《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，具有鮮明的學科交叉和工程實踐的特點。
全書圍繞化工數字工廠設計與數字化交付、虛擬工廠設計與數字孿生、智能工廠建設三個核心內容展開。其內容包括：智能化工集成系統(tǒng)概述、化工數字工廠、化工虛擬工廠、化工智能工廠、化工智能工廠的開發(fā)及應用，共5章。本書有三個特點：特點一，針對數字工廠、虛擬工廠和智能工廠分別設計了相應的課程設計任務書附于書后；特點二，在每章的開端，根據該章主要內容和邏輯結構繪制了圖形摘要，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過程，讀者可通過掃描相應位置的二維碼自行深入學習。
本書可作為化學工程與工藝、過程裝備與控制工程、材料科學與工程、環(huán)境科學與工程等專業(yè)本科及研究生教材，也可作為智能制造背景下現代化工生產專業(yè)高級技術人員和管理人員的參考資料。
張瑋，太原理工大學化學工程與技術學院教授，山西省高等學校教學名師,中國化工學會信息技術應用專業(yè)委員會委員，中國化工學會微化工技術專業(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，多目標優(yōu)化以及在化學化工、化工設備等方面的應用。主持國家自然科學基金面上項目，山西省重點研發(fā)計劃，化學工程聯合國家重點實驗室開放課題等項目，主持橫向課題6項，主持教育部產學合作協同有人項目2項，主持山西省高等學校教學改革創(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 現代化工的挑戰(zhàn)與機遇 003
1.1.1 我國化工產業(yè)現狀 003
1.1.2 化工行業(yè)數字化轉型 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 智能制造的技術機理 011
1.2.3 智能制造的實現載體—工業(yè)互聯網 013
1.3 智能化工集成系統(tǒng)架構 021
1.3.1 實體工廠自動化系統(tǒng) 022
1.3.2 數字工廠設計與交付 024
1.3.3 虛擬工廠與數字孿生 026
1.3.4 智能工廠系統(tǒng)實現 029
第2章 化工數字工廠 031
2.1 數字工廠基本概念 033
2.1.1 數字工廠的內涵與功能 033
2.1.2 數字工廠的架構及目標 033
2.2 數字化設計 034
2.2.1 集成化的前端工程設計 036
2.2.2 智能化的管道儀表流程圖設計 038
2.2.3 智能化工儀表設計 041
2.2.4 工廠三維模型設計 043
2.3 數字化交付 054
2.3.1 數字化交付統(tǒng)一規(guī)定 055
2.3.2 數字化交付內容 055
2.3.3 數字化交付流程 056
2.3.4 數字化交付平臺的功能 057
2.3.5 數字化交付的要求 058
2.4 數字化設計與交付實例 059
2.4.1 項目概況 059
2.4.2 數字化交付方案及規(guī)定 060
2.4.3 項目數字化交付實施 061
2.4.4 數字化交付平臺應用 067
2.5 數字化運維 073
第3章 化工虛擬工廠 075
3.1 虛擬工廠架構 077
3.2 互聯互通層 078
3.2.1 網絡基礎設施 078
3.2.2 通信協議 078
3.2.3 數據集成技術 079
3.2.4 安全技術 079
3.2.5 數據管理技術 079
3.3 模型層 080
3.3.1 模型層數學模型建立方法 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 應用層 118
3.4.1 設計仿真 118
3.4.2 工藝流程規(guī)劃 118
3.4.3 生產測試 118
3.4.4 產品交付 118
第4章 化工智能工廠 121
4.1 化工智能工廠架構 123
4.1.1 功能架構 123
4.1.2 技術架構 124
4.2 智能設備感知控制層 125
4.2.1 感知層的關鍵技術 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 邊緣數據處理層 136
4.3.1 邊緣設備接入 136
4.3.2 協議解析 142
4.3.3 邊緣數據處理 142
4.4 智能生產運營管理層 148
4.4.1 計劃管理 148
4.4.2 生產管理 149
4.4.3 協同管理 149
4.4.4 質量管理 150
4.4.5 設備管理 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 大數據管理 159
第5章 化工智能工廠的開發(fā)及應用 163
5.1 supOS工業(yè)互聯網體系架構 166
5.1.1 邊緣物聯層 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應用層 167
5.2 工業(yè)數據的采集與傳輸 168
5.3 supOS平臺層數據處理與分析 171
5.3.1 數據預處理 172
5.3.2 特征工程 172
5.3.3 機器學習算法 174
5.4 工業(yè)智能APP的開發(fā)與應用 182
5.4.1 工業(yè)APP開發(fā)設計器 182
5.4.2 通用APP制作實例 183
5.4.3 能耗管理APP設計開發(fā) 191
5.4.4 京博石化基于supOS的工業(yè)APP應用 200
參考文獻 204
附：“化工數字工廠課程設計”任務書 205
附：“化工虛擬工廠課程設計”任務書 207
附：“化工智能工廠課程設計”任務書 209
附：《化工數字/虛擬/智能工廠課程設計》成績評定表 214
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