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內容簡介: |
《工业4.0驱动下的制造业数字化转型》:
这一轮工业4.0浪潮的到来,在接下来的十年甚至更长的时间里,对中国的制造企业来说,既是一次提高自身能力的难得机遇,也是一场来自靠前外同行的竞争与挑战。为了抓住机遇和迎接挑战,企业不仅需要掌握工业4.0相关的基础理论和知识,更要了解各种技术的发展动态,提前布局,稳步推进。在实现和推动工业4.0的林林总总的技术中,很能体现工业4.0精髓的,无疑是软件技术。来自德国的SAP公司,作为优选优选的商业软件企业,不仅是工业4.0的发起者之一,也是工业4.0的核心软件供应商,积极参与工业4.0的推广和实践。彭俊松编著的《工业4.0驱动下的制造业数字化转型》以SAP的相关软件技术为支撑,介绍工业4.0驱动下的制造业的数字化转型背景、理论、应用领域和关键技术。书中通过大量结合SAP的工业4.0解决方案在制造行业的具体落地案例。探讨如何实现工业4.0解决方案在企业中的部署,展示系统方案对业务运营带来的业务价值,为企业下一步部署“工业4.0/中国制造2025”战略提供实例参考。本书不仅适合制造行业中从事信息化建设的人员阅读,也很好适合作为管理人员学习和了解工业4.0的参考书籍。
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目錄:
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《工业4.0驱动下的制造业数字化转型》:
序言
Foreword
前言
导读1
篇工业4.0的诞生背景、理论和方法
第1章工业4.0诞生的内外因分析10
1.1工业4.0的诞生是内因与外因共同作用的结果10
1.2内因之一:以客户个性化需求升级为代表的来自市场的挑战13
1.2.1工业4.0时代,通过客户定制化需求的拉动来进行价值重构14
1.2.2产品多样化给企业的经营带来了巨大的挑战16
1.2.3大规模生产和大规模定制的变迁19
1.3内因之二:传统制造业向数字化商业模式的转变22
1.4外因之一:CPS、物联网等新技术对传统技术的推动26
1.4.1网络物理系统27
1.4.2物联网29
1.5外因之二:提高制造业竞争力的国家竞争战略的需要31
1.5.1德国和欧盟对工业4.0的推动31
1.5.2美国政府提出的先进制造业计划33
1.6案例分析:德国奥迪的智能工厂愿景34
第2章基于CPS的工业4.036
2.1CPS的产生背景36
2.1.1从工业3.0时代的控制论到工业4.0时代的分布式人工智能36
2.1.2人工智能与机器人的研究进展40
2.1.3CPS研究的前身——智能主体43
2.2CPS的基本理论45
2.2.1CPS的定义45
2.2.2CPS的五层次结构47
2.2.3基于服务和支持实时运行的CPS50
2.3基于CPS的网络物理生产系统51
2.3.1从大规模定制1.0到大规模定制2.051
2.3.2CPPS下的新系统架构56
2.3.3CPPS的实现道路59
2.4应用分析:CPS在智能电网、智能交通和智能医疗中的应用60
2.4.1智能电网61
2.4.2智能交通62
2.4.3智能医疗63
第3章工业4.0理论的提出和要点65
3.1工业4.0的概念和目标65
3.1.1物联网和服务联网是实现工业4.0的两大基础和前提66
3.1.2CPS是实现工业4.0的核心技术67
3.1.3工业4.0不会孤立存在,而是作为智能、网络化世界的一部分70
3.1.4作为物联网的一个子集,M2M在工业4.0中扮演着重要的角色72
3.1.5工业4.0的五大核心特征72
3.1.6工业4.0可以带来新的商业机会和模式74
3.2工业4.0的双重战略75
3.2.1水平集成76
3.2.2垂直集成77
3.2.3端到端的开发77
3.2.4员工2.078
3.3工业4.0下的智能工厂79
3.3.1自动化和互联的设备79
3.3.2产品智能化且可配置80
3.3.3智能的机器和流程82
3.3.4配备的人做好准备,并有相关技术来支撑83
3.3.5高级的分析和建模能力85
3.4工业4.0的进展——智能服务86
3.5案例分析:IFM实现从传感器到SAP的透明连接88
3.5.1企业概述88
3.5.2从传感器到ERP88
第4章工业4.0时代下制造业价值网络的数字化转型92
4.1数字化转型的基本概念92
4.2数字化转型带来的三种重塑机会94
4.2.1重塑商业模型95
4.2.2重塑业务流程100
4.2.3重塑工作105
4.2.4重塑背后的技术创造价值方式的改变106
4.3以重塑业务流程为代表的制造业数字化转型108
4.3.1工业4.0为制造业的数字化转型提供了数字化创新机遇108
4.3.2目前的制造业对于数字化技术的应用存在不足109
4.3.3工业4.0对制造企业价值链的重构110
4.4以重塑商业模式为代表的制造业数字化转型111
4.4.1智能服务的前身——产品服务系统111
4.4.2以IPSS为代表的面向使用或结果的制造业商业模式112
4.5案例分析:全球物流供应商DHL的数字化转型114
4.5.1DHL简介114
4.5.2案例背景115
4.5.3公路货代的业务特点和面临的挑战115
4.5.4DHL的数字化业务变革准备117
4.5.5工业4.0时代下DHL的物联网探索119
第二篇SAP的物联网和工业4.0战略概览
第5章以S/4HANA为数字化核心的SAP工业4.0系统架构124
5.1以SAPS/4HANA为数字核心的工业4.0系统架构125
5.2SAP迈向工业4.0的产品升级改造历程127
5.3技术发展主线一:HANA技术130
5.3.1支持内存计算的HANA130
5.3.2支持大数据的HANA132
5.3.3支持云计算的HANA云平台134
5.4技术发展主线二:移动技术135
5.5技术发展主线三:云计算技术136
5.5.1云计算平台136
5.5.2SAP在SaaS软件上的进展138
5.6技术发展主线四:S/4HANA142
5.7快速搭建面向工业4.0的企业的新一代数字化平台145
5.8案例分析:美国CenterPoint公司的SAPHANA之旅147
5.8.1公司简介147
5.8.2美国得克萨斯州电力市场概况147
5.8.3SAPHANA帮助CenterPoint提高客户管理水平148
5.8.4智能电网负载分析151
5.8.5智能电网IT/OT融合153
第6章SAP的物联网和工业4.0战略与解决方案概览155
6.1SAP对物联网的理解155
6.1.1网络经济155
6.1.2商业用途的物联网156
6.1.3物联网的技术构成158
6.2SAP眼中的物联网技术基础158
6.2.1交付物联网解决方案概述159
6.2.2物联网的三个领域160
6.2.3将不同的领域整合起来161
6.2.4SAPHANA平台为物联网转型做好了准备165
6.3SAP的物联网平台架构165
6.3.1物联网接入方案之一:基于SAPHCP的IoT版本167
6.3.2物联网接入方案之二:基于SAP的移动技术168
6.4SAP的工业4.0数字化解决方案的组成169
6.5案例分析:美国哈雷·戴维森摩托车公司的大规模定制生产重生之路170
6.5.1公司简介170
6.5.2战略转型之旅170
6.5.3哈雷从互联营销、智能制造到售后服务的全价值链创新174
第三篇SAP的六大工业4.0解决方案详述
第7章工业4.0下的互联产品180
7.1SAP互联产品解决方案概述181
7.2支持端到端创新的集成的产品开发183
7.3支持大规模定制背景下的产品配置管理185
7.3.1产品变量配置的基本概念185
7.3.2面向大规模定制的产品数据结构187
7.3.3将设计与制造进行同步191
7.4提供支持物联网的工程控制中心194
7.4.1对多种开发工具的支持194
7.4.2对物联网多数据源的支持196
7.5加快创新速度的创新平台197
7.5.1产品组合计划197
7.5.2项目管理198
7.5.3打造面向员工参与的创新平台199
7.5.4打造基于大数据分析的创新平台200
7.6连接客户与厂家的资产智能网络202
7.7案例分析:德国宝马汽车公司在产品模块化和客户定制化上的数字化转型206
7.7.1公司简介206
7.7.2案例背景206
7.7.3基于产品生命周期管理项目,推动产品的模块化208
7.7.4基于面向客户的销售与生产,实现大规模定制业务209
第8章工业4.0下的互联营销212
8.1SAP互联营销解决方案概述212
8.2基于SAPCEC的全渠道商务213
8.2.1传统的实体零售市场在向全渠道迅速转变213
8.2.2搭建全渠道解决方案的思路216
8.2.3SAP的全渠道B2C商务解决方案218
8.3基于SAPHANA的大数据驱动的需求管理220
8.3.1从需求计划到需求感知220
8.3.2大数据下的需求分析221
8.3.3需求分析的技术和工具222
8.3.4大数据需求供应分析解决方案223
8.3.5基于大数据的精准营销226
8.4案例分析:德国HSE24公司利用SAPHANA实现大数据分析与精准营销231
8.4.1公司简介231
8.4.2电视购物客户与购买特点232
8.4.3面临的挑战234
8.4.4解决方案236
第9章工业4.0下的互联制造238
9.1SAP的互联制造解决方案概述238
9.1.1SAP的互联制造及其技术路线238
9.1.2基于SAP的互联制造解决方案建立开放式集成工厂241
9.2基于SAPIBP的供应与响应计划243
9.2.1响应与需求管理244
9.2.2产品计划与排程247
9.3基于SAPHANA的MRP250
9.4SAP的制造执行(ME)252
9.4.1MES和ERP的区别与互补252
9.4.2SAPME在智能工厂中的应用255
9.5SAP的制造集成与智能(MII)259
9.5.1挑战:制造业孤岛259
9.5.2MII是制造企业的“粘结剂”259
9.5.3MII是制造企业的“巡视员”260
9.5.4MII是制造企业的“分析师”260
9.6SAP工厂连接解决方案262
9.7案例分析:德国Elster公司通过OPCUA实现SAPME与车间自动化设备的连接264
9.7.1公司简介264
9.7.2项目背景264
9.7.3MES项目265
第10章工业4.0下的互联供应269
10.1SAP的互联供应解决方案概述269
10.2通过SAPAriba搭建互联商务平台270
10.3通过SAPIBP搭建需求驱动的业务计划272
10.3.1使用集成的业务计划来取代传统的供应链计划系统272
10.3.2制订销售和运营计划273
10.3.3通过内部和外部的需求数据来提高决策水平276
10.4通过SAPIBP搭建供应链控制塔279
10.4.1预见问题的能力280
10.4.2获取对外包供应链的控制281
10.4.3获得敏捷能力281
10.5基于SAPSNC的供应网络协同282
10.6案例分析:美国高露洁棕榄公司的SAP全球供应链管理285
10.6.1公司简介285
10.6.2背景285
10.6.3高露洁基于SAP的供应链管理287
第11章工业4.0下的互联物流292
11.1工业4.0环境下物流的新特点292
11.2SAP的互联物流解决方案概述293
11.3基于SAPWMS/EWM的仓库管理295
11.3.1与互联设备的连接295
11.3.2与仓储自动化设备的连接296
11.3.3增强现实在仓库操作中的应用298
11.4基于SAPTM的运输管理300
11.5基于SAPEM的跟踪与追溯302
11.6SAP的物流网络中心解决方案303
11.7案例分析:德国汉堡港的智能港口物流平台304
11.7.1公司简介304
11.7.2智能港口物流项目背景305
11.7.3基于SAP物流网络中心解决方案打造的云平台307
第12章工业4.0下的互联服务309
12.1工业4.0对产品服务的要求309
12.2SAP的远程维修与服务解决方案310
12.2.1远程维修与服务的方案架构310
12.2.2远程维修与服务的业务效益312
12.3SAP的预测性维修与服务313
12.3.1方案概述313
12.3.2PDMS的应用315
12.3.3使用SAPPDMS解决方案的价值317
12.4SAP增强现实方案在服务中的应用318
12.5案例分析:德国凯撒压缩机公司通过大数据和实时业务,将以客户为中心的服务业务提升到更高的水平319
12.5.1公司简介320
12.5.2大数据支持下的预防性维护321
12.5.3将产品开发与客户需求联系起来323
12.5.4通过洞察来加快获取价值的速度323
第四篇工业4.0应用效益分析和趋势展望
第13章制造企业实施工业4.0和物联网的效益与挑战326
13.1工业4.0定性的效益分析326
13.2工业4.0定量的效益分析329
13.3物联网的行业应用效益330
13.4汽车零部件企业实现工业4.0的价值分析332
13.4.1集成的生产与物流流程333
13.4.2加强机器和人之间的协作333
13.4.3提高车间层的生产效率333
13.5技术、经济、组织、法律等方面对工业4.0的挑战334
13.6应用分析:工业4.0为汽车工业带来的变化336
13.6.1对复杂性的管理是汽车企业取得成功的关键336
13.6.2基于无传送带的分布式汽车生产系统338
第14章下一阶段工业4.0的发展及其相关动向340
14.1工业4.0的发展路径340
14.2智能服务的成熟度341
14.3工业4.0参考架构模型343
14.3.1RAMI4.0的结构343
14.3.2使用RAMI4.0的好处345
14.4美国先进制造的发展方向346
14.4.1先进传感器、控制和制造平台技术348
14.4.2可视化、信息化和数字化的制造技术349
14.5美国的工业互联网、中国的“中国制造2025”和“互联网 ”351
14.5.1美国的工业互联网与德国工业4.0351
14.5.2“互联网 ”的解读354
14.5.3“中国制造2025”与电子商务的成功之路354
缩略语357
参考文献362
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