 協(xié)議解析 142
4.3.3 邊緣數(shù)據(jù)處理 142
4.4 智能生產(chǎn)運營管理層 148
4.4.1 計劃管理 148
4.4.2 生產(chǎn)管理 149
4.4.3 協(xié)同管理 149
4.4.4 質(zhì)量管理 150
4.4.5 設(shè)備管理 151
4.4.6 能源管理 152
4.4.7 安全管理 153
4.4.8 倉儲物流管理 156
4.4.9 采購銷售管理 157
4.4.10 大數(shù)據(jù)管理 159
第5章 化工智能工廠的開發(fā)及應(yīng)用 163
5.1 supOS工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 166
5.1.1 邊緣物聯(lián)層 166
5.1.2 工業(yè)操作系統(tǒng)平臺層 167
5.1.3 工業(yè)智能APP應(yīng)用層 167
5.2 工業(yè)數(shù)據(jù)的采集與傳輸 168
5.3 supOS平臺層數(shù)據(jù)處理與分析 171
5.3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理 172
5.3.2 特征工程 172
5.3.3 機器學(xué)習(xí)算法 174
5.4 工業(yè)智能APP的開發(fā)與應(yīng)用 182
5.4.1 工業(yè)APP開發(fā)設(shè)計器 182
5.4.2 通用APP制作實例 183
5.4.3 能耗管理APP設(shè)計開發(fā) 191
5.4.4 京博石化基于supOS的工業(yè)APP應(yīng)用 200
參考文獻 204
附：“化工數(shù)字工廠課程設(shè)計”任務(wù)書 205
附：“化工虛擬工廠課程設(shè)計”任務(wù)書 207
附：“化工智能工廠課程設(shè)計”任務(wù)書 209
附：《化工數(shù)字/虛擬/智能工廠課程設(shè)計》成績評定表 214
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