德國工業(yè)4.0大全第4卷:技術(shù)應(yīng)用(原書第2版)
定 價:79 元
叢書名:工業(yè)控制與智能制造叢書
- 作者:[德]比吉特·沃格爾―霍伊澤爾(Birgit Vogel-Heuser)等
- 出版時間:2019/6/1
- ISBN:9787111623588
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:F451.664
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:32開
本書匯集了工業(yè) 4.0 在生產(chǎn)、自動化和物流技術(shù)中具有長期的可持續(xù)性發(fā)展意義重要成果:IT 和自動化技術(shù)的挑戰(zhàn)、西門子電氣車間工業(yè) 4.0 生成系統(tǒng)、從無人駕駛到智能自動化移動平臺、智能工廠中人機(jī)通訊的智能生產(chǎn)、人機(jī)交互技術(shù)。
2014年本套“德國工業(yè)4.0大全 第1~4卷”的第1版出版,名為《Industrie 4.0 in Produktion,Automatisierung und Logistik》(Bauernhansl,ten Hompel,Vogel-Heuser),在工業(yè)4.0領(lǐng)域的專業(yè)文獻(xiàn)上邁出了重要的一步。但是,我們清楚地認(rèn)識到,一本一直保持不變的書不能符合當(dāng)前技術(shù)快速發(fā)展的要求。因此,我們決定從第2版開始把第1版分為4卷,以建立一個德國工業(yè)4.0的框架。工業(yè)4.0如今在世界范圍內(nèi)被廣泛討論并付諸實(shí)踐。本套書由一篇篇獨(dú)立的關(guān)于工業(yè)4.0在生產(chǎn)、物流和自動化領(lǐng)域中的課題文獻(xiàn)組成。
第2版不僅對第1版的文獻(xiàn)進(jìn)行了修訂,還在以下方面增加了許多新的文獻(xiàn):
價值生成的數(shù)字化
工業(yè)4.0中的自動化應(yīng)用場景
信息物理系統(tǒng)的運(yùn)行
工業(yè)4.0中的工程應(yīng)用
自動化中的縱向和橫向集成
工業(yè)4.0中的數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析及其法律問題
工業(yè)4.0中的人與機(jī)器之間的相互作用
作為信息物理系統(tǒng)一部分的智能電荷載體
工業(yè)4.0中的物料搬運(yùn)技術(shù)
具有工業(yè)4.0功能的工業(yè)卡車
工業(yè)4.0系統(tǒng)中的混合服務(wù)
工業(yè)4.0中的物流系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行器
工業(yè)4.0中的物流系統(tǒng)的管理
為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)容上的全面擴(kuò)展,我們組織了來自科學(xué)界和工業(yè)界的眾多專家作為撰寫團(tuán)隊(duì),從科研和實(shí)踐的角度來準(zhǔn)備主題內(nèi)容,就像第1版所做的那樣。只有從這兩個角度闡述、討論和解決問題,才能得出我們的觀點(diǎn),展現(xiàn)出邁向工業(yè)4.0愿景的遷移路徑。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,已涌現(xiàn)出許多成功的應(yīng)用案例。從這個意義上講,本書是一本可以作為研究人員、制造業(yè)從業(yè)人員和學(xué)生的參考書,而對于所有想從事這些令人興奮的課題的讀者,本書也會有所幫助。
我們感謝所有的作者、出版商、編輯團(tuán)隊(duì)和所有為此書做出貢獻(xiàn)的人。特別感謝Springer出版社的Sigrid Cuneus以及我們的同事Andreas Bildstein和Sascha Feldhorst,他們堅(jiān)持不懈的組織和協(xié)調(diào)工作,奠定了將浩繁的技術(shù)積累轉(zhuǎn)化為本書的基礎(chǔ)。
Birgit Vogel-Heuser
Thomas Bauernhansl
MichaeltenHompel
2016年4月
比吉特•沃格爾-霍伊澤爾(Birgit Vogel-Heuser),工程博士、教授,德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)自動化和信息系統(tǒng)教席主任。
托馬斯•保爾漢森(Thomas Bauernhansl),工程博士、教授,德國斯圖加特大學(xué)工業(yè)制造和工廠管理(IFF)研究所所長、德國弗勞恩霍夫制造技術(shù)與自動化研究所所長,以及聯(lián)邦政府工業(yè)4.0平臺戰(zhàn)略策劃組成員、工業(yè)4.0聯(lián)盟的執(zhí)行主席。
邁克爾•騰•洪佩爾(Michael ten Hompel),工程博士、教授,弗勞恩霍夫物流和供給技術(shù)(GF)研究所所長、弗勞恩霍夫軟件和系統(tǒng)技術(shù)(ISST)研究所所長,以及德國多特蒙德大學(xué)材料搬運(yùn)和倉儲技術(shù)(FLW)教席主任、國家工業(yè)4.0平臺顧問委員會成員。
譯者序
前言
第1章 第四次工業(yè)革命 …… 1
1.1 工業(yè)競爭加劇及生產(chǎn)日趨復(fù)雜的原因 …… 1
1.2 從分形的復(fù)雜性介紹產(chǎn)生智能工廠 …… 10
1.3 信息物理系統(tǒng)改變工廠規(guī)劃和運(yùn)轉(zhuǎn)方式 …… 15
1.4 實(shí)時服務(wù)和一切皆服務(wù)是新生產(chǎn)關(guān)鍵的原因 …… 22
1.5 第四次工業(yè)革命中市場推動遷移的成功 …… 28
1.6 總結(jié) …… 31
1.7 參考文獻(xiàn) …… 31
第2章 信息技術(shù)和自動化技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)和需求 …… 34
2.1 引言 …… 34
2.2 CPS為“工業(yè)4.0”帶來了哪些可能 …… 35
2.3 信息物理系統(tǒng)必須為“工業(yè)4.0”做些什么 …… 37
2.4 參考文獻(xiàn) …… 45
第3章 工業(yè)4.0生產(chǎn)案例 …… 47
3.1 安貝格電子工廠(EWA) …… 47
3.2 生產(chǎn)自動化 …… 53
3.3 人機(jī)交互 …… 59
3.4 生產(chǎn)中工作站的自動信息流 …… 62
3.5 數(shù)據(jù)挖掘 …… 64
3.6 吸取教訓(xùn)繼續(xù)前進(jìn) …… 66
第4章 實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0 …… 69
4.1 摘要 …… 69
4.2 制造業(yè)中工業(yè)4.0的基礎(chǔ) …… 69
4.3 應(yīng)用場景“工藝流程中的數(shù)據(jù)綜合” …… 72
4.4 設(shè)備制造商的觀點(diǎn) …… 73
4.5 技術(shù)和解決方案 …… 76
4.6 參考文獻(xiàn) …… 82
第5章 從無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)到智能移動自動化平臺 …… 83
5.1 摘要 …… 83
5.2 當(dāng)今的無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng) …… 84
5.3 工業(yè)4.0背景下無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn) …… 87
5.4 移動自動化平臺的最新進(jìn)展 …… 90
5.5 移動性—自動化系統(tǒng)的新潛力 …… 94
5.6 參考文獻(xiàn) …… 96
第6章 自適應(yīng)物流系統(tǒng)作為工業(yè)4.0的先行者 …… 98
6.1 自適應(yīng)物流之路 …… 98
6.2 未來物流的創(chuàng)新技術(shù) …… 99
6.3 人作為信息物理物流系統(tǒng)的參與者 …… 112
6.4 工業(yè)4.0下的物流—人與機(jī)器的智能合作 …… 124
6.5 參考文獻(xiàn) …… 125
第7章 價值鏈在半導(dǎo)體行業(yè)中的橫向整合 …… 128
7.1 半導(dǎo)體行業(yè)價值網(wǎng)絡(luò)的特性 …… 128
7.2 一體化價值創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn) …… 131
7.3 橫向整合的機(jī)遇與挑戰(zhàn) …… 134
7.4 總結(jié)與展望 …… 136
7.5 參考文獻(xiàn) …… 136
第8章 信息技術(shù)的安全和云計(jì)算 …… 137
8.1 引言 …… 137
8.2 對云系統(tǒng)的要求 …… 144
8.3 解決方案和研究需求 …… 156
8.4 總結(jié)與展望 …… 166
8.5 參考文獻(xiàn) …… 168
第9章 智能生產(chǎn)、智能工廠中的人機(jī)通信 …… 171
9.1 人在未來生產(chǎn)中的角色 …… 171
9.2 來自一個智能工廠的示例場景 …… 181
9.3 在生產(chǎn)中為功能性載體提供信息 …… 186
9.4 不同機(jī)械裝置中的生產(chǎn)信息集成 …… 191
9.5 參考文獻(xiàn) …… 204
第10章 人機(jī)交互 …… 205
10.1 引言 …… 205
10.2 人機(jī)交互技術(shù)的現(xiàn)狀 …… 206
10.3 技術(shù)需求和尚未解決的研究問題 …… 209
10.4 當(dāng)前的研究方法 …… 215
10.5 新應(yīng)用場合 …… 218
10.6 參考文獻(xiàn) …… 220
第11章 “工業(yè)4.0”時代的人機(jī)交互 …… 222
11.1 引言 …… 222
11.2 信息物理世界的表現(xiàn)形式 …… 225
11.3 信息物理世界的互動形式 …… 227
11.4 移動的、對環(huán)境敏感的用戶界面 …… 229
11.5 適應(yīng)性的、學(xué)習(xí)型的輔助系統(tǒng) …… 233
11.6 “工業(yè)4.0”用戶界面的研發(fā)范例 …… 236
11.7 跨生產(chǎn)商和平臺的用戶界面的開發(fā) …… 237
11.8 總結(jié) …… 240
11.9 參考文獻(xiàn) …… 240
第12章 把握工業(yè)4.0的機(jī)遇 …… 242
12.1 引言 …… 242
12.2 第四次工業(yè)革命 …… 243
12.3 德國經(jīng)濟(jì)地位的機(jī)遇 …… 246
12.4 智慧數(shù)據(jù)及智能服務(wù) …… 248
12.5 挑戰(zhàn):可接受性 …… 250
12.6 結(jié)論 …… 252
12.7 參考文獻(xiàn) …… 253
第13章 物流4.0 …… 255
13.1 引言 …… 255
13.2 物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域的愿景 …… 255
13.3 規(guī)劃4.0及領(lǐng)導(dǎo)決策層和執(zhí)行決策層的分離 …… 257
13.4 供應(yīng)鏈管理4.0或標(biāo)準(zhǔn)化未來的困境 …… 259
13.5 工業(yè)管理4.0—從自我控制到自我設(shè)計(jì)(即自我組織) …… 262
13.6 人與物流4.0—工業(yè)4.0后的“社交網(wǎng)絡(luò)化工廠”的愿景 …… 265
13.7 參考文獻(xiàn) …… 266
第14章 工業(yè)4.0的原動力、前景、方法 …… 267
參考文獻(xiàn) …… 278