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编辑推荐

　　宝钢集团董事长徐乐江、红领集团董事长张代理、三一集团总裁唐修国、尚品宅配董事长李连柱、上银科技董事长卓永财、中国工程院院士林忠钦倾情推荐，国家信息化专家咨询委员会委员朱森第、美国密歇根大学教授倪俊作序并推荐。如何以较低成本满足用户定制化的需求？
　　如何使制造过程的信息透明化、更加高效、提升质量、降低成本和资源消耗和更有效的管理？
　　如何提供设备全生命周期的信息管理和服务，使设备的使用更加高效、节能、持久？
　　如何使人的工作更加简单，甚至部分代替人的工作，在提高生产效率的同事降低工作量？
　　如何实现全产业链的信息整合，使整个生产系统达到协同优化，增加生产系统变得更加动态和灵活，进一步提高生产效率和降低生产成本？
　　工业大数据则以分析这些问题为出发点，围绕它能够解决什么样的问题和为用户提供什么样的服务为价值。同时，工业大数据能够在横向与纵向环节的互联与在统一平台的信息共享，由此将资源利用与分析维度规模化、价值**化，进而能够**范围地面向各环节的用户进行应用服务的定制与按需分发，由此又可衍生出持续性服务共赢的模式。

内容简介

　　《工业4.0》是费尔达芬工业峰会——系统领导2030年的配套用书，主题思想是：从经济和科学的角度，深入探讨怎样才能使中欧工业到2030年仍能保持一个成功的全球生产基的地位。到2030年，互联网和其他服务联网的系统将使所有行业实现智能化，并取代传统的机械和机电一体化产品服务。本书每个章节都从非常特殊的角度表达了对工业4.0的独特看法，所有这些观点综合在一起可以为我们清淅地勾勒出目前工业产业发展所处岔路口的情形。
　　《工业4.0（实践版）：开启未来工业的新模式、新策略和新思维》作为德国联邦政府“高科技及创新战略”主要元素之一，针对未来的“工业4.0”项目将推进传统工业的信息化，如工业化生产。在物联网化的进程中，通过虚拟世界与实体世界的融合，建立虚拟—现实系统，实现在新时代下，技术流程与在德国的生产商业流程共同成长。德国经济与能源署（BMWi）开展的“工业4.0时代机械自动化”科技项目是“工业4.0”项目的一部分，而本书也因此得以出版。《工业4.0（实践版）：开启未来工业的新模式、新策略和新思维》概括展示了机械自动化及工业4.0背景下工作的未来导向，并指出科研领域、工业领域以及工作者即将面临的主要挑战、机遇和风险。本书所展示的发展趋势，为生产及自动化、机器人、虚拟工程、农机以及教学工厂等领域提供了解决方案范本。

目录

《工业4.0：即将来袭的第四次工业革命》
前言
第一章 工业4.0：通过系统生命周期管理（SysLM）控制工业的复杂性 乌尔里希.森德勒（Ulrich Sendler）
第二章 软件：工业的未来 鲁思沃（Siegfried Russwurm）
第三章 作为下一次工业革命基础的创新 格哈德.鲍姆（Gerhard Baum）
第四章 中小型机械制造业——系统开发也是灵活和高度创新的 霍尔格.伯切丁（Holger Borcherding）
第五章 使用基于模型的软件和系统工程作为一致性系统生命周期管理（SysLM）的元素 曼弗雷德.布罗伊（Manfred Broy）
第六章 系统生命周期管理平台上基于模型的虚拟产品开发 马丁.艾格纳（Martin Eigner）
第七章 数字化企业的目标：实现生产与产品研发的数字可视化　胡桉桐（Anton S.Huber）
第八章 作为高档汽车关键指标的连通性 马蒂亚斯.施通普弗勒（Matthias Stümpfle）和赫伯特.科勒（Herbert Kohler）
跋
《工业4.0（实践版）：开启未来工业的新模式、新策略和新思维》
推荐序一
推荐序二
前言
第1章 工业4.0时代到来，我们应该怎么办？
自动化及工业4.0时代的工作未来
工业4.0时代下的工作形态：过去的辉煌与未来的挑战
第2章 工业4.0时代，未来工作的展望
工业4.0背景下的工作——应用工作学协会的预期
未来的自动化之路
第3章 工业4.0时代，工业领域的机遇与挑战
另辟蹊径走向工业4.0——机遇及限制
机器人协同工作——愿景及现实
工业4.0时代的工作优化——农业技术视角
工作4.0时代技术发展及其应用
提升内部物流运输机器人自主程度——工业4.0时代技术发展及其应用
学习型工厂对工业4.0的意义
第4章 工业4.0的核心主题及发展战略
生产工作的发展前景
工业4.0大背景下的生产系统的实现
创新需要能人借助虚拟工程开创新的工作文化
通过人机团队的构建摆脱自动化的窘境
第5章 工业4.0的未来前景
人机互动合作下的工作系统构建——以机器人技术为例
工业4.0时代的工作导向——新视角及待解决问题

精彩书摘

　　《工业4.0》这本书是的主题思想是：从经济和科学的角度，深入探讨工业怎样才能使中欧工业到2030年仍能保持一个成功的全球生产基地的地位。
　　到2030年，互联网和其他服务联网的系统将使所有行业实现智能化，并取代传统的机械和机电一体化产品。我们必须清楚地认识到，在哪些领域，通过哪些产品和什么样的服务，可以使我们取得成功以及如何才能够做到这一点。
　　本书试图为这些问题给出一个答案。每个章节都从非常特殊的角度表达了对工业4.0的独特看法。所有这些观点综合在一起可以为我们清晰地勾勒出目前工业产业发展所处岔路口的情形。
　　1997 年， 我第一次来到中国， 这个我一直向往的神秘的土地， 开始了我在中国的任职。
　　这一年的6 月， 广州地铁一号线建成并投入试运营， 广州成为中国继北京、天津、上海之后， 第四个建有地铁的城市。11月， 举世瞩目的水利工程长江三峡大江截流成功。中国由净进口国成功转为净出口国， 制造业发展方兴未艾。
　　2002 年， 我再次回到中国任职。这时， 中国已经成功加入世贸组织， 这一历史性的事件给中国制造业， 尤其是与进出口相关的制造业带来了巨大而深远的影响。
　　而到2013 年， 当我第三次来到中国任职时， 中国已经成为了名副其实的制造业大国， 对世界制造业产值的贡献超过五分之一， 同时， 和其他国家一样， 中国也面临着全球化和金融危机的挑战。
　　中国制造业， 在以一种前所未有的速度发展及变化着———而它也是全球制造业的一个缩影。
　　纵观工业历史的发展长河， 从19 世纪初到今天， 人类经历了三次工业革命， 分别以蒸汽机的使用、流水线的出现和电子信息技术的使用为标志。如今， 数字制造技术越来越普及， 它正在对传统的生产方式和观念进行一场革命， 而这一次工业革命， 将引领我们走向“工业4． 0” 的时代。
　　在本书中， 各领域的专家已经对“工业4． 0” 时代的制造业做出了阐释， 我认为这些探讨和研究对于中国制造业发展意义重大。目前， 欧盟希望增加制造业在经济增长中所占的比例。在2020年前， 该比例从目前欧盟国家平均值的16％ 增加到20％； 英国希望通过“再工业化” 的新手段和新政策， 增加商业投资和交易量；美国则正在计划一场“工业复兴”， 颁布了全美制造业创新机制，探索各种可能， 试图回到以制造业为主体的经济模式上来。
　　在中国， 制造业正经历着从“中国制造” 到“中国创造” 的转型。政府颁布了许多令人振奋并前景大好的计划和政策， 投入了大量的投资和努力， 帮助中国的制造企业从劳动力密集型转变为知识及技术密集型。对于中国的制造企业来说， 他们不仅需要与国内的对手竞争， 还需要与来自再工业化的传统工业强国， 以及其他新兴的国际化对手竞争。
　　正如一句中国古诗所说： “欲穷千里目， 更上一层楼”， 我衷心地希望， 中国———这个我工作和生活了十年的国家， 能够博采众多先进制造业发展的理念与方法， 在下一轮工业革命中， 用全新的视野抓住机遇， 使中国制造业更上一层楼！
　　吴和乐博士
　　西门子（中国） 有限公司执行副总裁
　　兼工业业务领域总裁
　　《工业4.0（实践版）：开启未来工业的新模式、新策略和新思维》
　　推荐序一
　　近年来，全球制造业始终面临着转型升级和可持续发展的挑战。这一局面形成的原因是多方面的，包括劳动力老龄化和与此对应的根深蒂固的传统生产模式、全球制造业结构和形势的不断变革，以及智能技术领域的创新在生产环境中相对较慢的应用速度等。
　　“工业4.0”是德国联邦政府高技术战略工作组基于对制造业前景的预测而制定的前瞻性计划，试图呈现以信息物理系统（Cyber-Physical Systems， CPS，也有学者将其译为“信息物理融合系统”）为核心，引领第四次工业革命的全新生产体系。
　　在工业4.0时代，智能工厂将取代传统的生产设备，并生产智能产品。迈向工业4.0之路是循序渐进、不断演进的：许多基础技术仍然需要进一步发展，现存的制造业基础设施需要适应工业4.0时代的要求，建立有效的信息物理系统模型也需要新工具、新技术和新方法的大力支持。但只要与信息技术全面整合、具备先进分析和预测能力的工业4.0得以成功运用和实施，企业的全球竞争力将得以提高，本土制造业将得以恢复，全新的市场机遇将得以开创。
　　工业4.0转型中一个关键的问题是它对人们造成的影响。人们需要怎样与智能化的设备和系统进行合作以保障未来工业4.0环境下的生产活动有条不紊？对面临着人口老龄化的国家而言，这个问题极为关键，对于新兴经济体也同样至关重要。
　　本书阐述了人们在工业4.0环境下将受到怎样的冲击，以及技术如何将人类与未来的生产系统进行进一步整合等问题。我认为本书呈现的技术和案例可以使读者进一步理解人们在工业4.0转型中的角色变换。
　　李杰（Jay Lee）教授
　　美国俄亥俄州辛辛那提市，辛辛那提大学
　　推荐序二
　　马克思在研究英国工业革命时明确指出，生产力的改变不是革命，只有生产关系发生改变，才是革命。纵观其后发生的第二次、第三次工业革命，马克思的话犹如在耳，甚至到了所谓的工业4.0（也即第四次工业革命），生产力和生产关系的并行改变，仍然是一个不变的规律。
　　发生在英国的工业革命最典型的技术应用是机械化，这导致了车间的出现，同时也导致了工人阶层的出现；其后以电气化为代表的第二次工业革命，再次促使了车间的革命——出现了流水线作业，同时伴随的是职业经理阶层的出现；再到以信息化为代表的第三次工业革命，导致了分布式乃至全球化的工厂出现，全球化的分工也出现了，这个阶段出现了职业的投资阶层，硅谷是最为典型的代表。
　　即将到来的第四次工业革命也会遵循以上规律，大量的互联网技术被应用到生产制造过程，将导致智能制造的出现，工厂也将转变为智能工厂，正如马克思所讲，生产力的大幅提升之后，生产关系也会发生改变，在第四次工业革命期间，生产关系将发生什么改变呢？
　　机械工业出版社引进德国原版图书出版的《工业4.0》（实践版），探索性地回答了这个问题。通过社会技术视角，来自不同领域的专家深入分析了工业4.0时代的工作环境、工作内容以及工作方式等的改变，揭示了工业4.0时代的工作状态——这也是未来的工业常态。
　　工业4.0研究院研究成果显示，工业4.0具有高度自动化、高度信息化和高度网络化三大基本特征。从《工业4.0》（实践版）讨论的主题来看，工业4.0时代的自动化将导致工作形态发生改变，特别是企业工作者的角色和地位将发生较大的改变（见书中第2章），这要求新型工人拥有新的知识和技能，并能够与机器进行协作。不过，由于工业4.0时代的高度信息化，机器人协同工作（见书中第3章第2篇文章）将轻松达到，更由于互联网技术在生产制造领域的广泛应用，将更容易提高生产效率，形成学习型生产系统（见书中第3章第5篇文章）。
　　仅仅是车间的革命还不足以让我们认识到第四次工业革命带来的变革，按照德国工业4.0体系关于三大集成的论述，工业4.0研究院把它总结为工业4.0发展的三个阶段，分别为纵向集成、端到端集成和横向集成。
　　在工业1.0、2.0和3.0阶段，技术创新大都发生在车间，到了工业4.0时代，车间仍然是最先发生变化的地方，所谓纵向集成就是传统工厂边界内发生的技术革新，这也是德国企业西门子推出数字化工厂（Digital Factory）解决方案的商业理由，因为最容易满足企业升级改造需求的，毫无疑问是车间的数字化。而在探索工业4.0解决方案的三一重工和海尔等不同类型的制造企业，也把纵向集成作为变革的起点。
　　毫无疑问，在工业4.0时代，仅仅局限在车间的技术创新，不足以体现互联网技术对生产制造领域的影响。正如时下李克强总理提出的“互联网+”概念，互联网技术在生产领域的应用，将导致新的业态出现——目前主要体现为端到端集成的形态，具体可以考察的案例有苹果、小米、海尔和红领等企业，它们利用自己在产业链上的影响力或创新，实现了对供应链的集成，并利用手中的核心数据，介入到了电子商务服务环节。笔者对海尔互联工厂印象深刻，一直探索利用互联网力量的张瑞敏，似乎已经在正确的工业4.0道路上。
　　除了以上两种集成模式，还有跨越多条价值链的横向集成，这才是真正未来的制造业，按照工业4.0研究院提出的新工业价值生态概念，横向集成是互联网技术在生产制造领域的深入应用，同时也是社会生产力大大提升的阶段，在这个阶段，社会技术体系也会发生革命性的改变。细心的读者应该会发现，这也是《工业4.0》（实践版）一书中隐约提及的一个改变。
　　由于工业4.0时代的技术高度发达，大量机器人的应用实现了高度自动化，无所不在的计算（泛在计算）将导致高度信息化得以实现，加上真正的CPS（Cyber-Physical Systems，信息物理融合系统，也有学者将其译为信息物理系统）带来的高度网络化，传统意义上的工人、经理等角色将不复存在，工业4.0生产体系的自组织能力，将模糊工人和经理之间的界限，也许每个人都是生产者，每个人也同时是管理者，当然，每个人也可以给自己投资，成为一个“资本家”。
　　工业4.0的三大高度化特征合一就会实现所谓的智能化，笔者不清楚未来历史学家在描述工业4.0的时候，会不会把智能化作为这个时代的特征，也不清楚什么样的事件可以作为这个时代的代表，但笔者相信，生产力的大幅提升，新的生产关系出现，仍然会成为这个时代的特征。
　　读者在阅读《工业4.0》（实践版）的时候，如果把《工业4.0：即将来袭的第四次工业革命》（机械工业出版社2014年出版的一本德国引进图书）作为阅读的参考书，则可以更容易理解技术的变革和社会的变化相辅相成，推动历史的车轮不断前行，人类社会将发生巨大的改变，中国制造也将成为推动这个改变的一股不可忽视的力量。
　　胡权
　　工业4.0研究院院长兼首席经济学家
　　……

前言/序言

　　《工业4.0》这本书是费尔达芬工业峰会——系统领导2030年的配套用书，它的主题思想是：从经济和科学的角度，深入探讨工业怎样才能使中欧工业到2030年仍能保持一个成功的全球生产基地的地位。
　　到2030年，互联网和其他服务联网的系统将使所有行业实现智能化，并取代传统的机械和机电一体化产品。我们必须清楚地认识到，在哪些领域，通过哪些产品和什么样的服务，可以使我们取得成功以及如何才能够做到这一点。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 《工业大数据》工业4.0：一场不可见世界的竞争
　　工业4.0 （Industry 4.0），是德国政府和工业界定义的制造业的未来蓝图。德国人认为，18世纪机械制造设备的引入标志着“工业1.0”时代，20世纪初的电气化与自动化标志着“工业2.0”时代，20世纪70年代兴起的信息化标志着“工业3.0”时代，现在，人类正进入“工业4.0”时代，即实体物理世界和虚拟网络世界融合的时代。其中，所谓信息物理系统（Cyber-Physical System, CPS）是新一代工业革命的核心技术。诺伯特?维纳在1948年就提出的“控制论”（Cybernetics）是CPS技术的前身，现在为工业界广泛知晓的CPS则是美国国家科学基金会（NSF）在2006年正式提出的，是NSF重点资助的研究方向。德国工业4.0与美国CPS，究其核心要义，是传统制造业利用物联网（Internet of Things，IoT）和大数据分析 (Big Data Analytics) 进行的智能化转型。
　　然而，我们在谈到工业转型带来的变革时，往往容易看到其代表性的技术特征，而忽视促使其转型的最原始的驱动力，即对于新价值创造的永恒追求。如果说前三次工业革命从机械化、规模化、标准化和自动化等方面大幅度地提高了生产力，那么工业4.0与前三次工业革命最大的区别就在于：不再以制造端的生产力需求为起点，而是将用户端的价值需求作为整个产业链的出发点；改变以往的工业价值链从生产端向消费端、从上游向下游推动的模式，从用户端的价值需求出发提供定制化的产品和服务，并以此作为整个产业链的共同目标，使整个产业链的各个环节实现协同优化：这一切的本质是工业视角的转变。工业4.0的概念有三个支撑点：一是制造本身的价值化，不仅仅是做好一个产品，还要将产品生产过程中的浪费降到最低，实现设计、制造过程与用户需求相配合；二是让系统在制造过程中根据产品加工状况的改变自动进行调整，在原有的自动化基础上实现系统的“自省 (Self-Aware)”功能；三是在整个制造过程中实现零故障、零隐患、零意外、零污染，这就是制造系统的最高境界。
　　在现今的制造系统中，存在着许多无法被定量、无法被决策者掌握的不确定因素，这些不确定因素既存在于制造过程中，也存在于制造过程之外的使用过程中。前三次工业革命主要解决的都是可见的问题，如避免产品缺陷、避免加工失效、提升设备效率和可靠性、避免设备故障和安全问题等。这些问题在工业生产中由于可见、可测量，往往比较容易加以避免和解决。不可见的问题通常表现为设备的性能下降、健康衰退、零部件磨损、运行风险升高等。这些因素由于其很难通过测量被定量化呈现，往往是工业生产中不可控的风险，大部分可见的问题都是这些不可见的因素积累到一定程度后造成的。因此，工业4.0的关注点和竞争点是这些不可见因素的避免和透明呈现。
　　工业4.0的另一个特点就是制造过程和制造价值向使用过程的延伸，不仅仅关注将一个产品制造出来，还应该关心如何去使用好这个产品，实现产品价值的最大化。产品的创新和价值的创造不再仅仅以满足用户可见的需求为导向，而且要利用用户的使用数据创建使用情景模拟，从情景模拟中找到用户需求的缺口（GAP），这些缺口我们称之为“不可见的需求”，对此即便是用户自己都很难意识到。例如，买汽车的人都会提出省油的需求，各家汽车制造商因此致力于改进车型和发动机让车子更加省油，却很少去关注用户的驾驶习惯对于油耗的影响。同时，驾驶习惯对于用户而言也是不可见的，因此不会有用户要求汽车具备管理驾驶行为的功能。由此可见，工业4.0时代的市场竞争会从以往满足客户可见的需求向寻找用户需求的缺口转变。以往我们将产品卖给客户之后就几乎到达了生产价值链的终点，然而工业4.0时代将价值链进一步延伸：以产品作为服务的载体，以使用数据作为服务的媒介，在使用过程中不断挖掘用户需求的缺口，并利用数据挖掘所产生的信息为用户创造价值。
　　我们不妨以汽车为例做一个大胆的预测，在未来的工业4.0时代，人们去4S店选车不再仅仅选择车型、颜色和内饰等定制化特征，而且用户还可以在一辆布满传感器的车内进行试驾，当用户坐上驾驶座椅时，传感器会自动记录整个座椅上的压力分布，一款符合用户身形和坐姿习惯的座椅就自动设计完成了；在用户开车过程中，汽车内部的传感器自动记录用户的驾驶动作，进而预测用户的驾驶习惯，一套兼顾驾驶操作体验和舒适性的动力系统和控制系统即被自动匹配完成；在用户驾驶汽车的过程中，汽车能够自动识别用户驾驶习惯的改变，提醒用户驾驶习惯的变化对于能耗和剩余里程的影响；在上下班高峰期，汽车能够通过海量的交通数据预测出未来一段时间内可能通过道路的拥堵情况，并为用户推荐最佳行驶路径；在驾驶过程中汽车还可以记录路面的平整度，这些数据首先在系统内被分享，提醒后面的驾驶者减速驶过一段坑洼的路面，随后被发送给市政管理部门，第二天再经过相同路段时发现坑洼的路面已经被修补好了。用户到家之后，可以通过手机或是网页查看一天的驾驶记录，不同驾驶模式下的能耗情况一目了然，可以与社区内的其他用户比一比谁更加节能环保，同时系统还提供了相应的驾驶习惯改善建议。此外，用户还能查看汽车的健康状态报告，各个关键部件的健康状况、衰退情况和故障风险一目了然，与之相匹配的维护保养建议也被自动提供，网上 工业大数据套装（买3赠1套装共4册，工业4.0+工业4.0实践版+工业大数据+附赠核心冲突） 电子书 下载 mobi epub pdf txt

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