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工業4.0：概念、技術及演進案例（簡體書）
- ISBN13：9787302532088
- 出版社：清華大學出版社(大陸)
- 作者：雷萬雲; 姚峻
- 裝訂／頁數：平裝／360頁
- 規格：24cm*17cm (高/寬)
- 版次：一版
- 出版日：2019/08/01
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商品簡介
作者簡介
名人/編輯推薦
目次
商品簡介
這是一本全面、系統、深入論述工業4.0的概念、技術和框架、演進策略以及應用的著作。
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章智能製造的關鍵技術及組織結構，第5章智能製造解決方案，第6章工業互聯網平臺；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章企業組織向智能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能製造專家，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q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，盡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。
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章智能製造的關鍵技術及組織結構，第5章智能製造解決方案，第6章工業互聯網平臺；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章企業組織向智能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能製造專家，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q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，盡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。
作者簡介
雷萬雲，博士先後從中國電子科技大學、西安交通大學、西北工業大學畢業，分別獲得電子信息科學技術專業的學士、碩士和博士學位，並在德國技術物理研究院學習工作二年。
雷萬雲博士是國家電子信息技術領域的技術專家，曾任國家某大型國防科技研究所副所長，國家電子信息技術學報編委會主任、主編，中國醫藥集團信息部主任，中國醫藥集團信息化專家組組長，國資委信息化專家組專家。有20餘年信息化方面的研究與開發、實施和管理經驗，是管理與信息化方面的專家、國家認證的高級企業信息管理師，尤其對集團企業和醫藥行業的信息化建設有深刻的理解和豐富的實踐經驗；現為全國工業化和信息化融合管理標準化技術委員會委員，工信部中國首席信息官聯盟專家委員會委員，人民大學CIO研究中心研究員，中國醫藥健康產業信息化聯盟理事長。
近年來致力於企業雲計算和工業4.0的研究，並著有《雲計算――企業信息化建設策略與實踐》《雲計算――技術、平臺與應用案例》《信息化與信息管理實踐之道》《信息安全保衛戰》及本書等企業信息化與雲計算方面的暢銷書。
姚峻，博士曾就讀于華東理工大學生物化學專業，1988年赴德國布倫瑞克工業大學專攻化學和生物工程技術，並獲得德國生物工程碩士，1995年後在德國布倫瑞克工業大學微生物系從事生物環境治理研究工作，並獲得德國環保博士學位。2002年加入西門子，曾於西門子（德國）有限公司任職四年，擔任工業自動化集團工業自動化系統業務發展部總經理，並在德國期間負責亞洲、澳洲、非洲及中東地區業務。時任西門子（中國）有限公司過程工業與驅動集團副總裁兼過程自動化部總經理。
姚峻博士曾任西門子(中國)有限公司自動化與驅動集團大客戶經理、西門子(中國)有限公司自動化與驅動集團華東區工業業務部經理、上海西門子工業自動化有限公司總經理。20多年來在自動化領域的鑽研、發展與管理，對自動化和數字化領域有著豐富的經驗及獨到的見解，是該領域的專家和先驅者。近年來，專注於創導和推廣過程工業數字化企業的理念和技術，並為中國企業提供創新支持，讓數字化助力過程工業提高生產力，更上一層樓。
雷萬雲博士是國家電子信息技術領域的技術專家，曾任國家某大型國防科技研究所副所長，國家電子信息技術學報編委會主任、主編，中國醫藥集團信息部主任，中國醫藥集團信息化專家組組長，國資委信息化專家組專家。有20餘年信息化方面的研究與開發、實施和管理經驗，是管理與信息化方面的專家、國家認證的高級企業信息管理師，尤其對集團企業和醫藥行業的信息化建設有深刻的理解和豐富的實踐經驗；現為全國工業化和信息化融合管理標準化技術委員會委員，工信部中國首席信息官聯盟專家委員會委員，人民大學CIO研究中心研究員，中國醫藥健康產業信息化聯盟理事長。
近年來致力於企業雲計算和工業4.0的研究，並著有《雲計算――企業信息化建設策略與實踐》《雲計算――技術、平臺與應用案例》《信息化與信息管理實踐之道》《信息安全保衛戰》及本書等企業信息化與雲計算方面的暢銷書。
姚峻，博士曾就讀于華東理工大學生物化學專業，1988年赴德國布倫瑞克工業大學專攻化學和生物工程技術，並獲得德國生物工程碩士，1995年後在德國布倫瑞克工業大學微生物系從事生物環境治理研究工作，並獲得德國環保博士學位。2002年加入西門子，曾於西門子（德國）有限公司任職四年，擔任工業自動化集團工業自動化系統業務發展部總經理，並在德國期間負責亞洲、澳洲、非洲及中東地區業務。時任西門子（中國）有限公司過程工業與驅動集團副總裁兼過程自動化部總經理。
姚峻博士曾任西門子(中國)有限公司自動化與驅動集團大客戶經理、西門子(中國)有限公司自動化與驅動集團華東區工業業務部經理、上海西門子工業自動化有限公司總經理。20多年來在自動化領域的鑽研、發展與管理，對自動化和數字化領域有著豐富的經驗及獨到的見解，是該領域的專家和先驅者。近年來，專注於創導和推廣過程工業數字化企業的理念和技術，並為中國企業提供創新支持，讓數字化助力過程工業提高生產力，更上一層樓。
名人/編輯推薦
雷萬雲博士攜手西門子智能製造專家歷時三年精心打造的一本權威、系統、準確論述工業4.0的專著。
針對大多數中國企業和管理者（包括智能製造方案服務商）的困惑，書中詳細闡述了工業4.0的概念、框架、技術以及演進的策略與方法及案例，為中國企業和從事智能製造的人群提供了可借鑒與參考的智能製造方面的知識與實踐案例。
針對大多數中國企業和管理者（包括智能製造方案服務商）的困惑，書中詳細闡述了工業4.0的概念、框架、技術以及演進的策略與方法及案例，為中國企業和從事智能製造的人群提供了可借鑒與參考的智能製造方面的知識與實踐案例。
目次
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能化、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戰略計劃簡述............................................ 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平臺 ...................................... 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?數字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年全球數字化轉型報告................................................ 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
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 智能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?智能製造的技術機理：“人-信息-物理系統”............................... 109
4.2?智能製造.......................................................... 112
4.2.1?智能製造的三個基本範式................................................. 113
4.2.2?數字化製造............................................................. 114
4.2.3?數字化-網絡化製造...................................................... 114
4.3?新一代智能製造――數字化-網絡化-智能化製造........................ 114
4.3.1?新一代智能製造的系統組成與系統集成..................................... 115
4.3.2?智能產品與製造裝備..................................................... 115
4.3.3?智能生產............................................................... 116
4.3.4?智能服務............................................................... 116
4.3.5?智能製造雲與工業智聯網................................................. 116
4.3.6?系統集成............................................................... 117
4.4?工業互聯網技術.................................................... 117
4.4.1?企業網絡............................................................... 117
4.4.2?工業以太網............................................................. 124
4.4.3?PROFINET實時工業以太網................................................. 130
4.4.4?工業以太網網絡規劃..................................................... 135
4.4.5?西門子工業以太網產品................................................... 142
4.5?工業網絡安全...................................................... 146
4.5.1?工業基礎設施與控制系統的安全現狀與威脅................................. 147
4.5.2?工業信息安全在智能工廠中的關鍵性....................................... 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?控制系統安全應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 智能製造解決方案................................................... 160
5.1?工廠自動化與智能工廠數字化平臺.................................... 160
5.1.1?智能工廠數字化平臺概述................................................. 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件COMOS..................................... 193
5.2.1?COMOS平臺的特點........................................................ 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數字化工廠與一體化運維............................................ 199
5.3?智能工廠中的數據源泉.............................................. 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應用舉例............................................. 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字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 工業互聯網平臺..................................................... 240
6.1?工業互聯網的概念.................................................. 240
6.1.1?如何理解工業互聯網..................................................... 240
6.1.2?工業互聯網與工業物聯網（IIoT）是什麼關係............................... 241
6.1.3?工業互聯網平臺......................................................... 241
6.1.4?工業互聯網與智能製造的關係............................................. 242
6.1.5?工業互聯網與工業大數據的關係........................................... 242
6.1.6?工業互聯網目前的成熟度................................................. 243
6.2?西門子MindSphere平臺.............................................. 243
6.2.1?MindSphere概述......................................................... 243
6.2.2?MindSphere融合真實世界與數字化世界..................................... 244
6.2.3?MindSphere開放式平臺即服務（PaaS）..................................... 247
6.2.4?MindSphere在特定領域行業的應用和數字化服務............................. 252
6.2.5?採用全數字化雙胞胎進行閉環創新......................................... 256
6.3?美國工業互聯網.................................................... 258
6.3.1?工業互聯網的由來....................................................... 258
6.3.2?工業互聯網聯盟的運行機制............................................... 259
6.3.3?美國工業互聯網的三大法寶............................................... 259
6.3.4?GE的工業雲平臺......................................................... 262
6.4?工業互聯網平臺發展趨勢............................................ 266
6.5?對我國工業互聯網發展的啟示........................................ 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?小公司怎麼參與.................................................... 274
7.4?聯合的走向........................................................ 275
7.5?中國智能製造參考架構.............................................. 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》智能製造解讀................................... 289
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?兩化融合與工業互聯網.............................................. 300
8.2.1?工業互聯網與兩化融合................................................... 301
8.2.2?工業互聯網政策解讀..................................................... 302
8.3?向工業4.0演進的策略及途徑......................................... 303
8.3.1?智能製造現狀比較分析................................................... 303
8.3.2?建設數字化企業的策略................................................... 304
8.3.3?數字化工廠的演進途徑................................................... 305
8.4?智能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?工廠智能物流........................................................... 312
8.4.4?生產質量管理和設備管理................................................. 312
8.4.5?智能廠房設計........................................................... 313
8.4.6?智能裝備的應用......................................................... 313
8.4.7?智能產線規劃........................................................... 314
8.4.8?製造執行系統........................................................... 314
8.4.9?生產無紙化............................................................. 314
8.5?企業組織向工業互聯網演進的策略與方法.............................. 315
8.5.1?工業互聯網是製造業轉型升級的必由之路................................... 315
8.5.2?深入理解工業互聯網..................................................... 316
8.5.3?製造業向工業互聯網演進的路徑........................................... 318
第9章 企業組織向智能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：快速響應複雜的市場需求....................................... 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字化生產基地.............. 327
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臺.......................................... 340
9.6.1?賽飛藥品供應鏈雲服務平臺綜述........................................... 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?應用情況及成效......................................................... 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?通向數字化工廠的藍圖................................................... 354
9.7.3?國內數字化工廠的省思................................................... 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
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能化、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戰略計劃簡述............................................ 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平臺 ...................................... 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?數字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年全球數字化轉型報告................................................ 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
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 智能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?智能製造的技術機理：“人-信息-物理系統”............................... 109
4.2?智能製造.......................................................... 112
4.2.1?智能製造的三個基本範式................................................. 113
4.2.2?數字化製造............................................................. 114
4.2.3?數字化-網絡化製造...................................................... 114
4.3?新一代智能製造――數字化-網絡化-智能化製造........................ 114
4.3.1?新一代智能製造的系統組成與系統集成..................................... 115
4.3.2?智能產品與製造裝備..................................................... 115
4.3.3?智能生產............................................................... 116
4.3.4?智能服務............................................................... 116
4.3.5?智能製造雲與工業智聯網................................................. 116
4.3.6?系統集成............................................................... 117
4.4?工業互聯網技術.................................................... 117
4.4.1?企業網絡............................................................... 117
4.4.2?工業以太網............................................................. 124
4.4.3?PROFINET實時工業以太網................................................. 130
4.4.4?工業以太網網絡規劃..................................................... 135
4.4.5?西門子工業以太網產品................................................... 142
4.5?工業網絡安全...................................................... 146
4.5.1?工業基礎設施與控制系統的安全現狀與威脅................................. 147
4.5.2?工業信息安全在智能工廠中的關鍵性....................................... 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?控制系統安全應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 智能製造解決方案................................................... 160
5.1?工廠自動化與智能工廠數字化平臺.................................... 160
5.1.1?智能工廠數字化平臺概述................................................. 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件COMOS..................................... 193
5.2.1?COMOS平臺的特點........................................................ 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數字化工廠與一體化運維............................................ 199
5.3?智能工廠中的數據源泉.............................................. 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應用舉例............................................. 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字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 工業互聯網平臺..................................................... 240
6.1?工業互聯網的概念.................................................. 240
6.1.1?如何理解工業互聯網..................................................... 240
6.1.2?工業互聯網與工業物聯網（IIoT）是什麼關係............................... 241
6.1.3?工業互聯網平臺......................................................... 241
6.1.4?工業互聯網與智能製造的關係............................................. 242
6.1.5?工業互聯網與工業大數據的關係........................................... 242
6.1.6?工業互聯網目前的成熟度................................................. 243
6.2?西門子MindSphere平臺.............................................. 243
6.2.1?MindSphere概述......................................................... 243
6.2.2?MindSphere融合真實世界與數字化世界..................................... 244
6.2.3?MindSphere開放式平臺即服務（PaaS）..................................... 247
6.2.4?MindSphere在特定領域行業的應用和數字化服務............................. 252
6.2.5?採用全數字化雙胞胎進行閉環創新......................................... 256
6.3?美國工業互聯網.................................................... 258
6.3.1?工業互聯網的由來....................................................... 258
6.3.2?工業互聯網聯盟的運行機制............................................... 259
6.3.3?美國工業互聯網的三大法寶............................................... 259
6.3.4?GE的工業雲平臺......................................................... 262
6.4?工業互聯網平臺發展趨勢............................................ 266
6.5?對我國工業互聯網發展的啟示........................................ 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?小公司怎麼參與.................................................... 274
7.4?聯合的走向........................................................ 275
7.5?中國智能製造參考架構.............................................. 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》智能製造解讀................................... 289
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?兩化融合與工業互聯網.............................................. 300
8.2.1?工業互聯網與兩化融合................................................... 301
8.2.2?工業互聯網政策解讀..................................................... 302
8.3?向工業4.0演進的策略及途徑......................................... 303
8.3.1?智能製造現狀比較分析................................................... 303
8.3.2?建設數字化企業的策略................................................... 304
8.3.3?數字化工廠的演進途徑................................................... 305
8.4?智能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?工廠智能物流........................................................... 312
8.4.4?生產質量管理和設備管理................................................. 312
8.4.5?智能廠房設計........................................................... 313
8.4.6?智能裝備的應用......................................................... 313
8.4.7?智能產線規劃........................................................... 314
8.4.8?製造執行系統........................................................... 314
8.4.9?生產無紙化............................................................. 314
8.5?企業組織向工業互聯網演進的策略與方法.............................. 315
8.5.1?工業互聯網是製造業轉型升級的必由之路................................... 315
8.5.2?深入理解工業互聯網..................................................... 316
8.5.3?製造業向工業互聯網演進的路徑........................................... 318
第9章 企業組織向智能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：快速響應複雜的市場需求....................................... 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字化生產基地.............. 327
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臺.......................................... 340
9.6.1?賽飛藥品供應鏈雲服務平臺綜述........................................... 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?應用情況及成效......................................................... 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?通向數字化工廠的藍圖................................................... 354
9.7.3?國內數字化工廠的省思................................................... 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
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