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工业4.0实践精要

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工业4.0实践精要

Name: 工业4.0实践精要
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一场制造业的革命，工业4.0 落地实践指南
撼动传统制造模式，重塑智能制造的价值链
只有250年的工业文明创造今天社会财富，是农业文明的千万倍。工业4.0将把人类推向智能文明，将会创造更加璀璨的未来。工业4.0是制造企业必由之路！工业4.0转型成功与否，不是企业经营好与坏的问题，是企业生与死的问题！
工业4.0是我们这一代人面对的又一次大机遇，PC时代成就了比尔盖茨，互联网成就了张朝阳、杨致远、马云、马化腾、扎克伯格……工业4.0时代必将成就一批新的权贵。
作为制造业从业人士、投资人士，你不能不了解影响我们未来的工业4.0。基于物联网和业务知识模型化构建的物理信息系统，让企业以越来越快的速度积累知识资产，工业4.0时代是专家型公司生态圈的游戏。基于此的精准营销，CTM大规模定制，自适应柔性化智能制造，制造业服务化，社会化制造等业务模式等颠覆式商业创新将重构制造业的版图。不能数字化、智能化，构建数据快车道的企业将会成为“石器时代的古董”！

Content Description

工业4.0是正在发生的一次信息技术创新和制造业业务流程深度融合的工业革命。成功转型升级的企业将用客户深度参与的个性化产品设计，智能化、数字化的生产技术工程规划和验证，智能化的制造，以零库存、零缺陷、高效率、低成本的方式向客户交付高价值的产品和服务，并对产品进行全生命周期的管理和服务；同时，用大数据和云计术，以越来越快的速度积累知识资产，飞速提升企业在产品设计、制造、服务和营销方面的竞争能力。
《工业4.0实践精要》以丰富详实的案例，通俗易懂的文笔，深入浅出地系统介绍了工业4.0的技术、理论、实践和方法论。深度分析了工业4.0技术如何融合到设计、生产、营销和销售、服务等业务流程，及其带来的颠覆式的深度变革。
工业4.0是一场用信息技术把知识模型化、工具化、通用化，以越来越快的速度产生知识，并以知识资产推进竞争强度的竞赛。《工业4.0实践精要》为准备参与这场竞赛的制造业从业者而写。

Author Description

辛玉军，管理学硕士，从事制造业管理咨询、信息化咨询17年，创立北京至卓越信息技术有限公司、北京冠卓企业管理顾问有限公司。近年来深度参与欧洲合作伙伴的工业4.0的研究和实践，参与了数家大型企业的工业2025的整体规划和样板项目的规划实施。专注于帮助中国企业实现转型升级中的业务标准化、自动化、数字化、智能化，协助企业构建物联工厂、智能工厂，完成基于技术创新的商业模式创新。

陈林生，甲骨文（中国）软件系统有限公司解决方案架构师，曾经服务于Teradata、惠普、德勤咨询等多家跨国企业，具有超过18年的IT经验，为金融、电信、政府、制造等行业客户提供过IT系统的咨询和项目实施服务，专注于企业信息架构和行业解决方案的规划与设计，以及云计算、大数据、数据挖掘与商业智能等技术在行业解决方案中的落地实施。

Catalogue

推荐序
前言
第1章掌控未来——工业4.0
1.1 工业革命的历史 / 1
1.2 工业4.0的成功故事 / 9
1.3 工业4.0改变企业的生存模式 / 27
第2章制造业的世界竞争
2.1 解读《中国制造2025》 / 31
2.2 美国先进制造业国家战略 / 38
2.3 英国的“未来制造业2050”和“高价值制造”战略 / 52
2.4 德国工业4.0国家战略 / 53
第3章工业4.0的十大技术支柱
3.1 物联网 / 60
3.2 纵向、横向集成 / 68
3.3 仿真模拟 / 72
3.4 自动化和机器人 / 73
3.5 知识自动化 / 74
3.6 大数据 / 76
3.7 增强现实 / 78
3.8 增材制造——3D打印 / 79
3.9 云服务和云计算 / 82
3.10 信息安全 / 84
第4章工业4.0时代的产品开发
4.1 工业4.0时代的产品营销和销售 / 87
4.2 工业4.0时代的产品开发 / 89
4.3 平台化、模块化、参数化的产品定制设计 / 91
4.4 数字化产品开发工具让一切变得简单 / 106
4.5 产品生命周期管理 / 108
4.6 模拟仿真验证产品设计和制造工艺 / 117
第5章工业4.0时代的工业生产技术工程
5.1 虚拟制造 / 118
5.2 运用信息技术构建精益工厂 / 124
5.3 人体数字建模和工位设计 / 126
5.4 工业机器人作业仿真建模 / 128
5.5 数字工厂和物流仿真设计 / 130
5.6 CAD、CAM和CNC数据链和价值链 / 132
5.7 模块化制造 / 134
第6章工业4.0时代的智能工厂
6.1 智能工厂的系统构成 / 142
6.2 智能工厂的三大基石 / 145
6.3 标准化——互联成功的保证 / 148
6.4 基于智能设备和智能物料的工厂物联网 / 151
6.5 智能工厂组织设计和变革管理 / 153
6.6 模块化制造 / 155
第7章服务是一个金矿
7.1 全生命周期的服务 / 158
7.2 制造业服务化的类型 / 159
7.3 制造服务化案例 / 161
第8章工业大数据
8.1 工业数字化转型 / 167
8.2 实现工业数字化转型的主要IT技术 / 171
8.3 工业大数据的业务价值与应用场景 / 191
8.4 如何推进和实施工业大数据 / 204
第9章工业4.0转型之路
9.1 构建智能制造体系 / 210
9.2 智能工厂 / 213
9.3 社会化制造 / 214
9.4 大规模定制业务模式转型和服务化转型 / 214

Introduction

建立在科学技术上的工业文明只有250年的历史，却给人类带来空前的繁荣。在这250年中，技术创新给工业带来了三次革命，我们正在经历第四次工业革命。信息技术的发展及其与制造业流程的联动带来的第四工业革命必将把人类文明推向新的高度。

工业4.0的概念在2011年由德国人工智能研究中心的“用信息技术提升先进制造业”项目提出，并很快成为德国的国家战略。快速发展和成熟的物联网，横向纵向端到端的集成，虚拟现实，大数据，自动化，人工智能和机器人，云计算和云服务，网络安全等信息技术构成的信息物理系统（Cyber Physical System）是第四次工业革命的内在动力。工业4.0将彻底再造制造业的整个价值链。掌握工业4.0技术的企业将快速积累自己的知识资产，成为价值链上的专家型公司。生态圈中一批专家型公司构建的价值链，将以零库存、零缺陷、高效率、低成本的方式为客户提供高附加值的产品和服务。整个制造业传统的商业模式都将被颠覆，不能掌握工业4.0技术的企业将快速出局。美国依据自己在软件和数据处理能力上的优势启动的工业互联网和工业4.0有着异曲同工的效果。

历经30多年的发展，中国已成为世界第一制造大国，2014年中国制造业在GDP中的占比是42.6%，同期美国只有10%。制造业对于中国的重要性不言而喻。德国、美国应用先进的信息技术带来的创新业务模式，给它们带来了新的成本、质量和产品技术的优势。2015年的数据显示，美国的制造成本只比中国高4%。高端制造业纷纷回流欧美发达国家。2015年12月，阿迪达斯的“SPEED FACTORY”自动化快速工厂在德国启用，用智能方式生产个性化定制运动鞋。在国内，各个生产要素的成本快速增加，低端制造业流向越南、印度等国家。中国制造业面临着巨大的挑战，升级转型是唯一出路。

中国企业从来不愁学习能力，工业4.0恰恰给我们提供了一个快速学习、弯道超车的机会。本书系统介绍了工业革命史，工业4.0的技术基础、理论方法、成功案例，工业4.0的技术改造、产品开发、生产技术工程、制造和售后服务业务流程，以及工业4.0技术带来的颠覆式的业务模式。工业4.0时代，在知识资产富集的专家型价值链的环境下，业务模式必然转型为以模块化产品设计开发、模块化制造工艺设计、模块化生产为特点的模块化经营。

中国的制造业面对工业4.0这样一个系统的、复杂的、多学科并举的转型阶段，如何控制转型中的风险，如何以接地气、消化得了的方式快速转型？本书在技术路线和转型管理方面做了系统的探讨和论述。

本书由北京至卓越公司辛玉军先生和甲骨文公司陈林生先生联合撰写。辛玉军先生从事制造业管理咨询和信息化咨询17年，创立北京冠卓企业管理顾问有限公司和北京至卓越信息技术有限公司。辛玉军对制造业的工业4.0的转型的必要性、面临的挑战以及转型的路径有着独到的理解，提出“工业4.0是以信息技术把制造全业务流程和资源数字化，把知识模型化，并通过数据飞轮快速积累知识资产，并以独到的知识资产创造竞争优势”。陈林生先生在大数据行业从业16年，对大数据技术、理论和应用积累了丰富的经验。陈林生先生撰写了第8章“工业大数据”部分，其余章节由辛玉军先生撰写。

感谢我们的创业伙伴王红兵和姜莹参与讨论并贡献了思想。

感谢航天科工集团周翔先生和申世光先生关于智能制造的探讨和提供实践材料。

感谢红领服饰、尚品宅配、ABB、哈雷摩托、德国倍福自动化、沈阳机床等公司的案例材料支持。

感谢刘伟华先生对外文资料的整理和翻译。

感谢我的家人在写作期间对我的大力支持，让我的人生充满快乐和激情！

辛玉军2016年4月

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