了得網經濟_工業4.0驅動下的制造業數字化轉型

內容簡介

本書分為四大篇。第壹篇主要供讀者了解和掌握工業4.0的基本知識。第二篇從戰略的高度回顧SAP近年來為了應對工業4.0的到來，對目前的產品所做的升級改造，以及物聯網及工業4.0的產品戰略和方案概述。第三篇是對SAP具體的工業4.0解決方案的介紹，覆蓋了工業4.0所倡導的垂直集成、水平集成和跨價值鏈的端到端開發的核心思想。第四篇供有志於實施工業4.0和進一步研究工業4.0的讀者了解實施效益，以及未來的發展趨勢和方向。

目錄
序言
Foreword
前言
導讀 1
篇工業4.0的誕生背景、理論和方法
第1章工業4.0誕生的內外因分析 10
1.1工業4.0的誕生是內因與外因共同作用的結果 10
1.2內因之一：以客戶個性化需求升級為代表的來自市場的挑戰 13
1.2.1工業4.0時代，通過客戶定制化需求的拉動來進行價值重構 14
1.2.2產品多樣化給企業的經營帶來了巨大的挑戰 16
1.2.3大規模生產和大規模定制的變遷 19
1.3內因之二：傳統制造業向數字化商業模式的轉變 22
1.4外因之一：CPS、物聯網等新技術對傳統技術的推動 26目錄
序言
Foreword
前言
導讀 1
篇工業4.0的誕生背景、理論和方法
第1章工業4.0誕生的內外因分析 10
1.1工業4.0的誕生是內因與外因共同作用的結果 10
1.2內因之一：以客戶個性化需求升級為代表的來自市場的挑戰 13
1.2.1工業4.0時代，通過客戶定制化需求的拉動來進行價值重構 14
1.2.2產品多樣化給企業的經營帶來了巨大的挑戰 16
1.2.3大規模生產和大規模定制的變遷 19
1.3內因之二：傳統制造業向數字化商業模式的轉變 22
1.4外因之一：CPS、物聯網等新技術對傳統技術的推動 26
1.4.1網絡物理繫統 27
1.4.2物聯網 29
1.5外因之二：提高制造業競爭力的國家競爭戰略的需要 31
1.5.1德國和歐盟對工業4.0的推動 31
1.5.2美國政府提出的先進制造業計劃 33
1.6案例分析：德國奧迪的智能工廠願景 34
第2章基於CPS的工業4.0 36
2.1CPS的產生背景 36
2.1.1從工業3.0時代的控制論到工業4.0時代的分布式人工智能 36
2.1.2人工智能與機器人的研究進展 40
2.1.3CPS研究的前身——智能主體 43
2.2CPS的基本理論 45
2.2.1CPS的定義 45
2.2.2CPS的五層次結構 47
2.2.3基於服務和支持實時運行的CPS 50
2.3基於CPS的網絡物理生產繫統 51
2.3.1從大規模定制1.0到大規模定制2.0 51
2.3.2CPPS下的新繫統架構 56
2.3.3CPPS的實現道路 59
2.4應用分析：CPS在智能電網、智能交通和智能醫療中的應用 60
2.4.1智能電網 61
2.4.2智能交通 62
2.4.3智能醫療 63
第3章工業4.0理論的提出和要點 65
3.1工業4.0的概念和目標 65
3.1.1物聯網和服務聯網是實現工業4.0的兩大基礎和前提 66
3.1.2CPS是實現工業4.0的核心技術 67
3.1.3工業4.0不會孤立存在，而是作為智能、網絡化世界的一部分 70
3.1.4作為物聯網的一個子集，M2M在工業4.0中扮演著重要的角色 72
3.1.5工業4.0的五大核心特征 72
3.1.6工業4.0可以帶來新的商業機會和模式 74
3.2工業4.0的雙重戰略 75
3.2.1水平集成 76
3.2.2垂直集成 77
3.2.3端到端的開發 77
3.2.4員工2.0 78
3.3工業4.0下的智能工廠 79
3.3.1自動化和互聯的設備 79
3.3.2產品智能化且可配置 80
3.3.3智能的機器和流程 82
3.3.4配備的人做好準備，並有相關技術來支撐 83
3.3.5高級的分析和建模能力 85
3.4工業4.0的新進展——智能服務 86
3.5案例分析：IFM實現從傳感器到SAP的透明連接 88
3.5.1企業概述 88
3.5.2從傳感器到ERP 88
第4章工業4.0時代下制造業價值網絡的數字化轉型 92
4.1數字化轉型的基本概念 92
4.2數字化轉型帶來的三種重塑機會 94
4.2.1重塑商業模型 95
4.2.2重塑業務流程 100
4.2.3重塑工作 105
4.2.4重塑背後的技術創造價值方式的改變 106
4.3以重塑業務流程為代表的制造業數字化轉型 108
4.3.1工業4.0為制造業的數字化轉型提供了數字化創新機遇 108
4.3.2目前的制造業對於數字化技術的應用存在不足 109
4.3.3工業4.0對制造企業價值鏈的重構 110
4.4以重塑商業模式為代表的制造業數字化轉型 111
4.4.1智能服務的前身——產品服務繫統 111
4.4.2以IPSS為代表的面向使用或結果的制造業商業模式 112
4.5案例分析：全球物流供應商DHL的數字化轉型 114
4.5.1DHL簡介 114
4.5.2案例背景 115
4.5.3公路貨代的業務特點和面臨的挑戰 115
4.5.4DHL的數字化業務變革準備 117
4.5.5工業4.0時代下DHL的物聯網探索 119
第二篇SAP的物聯網和工業4.0戰略概覽
第5章以S/4 HANA為數字化核心的SAP工業4.0繫統架構 124
5.1以SAP S/4 HANA為數字核心的工業4.0繫統架構 125
5.2SAP邁向工業4.0的產品升級改造歷程 127
5.3技術發展主線一：HANA技術 130
5.3.1支持內存計算的HANA 130
5.3.2支持大數據的HANA 132
5.3.3支持雲計算的HANA雲平臺 134
5.4技術發展主線二：移動技術 135
5.5技術發展主線三：雲計算技術 136
5.5.1雲計算平臺 136
5.5.2SAP在SaaS軟件上的進展 138
5.6技術發展主線四：S/4 HANA 142
5.7快速搭建面向工業4.0的企業的新一代數字化平臺 145
5.8案例分析：美國CenterPoint公司的SAP HANA之旅 147
5.8.1公司簡介 147
5.8.2美國得克薩斯州電力市場概況 147
5.8.3SAP HANA幫助CenterPoint提高客戶管理水平 148
5.8.4智能電網負載分析 151
5.8.5智能電網IT/OT融合 153
第6章SAP的物聯網和工業4.0戰略與解決方案概覽 155
6.1SAP對物聯網的理解 155
6.1.1網絡經濟 155
6.1.2商業用途的物聯網 156
6.1.3物聯網的技術構成 158
6.2SAP眼中的物聯網技術基礎 158
6.2.1交付物聯網解決方案概述 159
6.2.2物聯網的三個領域 160
6.2.3將不同的領域整合起來 161
6.2.4SAP HANA平臺為物聯網轉型做好了準備 165
6.3SAP的物聯網平臺架構 165
6.3

前言

前言對於工業界來說，這一次以工業4.0命名的第四次工業革命和前三次工業革命有著很大的差別。在前三次裡，工業界是做了再說；而這一次是邊做邊說，甚至是先說後做。瓦特在發明蒸汽機的時候，恐怕做夢也沒有想到自己打開了一扇通往工業1.0的大門。而這一次的工業4.0，隨著互聯網媒體的傳播和政府的宣傳，一夜之間眾人皆知。
工業4.0時代的快速到來，好像把我們帶到了一個繁忙的交通路口。一方面，大量關於未來工業4.0的報道和文章從國外呼嘯而來，打破了我們很多傳統的習慣思維。另一方面，我們手中熟悉的工具，包括我們依賴多年的商業化管理軟件，似乎仍處在向工業4.0邁進的起點。客戶不停地催促SAP公司，讓我們給出幫助他們邁向工業4.0的一條穩妥的路線圖。與此同時，對工業4.0的研究越深入，我越發現其理論和內容的前瞻性及博大精深。對下一步究竟應該怎麼走，似乎有很多想法，又似乎難以抉擇。
必須承認，我們現在進入了一個軟件廠商與推廣客戶攜手共同創新的年代。在過去的20年裡，SAP公司在中國的業務是伴隨著佳業務實踐發展起來的。所謂的佳業務實踐，實際上就是國外先進企業的業務流程在SAP繫統中的體現或預配置。工業4.0的到來，將國內企業與國外企業拉到同一條起跑線上。目前全世界尚不存在所謂的工業4.0 佳業務實踐，我們需要一個一個企業、一個一個行業去創新、實踐和總結。在國外如此，在國內也一樣。前言對於工業界來說，這一次以工業4.0命名的第四次工業革命和前三次工業革命有著很大的差別。在前三次裡，工業界是做了再說；而這一次是邊做邊說，甚至是先說後做。瓦特在發明蒸汽機的時候，恐怕做夢也沒有想到自己打開了一扇通往工業1.0的大門。而這一次的工業4.0，隨著互聯網媒體的傳播和政府的宣傳，一夜之間眾人皆知。
工業4.0時代的快速到來，好像把我們帶到了一個繁忙的交通路口。一方面，大量關於未來工業4.0的報道和文章從國外呼嘯而來，打破了我們很多傳統的習慣思維。另一方面，我們手中熟悉的工具，包括我們依賴多年的商業化管理軟件，似乎仍處在向工業4.0邁進的起點。客戶不停地催促SAP公司，讓我們給出幫助他們邁向工業4.0的一條穩妥的路線圖。與此同時，對工業4.0的研究越深入，我越發現其理論和內容的前瞻性及博大精深。對下一步究竟應該怎麼走，似乎有很多想法，又似乎難以抉擇。
必須承認，我們現在進入了一個軟件廠商與推廣客戶攜手共同創新的年代。在過去的20年裡，SAP公司在中國的業務是伴隨著佳業務實踐發展起來的。所謂的佳業務實踐，實際上就是國外先進企業的業務流程在SAP繫統中的體現或預配置。工業4.0的到來，將國內企業與國外企業拉到同一條起跑線上。目前全世界尚不存在所謂的工業4.0 佳業務實踐，我們需要一個一個企業、一個一個行業去創新、實踐和總結。在國外如此，在國內也一樣。
這一輪的工業4.0，到目前為止，展現在我們面前的可能還隻是冰山一角。作為一個冠之以“革命”的新事物，我們千萬不能低估其難度和顛覆性。以工業3.0背後的第三次工業革命為例，計算機技術並不是其全部的核心。按照教科書上的定義，體現第三次工業革命的核心技術，首先是核能技術，然後是生物技術，後纔是計算機技術。直到今天，能夠完全掌握核能技術和生物技術的國家，在全世界也是屈指可數。那麼，在第四次工業革命下的工業4.0，其核心技術——網絡物理繫統（CPS），也絕不是一項簡單的技術。目前無論是在理論研究、標準化還是落地使用等領域，都還有很長的一條路要走。
本書是作者在接觸工業4.0理論之後進行研究、交流和實踐的一次書面總結。從2014年開始，在SAP公司內部，特別是從德國同行那裡，不斷傳來一些有關工業4.0的動態和研究進展。作為一個有著機械工程學科背景、從事離散制造行業信息化多年的職業工作者，我開始關注這一話題，並付諸一繫列行動：多次赴德國參觀考察，參加十餘場行業大會和學術大會並發表演講，撰寫白皮書，與客戶進行現場交流和方案研究，推動多個SAP工業4.0的客戶創新項目。在平時閑下來的時候，我也有意識地把一些研究心得和工作成果整理成文字。兩年下來，積少成多，後彙集成書。
另外，在本書的撰寫過程中，我也得到了團隊裡其他同事的大力支持，特別是負責零售行業的專家Allen Miao，在此表示衷心的感謝。
這本書寫到中間的時候，恰逢吾兒誕生，一時喜不自勝。寫作進程雖有中斷，但後來一路加快進度，直至成文。謹以此書為賀，並感謝吾妻李虹的長期支持。
彭俊松博士SAP大中華區副總裁，行業解決方案與價值工程部總經理2016年3月於上海松江

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