"針對大多數中國企業和管理者（包括智能制造方案服務商）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制造的人群提供了可借鋻與參考的智能制造方面的知識與實踐案例。"

●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 21.1 新科技革命正在引發產業革命 21.1.1 新時期的科技革命呈現出智能化、生態化等特點 31.1.2 新科技革命與產業變革的互動具有復雜性 31.1.3 注重戰略性新興產業的發展，兼顧傳統產業 41.1.4 科技政策與產業政策的協調，推進國家科技發展戰略 51.2 歷次工業革命的演進 61.2.1 第一次工業革命 81.2.2 第二次工業革命 91.2.3 第三次工業革命 101.2.4 三次工業革命對社會的衝擊 111.3 第四次工業革命正在拉開序幕 131.3.1 經濟爆發式增長和就業困境 151.3.2 企業不改變就滅亡 161.3.3 放眼國家和全球 171.3.4 靠前的社會變革 181.3.5 無孔不入的技術 191.3.6 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 222.1 德國工業4.0戰略計劃簡述 232.2 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征 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繫 39 2.5.2 管理復雜的繫統 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 X 工業4.0概念、技術及演進案例 三校   文前.indd 10 2019/8/1 18:17:40 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 三者之間的關繫 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 章智能制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繫101 4.1.3 智能制造的技術機理：“人-信息-物理繫統” 109 4.2 智能制造 112 4.2.1 智能制造的三個基本範式 113 4.2.2 數字化制造 114 4.2.3 數字化-網絡化制造 114 4.3 新一代智能制造——數字化-網絡化-智能化制造 114 4.3.1 新一代智能制造的繫統組成與繫統集成 115 4.3.2 智能產品與制造裝備 115 4.3.3 智能生產 116 4.3.4 智能服務 116 4.3.5 智能制造雲與工業智聯網 116 4.3.6 繫統集成 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繫統的安全現狀與威脅 147 XI 工業4.0概念、技術及演進案例 三校   文前.indd 11 2019/8/1 18:17:40 4.5.2 工業信息安全在智能工廠中的關鍵性 149 4.5.3 工業控制繫統政策與法規的影響 150 4.5.4 縱深防御理念 151 4.5.5 控制繫統的層級劃分與安全策略 153 4.5.6 控制繫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 章智能制造解決方案 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 西門子自動化繫統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 工業識別繫統原理及應用舉例 203 5.3.3 西門子工業識別產品線簡介 205 5.4 西門子制造執行繫統（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 某制藥企業實施MES 的經驗分享 225 5.4.5 西門子生命科學行業數字化制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 制藥企業需要實施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）是什麼關繫241 XII 工業4.0概念、技術及演進案例 三校   文前.indd 12 2019/8/1 18:17:40 6.1.3 工業互聯網平臺 241 6.1.4 工業互聯網與智能制造的關繫 242 6.1.5 工業互聯網與工業大數據的關繫 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 采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 中國智能制造參考架構 276 7.6 數據編碼標準體繫建設 279 7.6.1 數據編碼標準體繫建設的目標、內容及意義 279 7.6.2 主數據編碼管理體繫概述 280 7.6.3 智通翔雲主數據管理解決方案及繫統 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》智能制造解讀 289 XIII 工業4.0概念、技術及演進案例 三校   文前.indd 13 2019/8/1 18:17:40 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 8.1 298 8.1.1 原則 298 8.1.2 《》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 智能制造現狀比較分析 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 數據的采集和管理 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 制造執行繫統 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 工業互聯網是制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 制造業向工業互聯網演進的路徑 318 第9 章企業組織向智能制造演進的案例分析 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：快速響應復雜的市場需求 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制造領域的重量數字化生產基地 327 XIV 工業4.0概念、技術及演進案例 三校   文前.indd 14 2019/8/1 18:17:40 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——實現任何顏色可調制 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“中國血液制品” 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

這是一本全面、繫統、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章智能制造的關鍵技術及組織結構，第5章智能制造解決方案，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章企業組織向智能制造演進的案例分析。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，繫統地闡述了工業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。參與本書等

雷萬雲 姚峻 著 著

如果說過去的近二十年是消費互聯網的黃金年代，中國在此期間誕生了BAT（中國三大互聯網公司，B代表百度，A代表阿裡巴巴，T代表騰訊）等互聯網巨頭，那麼時至今日，風頭正逐漸轉向產業互聯網。互聯網技術在改造完消費服務業後，正迅速而堅定地來到了工業領域，以“工業4.0”之名，掀起了對傳統工業的革命。按照當今世界對歷次工業革命演進的共識，可以這樣簡單表述：工業1.0是機械化，2.0是電氣化和內燃機，3.0是自動化和信息化，4.0則是智能制造。2013年4月，德國政府正式推出“德國工業4.0戰略”，一個全球性的話題瞬間被引爆，對世界強國來說，這是一次爭鋒制造業變革發展和互聯網下半場的機會，因而世界格局將會發生深刻變化。在新一輪的工業革命中，各國都在競相構建自己的智能制造產業體繫，這個體繫背後是技術體繫、標準體繫、產業體繫，是智能制造產業生態繫統的主導權。換言之，各國新一輪工業革命的競爭，是未來全球新工等