实施工业4.0：智能工厂的生产 自动化 物流及其关键技术、应用迁移和实战案例 [Industrie 4.0 in Produktion Automatisierung und Logistik] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 托马斯·保尔汉森（Thomas Bauernhansl），米夏埃尔·腾·洪佩尔（Michael ten Hompel），布里吉特·福格尔―霍尔泽（Birgit Vogel-Heuser） 著，工业和信息化部电子科学技术情报研究所 译

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• 工业4
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• 生产自动化
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• 关键技术
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• 制造业
• 智能制造

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121258459

版次：1

商品编码：11686380

包装：平装

外文名称：Industrie 4.0 in Produktion Automatisierung und Logistik

开本：16开

出版时间：2015-04-01

用纸：胶版纸

页数：432

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：政策研究及科研部门工作人员，企业管理者，具有高等知识背景的大众读者
以工业4.0的首次应用为出发点，作者讨论了从经济角度上看比较重要的一些问题，并为成功实现工业4.0制定了一个计划。本书以直观的实践案例来具体描述信息技术行业所面临的一些挑战和要求，主题包括从基础技术到垂直和水平方向的融合，到信息物理系统以及人机交互等方面。数据安全这方面的内容也有所涉及。通过对现实的描述和对未来的展望，这部有关工业4.0著作将为我们揭示德国实施工业4.0的真正作为。

内容简介

　　《实施工业4.0：智能工厂的生产自动化物流及其关键技术、应用迁移和实战案例》解答了有关工业4.0的以下问题：什么是工业4.0？它将如何变革生产，自动化和物流？在引进工业4.0时有哪些通向成功的因素？有哪些技术将进行改革，以及信息技术行业的未来将如何？《实施工业4.0：智能工厂的生产自动化物流及其关键技术、应用迁移和实战案例》以工业4.0的首次应用为出发点，讨论了从经济角度上看比较重要的一些问题，并为成功实现工业4.0制定了一个计划。该作品最重要的一部分内容，同时也是进行投资的前提，即是以直观的实践案例来具体描述信息技术行业所面临的一些挑战和要求。该作品的主题包括从基础技术，到垂直和水平方向的融合，到信息物理系统以及人机交互等方面。

作者简介

　　工业和信息化部电子科学技术情报研究所（工信部电子一所），是工信部直属事业单位，已走过52年的发展历程，是工业和信息化领域支撑政府和行业管理决策的研究型智库。信息化研究与促进中心是电子一所的核心研究部门，致力于为中央及地方政府部门、中央企业、行业组织、研究院所、企业和服务机构等提供信息化领域战略性、前瞻性、基础性和实用型研究与决策支持服务，是工业和信息化部信息化工作的核心支撑单位，在国际情报跟踪与趋势分析、信息化战略规划、两化融合、互联网经济、物联网标识、智慧城市等领域进行了多年的深入研究和项目实践。

内页插图

目录

第一部分 引 言
第四次工业革命―价值创造的生产范例之路
从信息技术和自动化技术的视角看待挑战与要求

第二部分 应 用 案 例
工业4.0的实际应用
生产应用案例：从计算机集成制造到精益生产再到工业4.
可变的未来汽车制造生产体系
工业4.0在西门子（巴伐利亚州安贝格）电子工厂的实用案例
基于代理动态地重新配置互联智能生产设备――用进化取代革命
使工业4.0成为可能――流程工业的机遇和利益
智能工厂的理念和应用案例

第三部分 基 础 技 术
iBin-Anthropomatik创造了革命性的物流方案
从人驾驶运输系统到智能移动自动化平台
云端控制
高性能自动化技术把信息技术与生产联系起来
通过信息物理系统提高共同生产力
适应性的物流系统作为工业4.0的探路者
标准化水平与垂直通信：现状与前景
工业4.0―世界级选手的机遇与挑战
半导体工业中价值创造链的横向集成―机遇与挑战
基于社区云基础之上的更安全的工业4.0平台
信息技术安全和云计算Cloud Computing
安全：挑战和解决方法
智能生产，智能工厂中的人机通信
劳动者对信息物理生产系统的支持
人与工业4.0场景的融合
人机交互
工业4.0时代下的人机互动
数据挖掘与分析

第四部分 迁 移
可编程存储控制系统的自动化与信息技术的结合
从自动化金字塔到企业控制网络
工业4.0―准备就绪：向工业4.0加工迁移
第五部分 展 望
利用工业4.0的机遇
物流4.
工业4.0―原动力，前景，方法
索 引
编者与作者

前言/序言

前言　　2013年4月，在汉诺威工业博览会上决定设立工业4.0平台之后，工业4.0这一概念得到了迅速发展。在此期间，这一概念被广泛引用，但这同时也让它的内涵变得模糊不清。所以，编写一本阐述工业4.0核心要素的书籍就变得非常必要。本书将围绕工业4.0这一主题的方方面面，尤其是对工业4.0战略所能带来的效益进行阐释。对这一理念的研究不仅应该基于技术层面，还应该是市场驱动的，我们认为这一点非常重要。从制造业的利益角度出发，我们研究的首要问题是“工业4.0能给相关技术的使用者带来怎样的经济效益？”　　因此在引入主题之后，本书第二部分会着重讨论分析应用案例。我们的首要任务是通过应用案例展示工业4.0在实际应用中的潜力。在弄清楚主要问题与基本概念，以及从自动化技术角度对信息技术所面临的挑战与要求有了了解以后，各个行业对工业4.0战略的针对性使用才能得到较好的阐释。　　本书第三部分主要涉及一些基础技术和一个问题：“是哪些技术使得工业4.0成为可能？”同时会研究这些技术在特定基础技术中的情况。也会指出因达不到工业4.0基础技术所要求的条件（如安全性、关联性、标准化、费用）而出现的问题，并介绍一些旨在解决此类问题的研究活动。在最后，我们会解答“为什么提出的解决方案是明智的？”这一问题，同时说明其多种可能性。迁移情景及过程是本书第四部分的主题。这一部分主要描述了工业4.0背景下基础技术的变化过程及应用。在对初始状态的描述之后，我们会开始研究实际运用情景中可能遇到的挑战及在迁移框架下基础技术的应用。在这方面，与商业模型及年龄系统的研究、兼容性和第四次工业革命的范例，即开放性、实时性和安全性的相互联系发挥了重要的作用。　　在本书的第五部分，我们会从工业及研究的角度出发，探讨工业4.0的机遇及其应用的可能性。　　通过本书，我们想给读者提供这样一种可能性——让读者自己发掘出工业4.0背景下附加的个人施展空间。读者应该了解到：“这会给我带来什么？什么是真正的新东西？工业4.0的真正内涵是什么？哪些东西并不属于工业4.0这一概念？”拥有本书的读者应该学会评估与合理决策，知道哪些产品和解决方案是他们真正需要的，哪些挑战是他们能够利用手中现有资源克服的。除此之外，也有企业能够完全自发地重新塑造自己的商业模式及过程。所以，这些通向第四次工业革命可能的迁移方式是必不可少的。　　本书内容为2014年春季的情况。出版者希望在未来也提供一种框架，以继续书写第四次工业革命的历史。为此应该有一本《工业4.0手册》收录本书中的文章，并补充其他文章和主题，不断更新。与革命性主题相符，本书会有线上版与纸质版以供选择。这是考虑到未来几年中可能出现的巨大变革。《工业4.0手册》第一版预计会在2015年由施普林格出版社出版，并且会不断更新。　　·VI·　　本书编者按姓氏字母排序，所有的编者享有同等权利。在此我们要感谢所有参与编写本书的作者，感谢编辑及审校人员，同时也感谢出版社各位同仁给予我们的大力支持与帮助。另外，尤其要感谢我们的同事安德烈亚斯·比尔施泰因先生、布里吉特·施佩特博士、多萝特娅·庞特菲尔德女士、尤利娅娜·菲舍尔女士及苏珊·惠舍女士。他们在协调和组织方面的不懈努力保证了本书的按时出版。　　托马斯·鲍尔汉斯教授、工程学博士　　米夏埃尔·腾·洪佩尔教授、博士　　布里吉特·福格尔？霍尔泽教授、工程博士　　2014年2月

《智能制造的未来脉络：洞悉工业4.0的变革力量》 在瞬息万变的全球经济格局中，制造业正经历着一场前所未有的深刻变革。这场变革的核心驱动力，便是以数字化、网络化、智能化为标志的工业4.0浪潮。它不仅是对传统生产模式的颠覆，更是对整个价值链的重塑，预示着一个更高效、更灵活、更可持续的智能制造新时代的到来。本书将带您深入探索工业4.0的精髓，揭示其如何驱动生产、自动化和物流的革新，以及如何引领企业迈向智能化制造的未来。 第一章：工业4.0的起源与演进 工业4.0并非凭空出现，而是建立在信息技术（IT）和运营技术（OT）深度融合的坚实基础上。本章将追溯工业革命的历程，从蒸汽机的发明到大规模生产，再到信息技术的广泛应用，直至如今智能化时代的开启。我们将深入解析工业4.0的核心概念，例如“智能工厂”、“信息物理系统（CPS）”、“物联网（IoT）”、“大数据分析”、“云计算”以及“人工智能（AI）”等，并探讨它们如何相互关联，共同构建起工业4.0的宏大蓝图。理解工业4.0的演进脉络，有助于我们把握其发展规律，预见其未来的走向。 第二章：智能工厂的构建——核心要素与关键技术 智能工厂是工业4.0的核心载体。本章将详细阐述构建智能工厂所需的关键要素和前沿技术。我们将聚焦于以下几个方面： 信息物理系统（CPS）的深度集成： CPS是连接物理世界与数字世界的桥梁。我们将探讨CPS如何通过传感器、执行器、网络通信和计算能力，实现对生产过程的实时感知、分析、决策和控制。从车间机器的联网，到生产线的动态调整，CPS将赋予工厂前所未有的智慧。 物联网（IoT）在生产中的应用： 物联网打破了设备孤岛，实现了海量数据的互联互通。本章将展示IoT在设备状态监测、预测性维护、资产追踪、能源管理等方面的具体应用，如何通过数据驱动优化生产效率和降低运营成本。 大数据分析与人工智能（AI）的赋能： 海量生产数据蕴藏着巨大的价值。我们将解析大数据分析如何从复杂的数据集中提取有价值的洞察，用于优化生产流程、识别瓶颈、改进质量控制。同时，AI在模式识别、预测建模、自主决策等方面的应用，将进一步提升工厂的智能化水平，实现生产过程的自主优化和自适应调整。 增强现实（AR）与虚拟现实（VR）在操作与维护中的作用： AR/VR技术为操作人员提供了直观、沉浸式的体验。本章将探讨AR/VR如何在设备维修、人员培训、远程协作等方面发挥重要作用，提高工作效率和降低出错率。 机器人与自动化技术的协同演进： 传统的自动化正向更智能、更柔性的协作机器人（Cobots）和自主移动机器人（AMR）发展。我们将分析这些先进的自动化技术如何与人类协同工作，提高生产的灵活性和适应性。 数字孪生（Digital Twin）构建与应用： 数字孪生是物理实体在数字空间的精准映射。本章将深入讲解数字孪生的创建过程，以及其在模拟、测试、优化和预测性维护等方面的强大功能，为决策提供科学依据。 第三章：生产流程的智能化再造 工业4.0对生产流程的改造是全方位的。本章将深入剖析智能制造如何重塑传统的生产模式： 柔性化与个性化生产： 智能工厂能够根据市场需求的变化，快速调整生产计划和工艺流程，实现小批量、多品种甚至定制化生产。我们将探讨如何通过模块化生产线、智能排产系统和敏捷的供应链，满足客户日益增长的个性化需求。 预测性维护与状态监测： 告别被动维修，进入主动的预测性维护时代。本章将详细介绍如何利用传感器数据和AI算法，预测设备故障，提前进行维护，从而最大限度地减少停机时间，保障生产连续性。 质量的智能检测与追溯： 工业4.0技术能够实现生产过程的实时质量监控和精准追溯。我们将探讨如何利用机器视觉、传感器和区块链技术，确保产品质量，并在出现问题时快速定位原因。 能源效率与可持续生产： 智能工厂通过精细化的能源管理和过程优化，显著降低能耗，践行绿色制造理念。本章将展示如何利用IoT和数据分析，实现能源的优化分配和高效利用。 人机协作与智能劳动： 工业4.0并非要取代所有人类劳动，而是要实现人机协同，提升劳动者的价值。我们将探讨智能技术如何辅助人类完成更复杂、更具创造性的任务，并关注对未来劳动力技能的需求变化。 第四章：自动化技术的升级与演进 自动化是工业4.0的基础，但其内涵已发生根本性变化。本章将聚焦于自动化技术的智能化发展： 智能机器人与自主系统： 从固定轨迹的工业机器人，到能够自主导航、感知环境并与人类协同工作的协作机器人和自主移动机器人，自动化正变得越来越智能和灵活。我们将深入探讨其在装配、搬运、检测等环节的应用。 基于AI的视觉检测与识别： 机器视觉已成为实现自动化检测和识别的关键技术。本章将解析AI如何赋能视觉系统，使其能够进行高精度、高效率的产品缺陷检测、工件定位和场景理解。 自适应与自学习控制系统： 传统的自动化控制系统往往是预设的，而智能自动化系统能够根据实时数据和环境变化进行自适应调整和学习，从而优化控制效果。我们将探讨这些高级控制策略的应用。 自动化流程的端到端整合： 工业4.0强调的是系统性的自动化，将不同环节的自动化设备和服务进行无缝连接和协同，实现端到端的智能自动化流程。 第五章：智慧物流与供应链的变革 生产的智能化离不开物流与供应链的协同。本章将探讨工业4.0如何重塑物流与供应链： 数字化供应链的构建： 通过IoT、大数据和区块链技术，实现供应链的端到端可视化和透明化，实时追踪物料和产品流转，提高供应链的响应速度和韧性。 仓储与库存的智能化管理： 智能仓储系统利用机器人、自动化分拣和预测性库存管理，极大地提高仓储效率和准确性。本章将探讨AGV（自动导引车）、AMR（自主移动机器人）在仓储中的应用。 智慧交通与最后一公里配送： 自动驾驶技术、无人机配送以及优化的路线规划，正在革新交通运输和末端配送模式，提高效率并降低成本。 按需生产与敏捷供应链： 智能工厂与敏捷供应链的结合，使得企业能够根据实际需求进行生产和配送，减少库存积压，提高资金周转率。 绿色物流与可持续发展： 通过优化运输路线、减少包装、采用新能源车辆等方式，实现物流过程的环境友好和可持续发展。 第六章：关键技术在实践中的融合与应用（案例研究） 理论联系实际，方能知行合一。本章将精选一系列来自不同行业、不同规模的成功案例，深入剖析工业4.0的关键技术如何在实际生产、自动化和物流场景中得到有效融合与应用。我们将不仅仅是罗列案例，而是深入分析： 案例背景与挑战： 每个案例都将从企业面临的具体问题和转型需求出发。 技术选型与实施路径： 详细解读企业如何选择和部署工业4.0相关的技术，以及实施过程中遇到的挑战和解决方案。 效益分析与价值实现： 量化分析实施工业4.0后的经济效益、效率提升、质量改进等方面的影响。 经验教训与可迁移性： 提炼案例中的宝贵经验和可借鉴之处，为其他企业提供参考。 涵盖的行业领域： 汽车制造、电子信息、消费品生产、医药化工等，展示工业4.0的普适性。 第七章：工业4.0的挑战、机遇与未来展望 拥抱工业4.0，并非一蹴而就。本章将理性分析其面临的挑战，并展望其为企业带来的巨大机遇。 挑战分析： 包括技术投资、人才培养、数据安全、组织文化变革、标准与互操作性等方面的挑战。 机遇解读： 提高生产效率、降低运营成本、增强产品竞争力、开拓新商业模式、实现可持续发展等。 未来趋势预测： 工业5.0的萌芽、更加人性化的智能制造、AI在更深层次的应用、以及跨行业协同等。 企业转型策略： 为企业提供从认知到实践的转型路径建议，帮助企业制定符合自身情况的工业4.0战略。 结语 工业4.0的浪潮已然来临，它不仅是技术的革新，更是商业模式、组织架构和思维方式的深刻变革。本书旨在为您提供一个全面、深入的视角，帮助您理解工业4.0的核心价值，掌握实现智能制造的关键技术，并从中发掘企业转型升级的强大动力。通过学习本书，您将能够更好地把握行业脉搏，引领企业走向更加智能、高效、可持续的未来。

评分☆☆☆☆☆

这是一本极其有分量的工业4.0指南，它的标题就预示着其内容的丰富性和专业性。书中对“生产”、“自动化”和“物流”三个核心领域进行了深入的探讨，这三个方面恰恰是构建智能工厂的基石。我初步翻阅，就能感受到作者对工业4.0趋势的深刻洞察，以及对未来制造业发展方向的精准把握。它并非一本浅尝辄止的科普读物，而是力求为读者提供系统性的知识体系和实操性的指导。 我特别期待书中关于“关键技术”的详细讲解，比如如何利用物联网实现设备间的互联互通，如何通过大数据分析优化生产效率，以及如何运用人工智能实现智能化决策。这些技术是实现工业4.0的“硬实力”，也是企业转型的关键。更重要的是，书中还预留了“应用迁移”和“实战案例”，这表明作者不仅关注理论，更注重实践。我相信，通过对书中案例的学习，我能更直观地理解工业4.0如何在真实世界中落地生根，并从中汲取转型的灵感和方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的开篇就给我一种“干货满满”的感觉，作者显然是站在行业前沿，为读者提供了一个系统性的框架来理解工业4.0。我比较喜欢它对“生产”这个概念的重新定义，不再是传统的流水线模式，而是强调了柔性化、定制化以及对市场需求的快速响应。这一点对于当前竞争激烈的制造业来说至关重要。书中对自动化技术的阐述，也不仅仅局限于机器人，而是涵盖了从生产线上的智能传感器到车间整体的自动化管理系统，展现了自动化在工业4.0中的多层次应用。 物流环节的自动化和智能化处理，更是这本书的一大亮点。在当今全球化供应链日益复杂的背景下，如何实现高效、透明、可追溯的物流，直接关系到企业的成本控制和客户满意度。书中提及的智能仓储、自动驾驶运输车辆以及大数据驱动的路线优化等内容，都让我看到了未来物流的雏形。我很期待在后续章节中，能看到这些概念如何与实际应用相结合，特别是书中提到的“实战案例”，相信能为我提供宝贵的借鉴和启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常合理，循序渐进地带领读者走进工业4.0的世界。从宏观概念的介绍，到具体技术的解析，再到实际应用的探讨，逻辑清晰，条理分明。我特别欣赏作者在解释“关键技术”时，并没有仅仅罗列技术名词，而是深入浅出地阐述了它们在工业4.0中的作用和意义。例如，关于物联网，书中可能会详细介绍如何通过各种传感器连接设备，收集海量数据，从而实现对生产过程的实时监控和分析。 而对于大数据分析，作者很可能会阐述如何从这些海量数据中挖掘出有价值的信息，用于优化生产流程、预测设备故障、提升产品质量等。这种深入的解读，对于像我这样的读者来说，是极其宝贵的。我尤其看重的是书中提到的“应用迁移”，这意味着它不仅仅是技术介绍，更是关于如何将这些前沿技术成功应用到企业中的实践指南。这一点对于许多正在探索工业4.0转型的企业来说，具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

我被这本书的深度和广度深深吸引。它提供了一个全面的视角来审视工业4.0，不仅仅是技术堆砌，更是关于一种新的生产模式和商业逻辑的重塑。书中对“智能工厂”的描绘，让我看到了一个高度互联、数据驱动、自我优化的生产环境。从生产自动化到物流智能化，每一个环节都被赋予了新的意义和可能性。我预感，书中对于“关键技术”的论述，将是理解工业4.0背后的驱动力的关键。 无论是关于物联网如何构建工厂的神经系统，还是人工智能如何赋能决策过程，亦或是云计算如何提供强大的计算和存储能力，都将在书中得到详细的阐述。我非常期待的是，书中关于“应用迁移”的部分，它不仅仅是理论的延伸，更是指引企业如何在实际操作中落地工业4.0的路线图。而“实战案例”的引入，更是为这些理论和方法提供了真实的佐证，让我能够看到工业4.0在不同行业、不同规模企业中的具体实践和成效。

评分☆☆☆☆☆

这是一本关于智能工厂和工业4.0的巨著，篇幅详实，内容面包广泛。虽然我还没有来得及深入阅读每一个章节，但仅从其目录和开篇章节的浏览，我就能感受到作者在梳理工业4.0这一复杂概念方面的呕心沥血。书中对生产、自动化和物流这三个核心支柱的深度剖析，让我对“智能工厂”这个概念有了更清晰的认知。作者似乎并没有停留在理论的泛泛而谈，而是着力于将概念落地，从生产流程的智能化改造，到自动化技术的最新进展，再到物流环节如何实现数据驱动的优化，都进行了细致的探讨。 我尤其关注书中关于“关键技术”的部分，它触及了工业4.0实现的技术基础，例如物联网（IoT）、大数据分析、人工智能（AI）、云计算以及先进的机器人技术等等。这些技术的融合正是驱动智能工厂变革的核心动力。书中对这些技术的解释，我认为会是理解工业4.0的基石。同时，作者也预留了“应用迁移”和“实战案例”的空间，这让我对接下来的阅读充满了期待。我非常好奇，在实际的工业环境中，这些先进技术是如何被应用，又是如何解决企业面临的实际生产和物流难题的。

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好书！

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很喜欢，书很实用，一直想买的，终于买到了

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这是一本不错的书，虽然中国还是2.0

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不错，稍贵，但京东速度给力！

评分☆☆☆☆☆

因此在引入主题之后，本书第二部分会着重讨论分析应用案例。我们的首要任务是通过应用案例展示工业4.0在实际应用中的潜力。在弄清楚主要问题与基本概念，以及从自动化技术角度对信息技术所面临的挑战与要求有了了解以后，各个行业对工业4.0战略的针对性使用才能得到较好的阐释。

评分☆☆☆☆☆

用着不错！！