《工業4.0——概念、技術及演進案例》是2019年8月清華大學出版社出版的圖書，作者是雷萬雲、姚峻。
基本介紹
- 中文名：工業4.0——概念、技術及演進案例
- 作者：雷萬雲、姚峻
- 出版社：清華大學出版社
- 出版時間：2019年08月
- 定價：79 元
- ISBN：9787302532088
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
這是一本全面、系統、深入論述工業4.0的概念、技術和框架、演進策略以及套用的著作。
全書由3篇9章組成。第1篇工業4.0的概念、框架及意義，包括第1章新科技革命引發第四次工業革命，第2章德國工業4.0戰略分析，第3章工業4.0的概念、框架及啟示；第2篇工業4.0的關鍵技術和解決方案，包括第4章智慧型製造的關鍵技術及組織結構，第5章智慧型製造解決方案，第6章工業網際網路平台；第3篇企業組織向工業4.0演進的策略與方法及案例，包括第7章企業組織工業4.0的參考框架，第8章企業組織向工業4.0演進的策略與方法及途徑，第9章企業組織向智慧型製造演進的案例分析。
本書首先講解了由社會、經濟和科技發展引領的工業革命，並詳述了歷次工業革命的演進過程，為讀者清晰展示了工業4.0的演進脈絡；其次，系統地闡述了工業4.0的概念、內容框架、基礎知識、關鍵技術和解決方案，幫助讀者建立起工業4.0的基本概念和內容框架。參與本書編寫的作者大都是西門子的智慧型製造專家，而西門子本身又是工業4.0的重要發起公司，從而保證了本書的權威性。
本書的編寫兼顧了普及性與專業性，理論與實踐相結合，儘可能地照顧到不同層次與專業的讀者。本書不僅適合作為大專院校相關專業的教材，也可作為企業管理人員、CIO、IT從業人員、政府相關工作人員日常學習和工作的參考用書。
圖書目錄
第1篇 工業4.0的概念、框架及意義
第1章 新科技革命引發第四次工業革命 2
1.1 新科技革命正在引發產業革命 2
1.1.1 新時期的科技革命呈現出智慧型化、生態化等特點 3
1.1.2 新科技革命與產業變革的互動具有複雜性 3
1.1.3 注重戰略性新興產業的發展，兼顧傳統產業 4
1.1.4 科技政策與產業政策的協調，推進國家科技發展戰略 5
1.2 歷次工業革命的演進 6
1.2.1 第一次工業革命 8
1.2.2 第二次工業革命 9
1.2.3 第三次工業革命 10
1.2.4 三次工業革命對社會的衝擊 11
1.3 第四次工業革命正在拉開序幕 13
1.3.1 經濟爆發式增長和就業困境 15
1.3.2 企業不改變就滅亡 16
1.3.3 放眼國家和全球 17
1.3.4 前所未有的社會變革 18
1.3.5 無孔不入的技術 19
1.3.6 權衡公共信息與個人信息 20
第2章 德國工業4.0戰略分析 22
2.1 德國工業4.0戰略計畫簡述 23
2.2 德國工業4.0 規劃願景 24
2.2.1 工業4.0 願景 25
2.2.2 工業4.0 下的未來情景 25
2.2.3 新型的商業機會和模式 27
2.2.4 工作場所的全新社會基礎設施 28
2.2.5 全新的基於服務和實時保障的CPS 平台29
2.2.6 工業4.0 之路 30
2.3 雙重戰略：成為領先的市場和供應商 32
2.3.1 領先的供應商策略 32
2.3.2 主導市場策略 33
2.3.3 雙重戰略及其關鍵特徵 34
2.4 需求研究 37
2.5 優先行動領域 39
2.5.1 標準化和開放標準的參考體系 39
2.5.2 管理複雜的系統 42
2.5.3 為工業提供一個全面寬頻的基礎設施 45
2.5.4 安全是工業4.0 成功至關重要的因素 46
2.5.5 數位化工業時代工作的組織和設計 50
2.5.6 培訓和持續的職業發展 52
2.5.7 規章制度 56
2.5.8 資源效率 59
2.6 德國如何與世界其他國家競爭 63
2.7 展望 65
2.8 德國工業4.0 的新動態 66
2.8.1 工業4.0 對就業崗位的影響 66
2.8.2 新開設的“中小企業4.0 能力中心” 66
2.8.3 2018 年全球數位化轉型報告 67
第3 章工業4.0 的概念、框架及啟示 69
3.1 工業4.0 的概念和內容框架 69
3.1.1 工業4.0 的概念 69
3.1.2 工業4.0 的兩大目標 70
3.1.3 工業4.0 的內容框架 71
3.1.4 工業4.0 的主要內容 72
3.2 工業4.0 的主要基礎技術 76
3.2.1 支持工業4.0 的新一代IT 技術 77
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3.2.2 大數據是工業4.0 的基礎與核心技術 81
3.2.3 大數據、雲計算和AI 三者之間的關係 82
3.2.4 5G 技術的到來加速工業物聯網發展 84
3.3 深入剖析“工業4.0”及其重要意義 86
3.3.1 德國為什麼提出工業4.0 規劃 86
3.3.2 對德國工業4.0 我們如何認識 90
3.3.3 德國工業4.0 的全球影響和展望 95
3.3.4 德國工業4.0 對中國的啟示 96
第2篇 工業4.0的關鍵技術和解決方案
第4 章智慧型製造的關鍵技術及組織結構 100
4.1 CPS 數字物理融合技術 100
4.1.1 CPS 數字物理融合技術國內外研究態勢101
4.1.2 CPS 數字物理融合技術體系101
4.1.3 智慧型製造的技術機理：“人-信息-物理系統” 109
4.2 智慧型製造 112
4.2.1 智慧型製造的三個基本範式 113
4.2.2 數位化製造 114
4.2.3 數位化-網路化製造 114
4.3 新一代智慧型製造——數位化-網路化-智慧型化製造 114
4.3.1 新一代智慧型製造的系統組成與系統集成 115
4.3.2 智慧型產品與製造裝備 115
4.3.3 智慧型生產 116
4.3.4 智慧型服務 116
4.3.5 智慧型製造雲與工業智聯網 116
4.3.6 系統集成 117
4.4 工業網際網路技術 117
4.4.1 企業網路 117
4.4.2 工業乙太網 124
4.4.3 PROFINET 實時工業乙太網130
4.4.4 工業乙太網網路規劃 135
4.4.5 西門子工業乙太網產品 142
4.5 工業網路安全 146
4.5.1 工業基礎設施與控制系統的安全現狀與威脅 147
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4.5.2 工業信息安全在智慧型工廠中的關鍵性 149
4.5.3 工業控制系統政策與法規的影響 150
4.5.4 縱深防禦理念 151
4.5.5 控制系統的層級劃分與安全策略 153
4.5.6 控制系統安全套用場景與西門子的解決方案 155
4.5.7 工廠信息安全服務 158
第5 章智慧型製造解決方案 160
5.1 工廠自動化與智慧型工廠數位化平台 160
5.1.1 智慧型工廠數位化平台概述 160
5.1.2 西門子自動化系統SIMATIC PCS 7 163
5.2 西門子工程設計與運維軟體COMOS 193
5.2.1 COMOS 平台的特點 193
5.2.2 COMOS 一體化工程設計 195
5.2.3 COMOS 與DCS 的集成 196
5.2.4 COMOS 數位化工廠與一體化運維 199
5.3 智慧型工廠中的數據源泉 202
5.3.1 工業識別獲取準確的信息使工廠透明化 203
5.3.2 工業識別系統原理及套用舉例 203
5.3.3 西門子工業識別產品線簡介 205
5.4 西門子製造執行系統（MES）產品SIMATIC IT eBR 212
5.4.1 SIMATIC IT eBR 介紹212
5.4.2 生命科學行業實施MES 的必要性 222
5.4.3 實施MES 給生命科學行業帶來的優勢 223
5.4.4 某製藥企業實施MES 的經驗分享 225
5.4.5 西門子生命科學行業數位化製造運營管理產品家族 226
5.5 PAT 過程分析技術231
5.5.1 PAT 和QbD 概述 231
5.5.2 製藥企業需要實施PAT 232
5.5.3 如何成功實施PAT 233
5.5.4 SIPAT ——西門子提供的PAT 數據解決方案 234
5.5.5 案例研究 238
第6 章工業網際網路平台 240
6.1 工業網際網路的概念 240
6.1.1 如何理解工業網際網路 240
6.1.2 工業網際網路與工業物聯網（IIoT）是什麼關係241
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6.1.3 工業網際網路平台 241
6.1.4 工業網際網路與智慧型製造的關係 242
6.1.5 工業網際網路與工業大數據的關係 242
6.1.6 工業網際網路目前的成熟度 243
6.2 西門子MindSphere 平台243
6.2.1 MindSphere 概述 243
6.2.2 MindSphere 融合真實世界與數位化世界 244
6.2.3 MindSphere 開放式平台即服務（PaaS） 247
6.2.4 MindSphere 在特定領域行業的套用和數位化服務 252
6.2.5 採用全數位化雙胞胎進行閉環創新 256
6.3 美國工業網際網路 258
6.3.1 工業網際網路的由來 258
6.3.2 工業網際網路聯盟的運行機制 259
6.3.3 美國工業網際網路的三大法寶 259
6.3.4 GE 的工業雲平台 262
6.4 工業網際網路平台發展趨勢 266
6.5 對我國工業網際網路發展的啟示 268
第3篇 企業組織向工業4.0演進的策略與方法及案例
第7 章企業組織工業4.0 的參考框架 272
7.1 RAMI 4.0 術語272
7.2 整體架構模型 273
7.3 小公司怎么參與 274
7.4 聯合的走向 275
7.5 中國智慧型製造參考架構 276
7.6 數據編碼標準體系建設 279
7.6.1 數據編碼標準體系建設的目標、內容及意義 279
7.6.2 主數據編碼管理體系概述 280
7.6.3 智通翔雲主數據管理解決方案及系統 282
7.7 醫藥行業4.0 的參考框架分析 284
7.7.1 醫藥行業自動化和信息化現狀 285
7.7.2 醫藥行業4.0 的推動力 286
7.7.3 《醫藥工業發展規劃指南》智慧型製造解讀 289
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7.7.4 醫藥行業4.0 的參考框架分析 291
7.7.5 推進醫藥行業4.0 面臨的問題與應對之策 296
第8 章企業組織向工業4.0 演進的策略與方法及途徑 298
8.1 中國製造2025 298
8.1.1 原則 298
8.1.2 《中國製造2025》規劃 299
8.1.3 內容概要 300
8.2 兩化融合與工業網際網路 300
8.2.1 工業網際網路與兩化融合 301
8.2.2 工業網際網路政策解讀 302
8.3 向工業4.0 演進的策略及途徑 303
8.3.1 智慧型製造現狀比較分析 303
8.3.2 建設數位化企業的策略 304
8.3.3 數位化工廠的演進途徑 305
8.4 智慧型化工廠規劃的核心要素 310
8.4.1 數據的採集和管理 311
8.4.2 設備聯網 312
8.4.3 工廠智慧型物流 312
8.4.4 生產質量管理和設備管理 312
8.4.5 智慧型廠房設計 313
8.4.6 智慧型裝備的套用 313
8.4.7 智慧型產線規劃 314
8.4.8 製造執行系統 314
8.4.9 生產無紙化 314
8.5 企業組織向工業網際網路演進的策略與方法 315
8.5.1 工業網際網路是製造業轉型升級的必由之路 315
8.5.2 深入理解工業網際網路 316
8.5.3 製造業向工業網際網路演進的路徑 318
第9 章企業組織向智慧型製造演進的案例分析 323
9.1 打響智慧戰“疫”，守衛動物健康 323
9.1.1 智慧蛻變正當時 324
9.1.2 端到端集成：從一體化工程到一體化運維 325
9.1.3 縱向集成：快速回響複雜的市場需求 325
9.1.4 橫向集成：挖掘大數據背後的價值 326
9.2 凱賽攜手西門子打造生物製造領域的世界級數位化生產基地 327
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9.2.1 實現跨越 327
9.2.2 研發提升 329
9.2.3 保證反應無中斷 329
9.2.4 穩定高效的生產 330
9.2.5 一體化運維 331
9.3 彎道超車——西門子打造的全流程自動化無菌車間 332
9.3.1 四大亮點打造樣板車間 332
9.3.2 不僅是條生產線 333
9.3.3 協作典範 334
9.4 澳大利亞多樂士——實現任何顏色可調製 334
9.4.1 個性化塗料生產 335
9.4.2 仿真貼合現實 335
9.4.3 無紙化生產實現高效歸檔 336
9.4.4 提高生產效率，降低能源消耗 337
9.4.5 公司秉承合作傳統 337
9.5 解碼蓉生——西門子助力“中國血液製品” 337
9.5.1 目標：兩化融合 338
9.5.2 事半功倍的信息化利器 338
9.5.3 擁有大數據將擁有未來 340
9.6 醫藥供應鏈雲服務物流平台 340
9.6.1 賽飛藥品供應鏈雲服務平台綜述 340
9.6.2 項目背景及目的 341
9.6.3 解決方案及關鍵技術 341
9.6.4 主要功能及業務 344
9.6.5 套用情況及成效 346
9.7 他山之石：歐洲企業向工業4.0 演進趨勢及案例 347
9.7.1 歐洲企業演進現狀綜述 347
9.7.2 通向數位化工廠的藍圖 354
9.7.3 國內數位化工廠的省思 355
9.7.4 基於工業4.0 框架下的智慧供應鏈發展趨勢 357
參考文獻 359
