工业4.0：概念、技术及演进案例

图书标准信息

• 作者 雷万云、姚峻 著
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2019-08
• 版次 1
• ISBN 9787302532088
• 定价 79.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 360页
• 字数 0.55千字

【内容简介】

这是一本全面、系统、深入论述工业4.0的概念、技术和框架、演进策略以及应用的著作。

 

全书由3篇9章组成。第1篇工业4.0的概念、框架及意义，包括第1章新科技革命引发第四次工业革命，第2章德国工业4.0战略分析，第3章工业4.0的概念、框架及启示；第2篇工业4.0的关键技术和解决方案，包括第4章智能制造的关键技术及组织结构，第5章智能制造解决方案，第6章工业互联网平台；第3篇企业组织向工业4.0演进的策略与方法及案例，包括第7章企业组织工业4.0的参考框架，第8章企业组织向工业4.0演进的策略与方法及途径，第9章企业组织向智能制造演进的案例分析。

 

本书首先讲解了由社会、经济和科技发展引领的工业革命，并详述了历次工业革命的演进过程，为读者清晰展示了工业4.0的演进脉络；其次，系统地阐述了工业4.0的概念、内容框架、基础知识、关键技术和解决方案，帮助读者建立起工业4.0的基本概念和内容框架。参与本书编写的作者大都是西门子的智能制造专家，而西门子本身又是工业4.0的重要发起公司，从而保证了本书的q威性。

 

本书的编写兼顾了普及性与专业性，理论与实践相结合，尽可能地照顾到不同层次与专业的读者。本书不仅适合作为大专院校相关专业的教材，也可作为企业管理人员、CIO、IT从业人员、政府相关工作人员日常学习和工作的参考用书。

 

【作者简介】

雷万云博士先后从中国电子科技大学、西安交通大学、西北工业大学毕业，分别获得电子信息科学技术专业的学士、硕士和博士学位，并在德国技术物理研究院学习工作二年。

 

雷万云博士是国家电子信息技术领域的技术专家，曾任国家某大型国防科技研究所副所长，国家电子信息技术学报编委会主任、主编，中国医药集团信息部主任，中国医药集团信息化专家组组长，国资委信息化专家组专家。有20余年信息化方面的研究与开发、实施和管理经验，是管理与信息化方面的专家、国家认证的高级企业信息管理师，尤其对集团企业和医药行业的信息化建设有深刻的理解和丰富的实践经验；现为全国工业化和信息化融合管理标准化技术委员会委员，工信部中国首席信息官联盟专家委员会委员，人民大学CIO研究中心研究员，中国医药健康产业信息化联盟理事长。

 

近年来致力于企业云计算和工业4.0的研究，并著有《云计算——企业信息化建设策略与实践》《云计算——技术、平台与应用案例》《信息化与信息管理实践之道》《信息安全保卫战》及本书等企业信息化与云计算方面的畅销书。

 

姚峻博士曾就读于华东理工大学生物化学专业，1988年赴德国布伦瑞克工业大学专攻化学和生物工程技术，并获得德国生物工程硕士，1995年后在德国布伦瑞克工业大学微生物系从事生物环境治理研究工作，并获得德国环保博士学位。2002年加入西门子，曾于西门子（德国）有限公司任职四年，担任工业自动化集团工业自动化系统业务发展部总经理，并在德国期间负责亚洲、澳洲、非洲及中东地区业务。时任西门子（中国）有限公司过程工业与驱动集团副总裁兼过程自动化部总经理。

 

姚峻博士曾任西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团大客户经理、西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团华东区工业业务部经理、上海西门子工业自动化有限公司总经理。20多年来在自动化领域的钻研、发展与管理，对自动化和数字化领域有着丰富的经验及独到的见解，是该领域的专家和先驱者。近年来，专注于创导和推广过程工业数字化企业的理念和技术，并为中国企业提供创新支持，让数字化助力过程工业提高生产力，更上一层楼。

 

【目录】

篇 4.0的概念、框架及意义章 新科技引发第四次 21.1 新科技正在引发产业 21.1.1 新时期的科技呈现出智能化、生态化等特点 31.1.2 新科技与产业变革的互动具有复杂 31.1.3 注重战略新兴产业的发展，兼顾传统产业 41.1.4 科技政策与产业政策的协调，推进科技发展战略 51.2 历次的演进 61.2.1 次 81.2.2 第二次 91.2.3 第三次 101.2.4 三次对社会的冲击 111.3 第四次正在拉开序幕 131.3.1 经济爆发式增长和业困境 151.3.2 企业不改变灭亡 161.3.3 放眼和全球 171.3.4 靠前的社会变革 181.3.5 不入的技术 191.3.6 权衡公共信息与个人信息 20第2章 德国4.0战略分析 222.1 德国4.0战略计划简述 232.2 德国4.0 规划愿景 24 2.2.1 4.0 愿景 25 2.2.2 4.0 下的未来情景 25 2.2.3 新型的商业机会和模式 27 2.2.4 工作场所的全新社会基础设施 28 2.2.5 全新的基于服务和实时保障的c 台29 2.2.6 4.0 之路 30 2.3 双重战略：成为领先的市场和供应商 32 2.3.1 领先的供应商策略 32 2.3.2 主导市场策略 33 2.3.3 双重战略及其关键特征 34 2.4 需求研究 37 2.5 优先行动领域 39 2.5.1 标准化和开放标准的参体系 39 2.5.2 管理复杂的系统 42 2.5.3 为提供一个全面宽频的基础设施 45 2.5.4 安全是4.0 成功至关重要的因素 46 2.5.5 数字化时代工作的组织和设计 50 2.5.6 培训和持续的职业发展 52 2.5.7 规章制度 56 2.5.8 资源效率 59 2.6 德国如何与世界其他竞争 63 2.7 展望  65 2.8 德国4.0 的新动态 66 2.8.1 4.0 对业岗位的影响 66 2.8.2 新开设的“中小企业4.0 能力中心” 66 2.8.3 2018 年全球数字化转型报告 67 第3 章4.0 的概念、框架及启示 69 3.1 4.0 的概念和内容框架 69 3.1.1 4.0 的概念 69 3.1.2 4.0 的两大目标 70 3.1.3 4.0 的内容框架 71 3.1.4 4.0 的主要内容 72 3.2 4.0 的主要基础技术 76 3.2.1 支持4.0 的新一代it 技术 77 x 4.0概念、技术及演进案例 三校   文前.indd 10 2019/8/1 18:17:40 3.2.2 大数据是4.0 的基础与核心技术 81 3.2.3 大数据、云计算和ai 三者之间的关系 82 3.2.4 5g 技术的到来加速物联网发展 84 3.3 深入剖析“4.0”及其重要意义 86 3.3.1 德国为什么提出4.0 规划 86 3.3.2 对德国4.0 我们如何认识 90 3.3.3 德国4.0 的全球影响和展望 95 3.3.4 德国4.0 对中国的启示 96 第2篇 4.0的关键技术和解决方案第4 章智能制造的关键技术及组织结构  100 4.1 c 数字物理融合技术 100 4.1.1 c 数字物理融合技术外研究态势101 4.1.2 c 数字物理融合技术体系101 4.1.3 智能制造的技术机理：“人-信息-物理系统” 109 4.2 智能制造 112 4.2.1 智能制造的三个基本范式  113 4.2.2 数字化制造  114 4.2.3 数字化-网络化制造  114 4.3 新一代智能制造——数字化-网络化-智能化制造 114 4.3.1 新一代智能制造的系统组成与系统集成  115 4.3.2 智能产品与制造装备  115 4.3.3 智能生产  116 4.3.4 智能服务  116 4.3.5 智能制造云与智联网  116 4.3.6 系统集成  117 4.4 互联网技术 117 4.4.1 企业网络  117 4.4.2 以太网 124 4.4.3 profi 实时以太网130 4.4.4 以太网网络规划 135 4.4.5 西门子以太网产品 142 4.5 网络安全 146 4.5.1 基础设施与控制系统的安全现状与威胁 147  4.0概念、技术及演进案例 三校   文前.indd 11 2019/8/1 18:17:40 4.5.2 信息安全在智能工厂中的关键 149 4.5.3 控制系统政策与法规的影响 150 4.5.4 纵深御理念 151 4.5.5 控制系统的层级划分与安全策略 153 4.5.6 控制系统安全应用场景与西门子的解决方案 155 4.5.7 工厂信息安全服务 158 第5 章智能制造解决方案 160 5.1 工厂自动化与智能工厂数字化台 160 5.1.1 智能工厂数字化台概述 160 5.1.2 西门子自动化系统simatic pcs 7 163 5.2 西门子工程设计与运维软件os 193 5.2.1 os 台的特点 193 5.2.2 os 一体化工程设计 195 5.2.3 os 与dcs 的集成 196 5.2.4 os 数字化工厂与一体化运维 199 5.3 智能工厂中的数据源泉 202 5.3.1 识别获取准确的信息使工厂透明化 203 5.3.2 识别系统及应用举例 203 5.3.3 西门子识别产品线简介 205 5.4 西门子制造执行系统（mes）产品simatic it ebr  212 5.4.1 simatic it ebr 介绍212 5.4.2 生命科学行业实施mes 的必要 222 5.4.3 实施mes 给生命科学行业带来的优势 223 5.4.4 某制药企业实施mes 的经验分享 225 5.4.5 西门子生命科学行业数字化制造运营管理产品家族 226 5.5 pat 过程分析技术231 5.5.1 pat 和qbd 概述 231 5.5.2 制药企业需要实施pat 232 5.5.3 如何成功实施pat 233 5.5.4 sipat ——西门子提供的pat 数据解决方案 234 5.5.5 案例研究 238 第6 章互联网台  240 6.1 互联网的概念 240 6.1.1 如何理解互联网 240 6.1.2 互联网与物联网（iiot）是什么关系241 i 4.0概念、技术及演进案例 三校   文前.indd 12 2019/8/1 18:17:40 6.1.3 互联网台 241 6.1.4 互联网与智能制造的关系 242 6.1.5 互联网与大数据的关系 242 6.1.6 互联网目前的成熟度 243 6.2 西门子mindsphere 台243 6.2.1 mindsphere 概述 243 6.2.2 mindsphere 融合真实世界与数字化世界 244 6.2.3 mindsphere 开放式台即服务（paas） 247 6.2.4 mindsphere 在特定领域行业的应用和数字化服务 252 6.2.5 采用全数字化双胞胎进行闭环创新 256 6.3 美国互联网 258 6.3.1 互联网的由来 258 6.3.2 互联网联盟的运行机制 259 6.3.3 美国互联网的三大法宝 259 6.3.4 ge 的云台 262 6.4 互联网台发展趋势 266 6.5 对我国互联网发展的启示 268 第3篇 企业组织向4.0演进的策略与方法及案例第7 章企业组织4.0 的参框架 272 7.1 rami 4.0 术语272 7.2 整体架构模型 273 7.3 小公司怎么参与 274 7.4 联合的走向 275 7.5 中国智能制造参架构 276 7.6 数据编码标准体系建设 279 7.6.1 数据编码标准体系建设的目标、内容及意义 279 7.6.2 主数据编码管理体系概述 280 7.6.3 智通翔云主数据管理解决方案及系统 282 7.7 医药行业4.0 的参框架分析 284 7.7.1 医药行业自动化和信息化现状 285 7.7.2 医药行业4.0 的推动力 286 7.7.3 《医药发展规划指南》智能制造解读 289 ii 4.0概念、技术及演进案例 三校   文前.indd 13 2019/8/1 18:17:40 7.7.4 医药行业4.0 的参框架分析 291 7.7.5 推进医药行业4.0 面临的问题与应对之策 296 第8 章企业组织向4.0 演进的策略与方法及途径  298 8.1   298 8.1.1 原则 298 8.1.2 《》规划 299 8.1.3 内容概要 300 8.2 两化融合与互联网 300 8.2.1 互联网与两化融合 301 8.2.2 互联网政策解读 302 8.3 向4.0 演进的策略及途径 303 8.3.1 智能制造现状比较分析 303 8.3.2 建设数字化企业的策略 304 8.3.3 数字化工厂的演进途径 305 8.4 智能化工厂规划的核心要素 310 8.4.1 数据的采集和管理  311 8.4.2 设备联网 312 8.4.3 工厂智能物流 312 8.4.4 生产质量管理和设备管理 312 8.4.5 智能厂房设计 313 8.4.6 智能装备的应用 313 8.4.7 智能产线规划 314 8.4.8 制造执行系统 314 8.4.9 生产无纸化 314 8.5 企业组织向互联网演进的策略与方法 315 8.5.1 互联网是制造业转型升级的必由之路 315 8.5.2 深入理解互联网 316 8.5.3 制造业向互联网演进的路径 318 第9 章企业组织向智能制造演进的案例分析  323 9.1 打响智慧战“疫”，守卫动物健康 323 9.1.1 智慧蜕变正当时 324 9.1.2 端到端集成：从一体化工程到一体化运维 325 9.1.3 纵向集成：快速响应复杂的市场需求 325 9.1.4 横向集成：挖掘大数据背后的价值 326 9.2 凯赛携手西门子打造生物制造领域的重量数字化生产基地 327 v 4.0概念、技术及演进案例 三校   文前.indd 14 2019/8/1 18:17:40 9.2.1 实现跨越 327 9.2.2 研发提升 329 9.2.3 保证反应无中断 329 9.2.4 稳定高效的生产 330 9.2.5 一体化运维 331 9.3 弯道超车——西门子打造的全流程自动化无菌车间 332 9.3.1 四大亮点打造样板车间 332 9.3.2 不仅是条生产线 333 9.3.3 协作典范 334 9.4 澳大利亚多乐士——实现任何可调制 334 9.4.1 个化涂料生产 335 9.4.2 贴合现实 335 9.4.3 无纸化生产实现高效归档 336 9.4.4 提高生产效率，降低能源消耗 337 9.4.5 公司秉承合作传统 337 9.5 解码蓉生——西门子助力“中国血液制品” 337 9.5.1 目标：两化融合 338 9.5.2 事半功倍的信息化利器 338 9.5.3 拥有大数据将拥有未来 340 9.6 医药供应链云服务物流台 340 9.6.1 赛飞药品供应链云服务台综述 340 9.6.2 项目背景及目的 341 9.6.3 解决方案及关键技术 341 9.6.4 主要功能及业务 344 9.6.5 应用情况及成效 346 9.7 他山之石：欧洲企业向4.0 演进趋势及案例 347 9.7.1 欧洲企业演进现状综述 347 9.7.2 通向数字化工厂的蓝图 354 9.7.3 数字化工厂的省思 355 9.7.4 基于4.0 框架下的智慧供应链发展趋势 357 参文献 359