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第1章 化学工业企业信息化综述 1

1.1 信息化的基本概念 1

1.1.1 信息 1

1.1.2 信息技术 2

1.1.3 信息化 2

1.2 企业信息化 3

1.2.1 企业信息化的概念 3

1.2.2 企业信息化背景 3

1.2.3 企业竞争力与信息化的关系 4

1.2.4 企业的信息活动与信息基础架构 5

1.2.5 企业信息化中的关键集成技术 6

1.3 云计算 6

1.3.1 云计算的基本概念 6

1.3.2 基于云计算架构的企业信息化发展 7

1.3.3 云计算驱动企业信息化模式的变革 8

1.4 化学工业企业信息化 9

1.4.1 化学工业信息化的发展阶段 9

1.4.2 我国化学工业的信息化 10

1.4.3 化学工业的信息化特点 11

1.5 化工企业信息化的专业技术基础 12

1.6 信息化对全球化学工业发展的影响 15

1.7 化学工业信息化目标定位 18

本章具体要求 19

思考题 19

第2章 化工过程系统设计与制造的信息化 20

2.1 化学工艺及工程设计信息化 20

2.1.1 计算机辅助设计（CAD） 20

2.1.2 计算机辅助工程分析（CAE） 22

2.1.3 计算机辅助制造（CAM） 23

2.1.4 计算机辅助工艺设计（CAPP） 23

2.1.5 计算机辅助过程运行（CAPO） 25

2.1.6 实例：一种轻型高效精馏塔的计算机辅助设计 27

2.2 化学工业基于信息化的先进制造模式 28

2.2.1 准时制生产（JIT） 28

2.2.2 精益生产（Lean Manufacturing） 30

2.2.3 敏捷制造（Agile Manufacturing） 32

2.2.4 柔性制造（Flexible Manufacting System） 33

2.3 化工过程故障诊断技术 35

2.3.1 系统故障诊断的过程与实质 35

2.3.2 故障诊断的主要方法 36

2.3.3 化工过程故障诊断发展趋势 37

2.3.4 实例：大型PET生产过程中基于知识的故障检测和诊断系统 38

2.4 计算机控制技术 40

2.4.1 化工过程控制的特点、发展历史及现状 40

2.4.2 DCS/FCS/CIPS的体系结构 41

2.4.3 计算机控制技术的特点 43

2.4.4 化工过程系统计算机控制技术的发展趋势 44

2.4.5 实例：DCS在纯碱工业应用的实例 45

2.5 制造执行系统 46

2.5.1 MES的概念 46

2.5.2 MES的功能 47

2.5.3 化学工业的MES体系结构 48

2.5.4 化学工业MES的关键技术 49

2.6 人工智能（AI）与专家系统（ES） 49

2.6.1 人工智能与专家系统的概念 49

2.6.2 专家系统的应用分类与基本结构 50

2.6.3 专家系统在化学工业中的应用 51

2.6.4 实例：工业聚酯装置开停车过程辅助专家系统 52

2.6.5 基于专家系统的精馏塔智能化控制模型 54

2.7 实时数据库系统——大数据技术应用 55

2.7.1 实时数据库系统功能 56

2.7.2 实时数据库系统结构 56

2.7.3 实时数据库的数据采集 57

2.7.4 化工企业实时数据库的重要技术环节 57

2.7.5 基于实时数据库的大数据技术 58

本章具体要求 59

思考题 59

第3章 企业管理信息化 61

3.1 企业管理信息化系统的发展 61

3.2 管理信息系统（MIS） 62

3.2.1 管理信息系统的构成 63

3.2.2 管理信息系统的主要任务 63

3.3 制造资源计划（MRPⅡ）企业资源计划（ERP） 64

3.3.1 制造资源计划（MRPⅡ） 64

3.3.2 企业资源计划（ERP） 64

3.4 产品数据管理（PDM） 65

3.4.1 PDM的概念与应用 65

3.4.2 PDM在化工企业中的地位 66

3.4.3 PDM软件的基本功能 66

3.5 人力资源管理（HR） 66

3.5.1 人力资源管理系统基本功能 67

3.5.2 人力资源管理的发展新趋势 67

3.6 客户关系管理（CRM） 68

3.7 全面质量管理（TQM） 69

3.7.1 全面质量管理概述 69

3.7.2 全面质量管理和ISO 9000质量标准 70

3.7.3 计算机集成质量系统 71

3.8 决策支持系统（DSS） 74

3.8.1 决策的分类 74

3.8.2 决策支持系统 74

3.8.3 智能决策支持系统 75

3.8.4 实例1：化工企业再生产投资的决策支持系统 76

3.8.5 实例2：化工生产管理决策支持系统 77

3.9 知识管理（KM） 78

3.9.1 知识管理概念与知识管理三要素 78

3.9.2 知识管理的目标和层次结构 78

3.9.3 化学工业企业的知识内涵 79

3.9.4 化学工业企业的知识模型表达 80

3.9.5 化工企业的知识模型结构 84

3.9.6 知识学习 84

3.9.7 知识发布 85

3.10 现代集成制造系统（CIMS） 86

3.10.1 CIMS的应用目标及构成 86

3.10.2 计算机集成过程系统（CIPS） 87

3.10.3 CIPS的主要功能 89

3.10.4 CIPS的关键技术 89

3.10.5 建设CIPS的基本步骤 91

3.11 办公自动化系统（OA） 91

3.11.1 办公自动化的定义 91

3.11.2 OA的基本功能和支撑技术 91

3.11.3 实例：一套典型的化学工业企业办公自动化系统 92

3.12 电子商务（EC） 93

3.12.1 电子商务的定义 93

3.12.2 电子商务的发展历程 93

3.12.3 八种电子商务模型 94

3.12.4 电子商务平台功能 94

3.12.5 化工行业电子商务主要应用模式 95

本章具体要求 96

思考题 96

第4章 企业资源计划系统 97

4.1 企业资源计划（ERP）理论的形成 97

4.1.1 供应链 97

4.1.2 ERP概念 98

4.1.3 ERP的管理思想 99

4.2 化学工业企业ERP系统结构 100

4.2.1 化工企业基本业务划分 100

4.2.2 化工企业的ERP核心技术 101

4.2.3 化工企业的ERP系统基本结构 103

4.3 ERP计划层次 104

4.3.1 经营规划 105

4.3.2 销售与运作规划 105

4.3.3 主生产计划 106

4.3.4 能力需求计划 106

4.3.5 物料需求计划 107

4.3.6 生产作业控制 108

4.4 销售管理 108

4.5 采购管理 109

4.6 库存管理 111

4.7 设备管理 112

4.7.1 设备管理模式 112

4.7.2 基于知识的集成化设备管理系统模型 113

4.7.3 主要的功能及子系统描述 114

4.8 财务管理 115

4.9 成本管理 116

4.10 案例分析 118

本章具体要求 124

思考题 124

第5章 化工过程信息化的数字化基础——流程模拟 125

5.1 化工过程系统模拟进展 125

5.1.1 分子模拟 125

5.1.2 单元操作过程模拟 127

5.1.3 流程模拟 128

5.1.4 计算机技术进步的影响 130

5.2 流程模拟软件的用途 130

5.3 流程模拟的几种方法 131

5.3.1 序贯模块法 132

5.3.2 联立方程法 133

5.3.3 联立模块法 133

5.4 流程模拟软件的组成 134

5.4.1 输入和输出模块 134

5.4.2 主控模块 134

5.4.3 物性数据库 135

5.4.4 算法子程序、成本估算和经济评价 135

5.4.5 单元操作模块库 136

5.5 基于流程模拟的优化技术及应用 136

5.5.1 生产装置在线模拟优化技术 137

5.5.2 在线模拟优化计算 137

5.5.3 在线模拟优化控制系统 138

5.5.4 在线模拟优化的优越性 138

5.5.5 在线模拟优化技术的应用范围 139

5.5.6 在线模拟优化技术的发展 139

5.6 以Aspen Plus软件模拟合成氨装置的甲醇洗流程 139

5.6.1 流程分析 139

5.6.2 流程模拟 140

5.6.3 模拟结果 142

5.7 流程模拟技术在石油化工中的应用案例分析 143

5.7.1 两种模型的功能及特点差异 144

5.7.2 在线模型的开发技术 146

5.7.3 模型应用 147

本章具体要求 148

思考题 148

第6章 数据库技术基础 149

6.1 数据库技术概述 149

6.1.1 数据库系统应用示例 149

6.1.2 数据库系统的作用 151

6.1.3 常见的数据库系统 152

6.1.4 数据库应用程序的开发过程 153

6.1.5 数据库系统架构 153

6.1.6 数据库技术发展趋势 158

6.2 库建模——ER图 160

6.2.1 ER图的基本概念 160

6.2.2 联系集和联系集中的属性 163

6.2.3 绘制ER图 163

6.3 关系模型 167

6.4 从ER图到关系模型再到数据库设计的转换 168

6.4.1 ER图转换为关系模式 169

6.4.2 从关系模型转换为数据库结构 171

本章具体要求 173

思考题 173

第7章 化工常用流程模拟及设计计算软件 175

7.1 Aspen Plus 175

7.1.1 Aspen Plus软件的主要功能和特点 175

7.1.2 Aspen Plus模拟求解步骤 176

7.1.3 软件实例应用举例 176

7.1.4 推荐书目及网站 181

7.2 PRO/Ⅱ 182

7.2.1 PRO/Ⅱ软件特点 182

7.2.2 PRO/Ⅱ软件工作模块 183

7.2.3 PRO/Ⅱ使用步骤 184

7.2.4 推荐书目及网站 184

7.3 HYSYS 184

7.3.1 Hysys的功能特点 184

7.3.2 Hysys软件功能 185

7.3.3 Hysys软件的应用 187

7.3.4 推荐书目及网站 188

7.4 ChemCAD 188

7.4.1 ChemCAD的主要特点 188

7.4.2 ChemCAD主要模块 189

7.4.3 ChemCAD应用实例 190

7.4.4 推荐书目及网站 195

7.5 PDMS 196

7.5.1 PDMS软件的主要特点 196

7.5.2 推荐书目及网站 198

7.6 PDS 198

7.6.1 PDS软件主要功能 198

7.6.2 PDS软件在配管设计中的应用 199

7.6.3 PDS使用的简要步骤 200

7.6.4 推荐书目及网站 200

7.7 FLUENT 200

7.7.1 FLUENT软件的主要特点 201

7.7.2 FLUENT软件的求解步骤 201

7.7.3 FLUENT软件实例应用举例 201

7.7.4 推荐书目及网站 208

7.8 ORIGIN 209

7.8.1 Origin软件的主要功能和特点 209

7.8.2 Origin典型的数据分析过程 210

7.8.3 软件实例应用举例（Origin 8.0） 210

7.8.4 推荐书目及网站 214

7.9 AutoCAD 214

7.9.1 AutoCAD基本功能 215

7.9.2 AutoCAD三维模型实例 215

7.9.3 推荐书目及网站 218

本章具体要求 218

附录 英文缩略词中英文对照表 219

参考文献 222