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智慧企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網平臺開發(fā)與創(chuàng)新 本書重點闡述如何搭建邁向智慧企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網數(shù)字化架構,如何在這一架構上規(guī)劃企業(yè)數(shù)字化轉型的技術路線,以及制造企業(yè)如何運用工業(yè)互聯(lián)網技術,在數(shù)字化產品、數(shù)字化制造、數(shù)字化服務三個領域中進行轉型與創(chuàng)新。全書的內容涉及物聯(lián)網、工業(yè)4.0、CPS、大數(shù)據、數(shù)字化雙胞胎、數(shù)字化主線、大規(guī)模定制、數(shù)字化供應鏈、分布式制造、人工智能與機器學習、預測性維護、制造向服務轉型等多項技術的探討和應用。 本書從業(yè)務和管理的視角展開,對實踐案例和產業(yè)進行深度分析,為讀者開展工業(yè)互聯(lián)網項目規(guī)劃、設計和實踐提供借鑒。全書內容翔實、邏輯流暢、可讀性強。 ◆ 推薦序1◆ 工業(yè)互聯(lián)網驅動的數(shù)字化智能轉型正進入一個新的發(fā)展階段,從理念倡導、架構設計、先行者探索逐步擴展到產業(yè)界更廣領域、更寬范圍、更深程度的應用實踐。然而,對于每個行業(yè)、每個企業(yè)而言,工業(yè)互聯(lián)網可能仍然是一個新的意義多元的概念,也可能仍然意味著不同的理解、不同的痛點、不同的目標、不同的價值、不同的挑戰(zhàn)。工業(yè)互聯(lián)網與現(xiàn)有信息化系統(tǒng)是何關系,工業(yè)互聯(lián)網與傳統(tǒng)工業(yè)的業(yè)務流程如何有效結合,工業(yè)互聯(lián)網平臺如何真正發(fā)揮作用,企業(yè)如何落地實施,又如何最終實現(xiàn)商業(yè)價值,這仍是當前面臨的突出問題。彭俊松博士此前關于工業(yè)數(shù)字化轉型已有多部佳作,本書是作者的最新思考,針對當前發(fā)展熱點工業(yè)互聯(lián)網及工業(yè)互聯(lián)網平臺,從理論和實踐上給出了自己的答案,如書中所指出的,工業(yè)互聯(lián)網是IT/OT融合下的企業(yè)新一代數(shù)字化整體架構 工業(yè)互聯(lián)網架構的特點是數(shù)字和流程混合驅動,系統(tǒng)的理論闡述再加上對大量全球實踐案例的深度剖析,相信本書對于我國工業(yè)互聯(lián)網及其平臺的發(fā)展與探索具有很好的參考和借鑒意義。 余曉輝 工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟 秘書長 中國信息通信研究院 總工程師 ◆ 推薦序2◆ 彭博士的這本新書,以深入探究的精神和多年的實踐,為我們搭建了一個理解工業(yè)互聯(lián)網的完整框架,并從業(yè)務和技術角度,剖析了打造智慧企業(yè)、建設工業(yè)互聯(lián)網的理論和實踐。中國企業(yè)正處于攻堅克難的關鍵期,急需深入理解領先國家的發(fā)展模式的精髓,從而在智能時代找到屬于自己的真正價值。我相信各位企業(yè)家朋友能從這本書中得到耳目一新、卻又合情合理、絲絲入扣的解答。 吳曉波 著名財經作家 吳曉波頻道創(chuàng)始人 ◆推薦序3◆ 中國制造業(yè)大而不強,面臨從價值鏈的低端向中高端、從制造大國向制造強國邁進,在創(chuàng)新能力、質量、產業(yè)優(yōu)化升級、工業(yè)基礎、工業(yè)數(shù)字化水平等方面亟待提升。此外,中國制造業(yè)又受到兩頭擠壓,發(fā)達國家目前提倡再工業(yè)化和制造業(yè)回歸,新興發(fā)展經濟體又以低成本給中國制造業(yè)帶來極大壓力。與此同時,新一代的信息通信技術快速發(fā)展并且與制造業(yè)深度融合,給中國制造業(yè)升級帶來了歷史性機遇。工業(yè)APP正是信息技術與工業(yè)技術深度融合的重要手段,發(fā)揮著推動中國制造業(yè)升級的基礎和關鍵作用。 本書明確指出,要創(chuàng)造一流的產品,必須以各專業(yè)領域的工業(yè)技術、知識和方法做支撐,它們才是企業(yè)的核心競爭力。工業(yè)APP是承載工業(yè)知識和經驗、滿足特定需求的工業(yè)應用程序,它將工業(yè)技術知識和方法模型化、模塊化、標準化和軟件化,高效地實現(xiàn)工業(yè)技術知識驅動產品的創(chuàng)新開發(fā)和制造。通過知識驅動來帶動中國制造業(yè)升級,這是本書的基本出發(fā)點。 本書創(chuàng)造性地引入系統(tǒng)工程方法,應用系統(tǒng)思維來認識和研究工業(yè)APP以及工業(yè)APP生態(tài),從工業(yè)APP的本質出發(fā),詳細闡述了工業(yè)APP的定義、特征,并對相關概念進行了詳細辨析,這有助于我們清晰地認識和了解工業(yè)APP。尤其是對工業(yè)APP生命周期流程的描述,第一次系統(tǒng)性地闡述了工業(yè)APP的開發(fā)、應用以及相關使能環(huán)境,對工業(yè)APP開發(fā)以及工業(yè)APP生態(tài)環(huán)境建設具有重要的指導意義。工業(yè)APP需要比較完整的生態(tài)支撐才能發(fā)揮更大的價值,本書以政策牽引為核心,構建工業(yè)APP生態(tài)建設模型,在不同參與主體、生態(tài)基礎建設、使能環(huán)境以及策略等方面,無不體現(xiàn)系統(tǒng)性思維,這為工業(yè)APP生態(tài)建設以及工業(yè)APP培育工程落地提供了最有價值的參考。 很欣慰能從本書的應用案例中了解到工業(yè)APP在航天、航空發(fā)動機等領域的應用,及其產生的重大、積極的效果和價值。就我所了解到的情況,航天領域的很多科研院所已經開展了多方面的工業(yè)APP的研發(fā)與應用,這些應用都帶來了明顯的價值。知識驅動制造一直是所有工程人員孜孜以求的,工業(yè)APP讓知識驅動設計知識驅動生產知識驅動管理知識驅動運維成為現(xiàn)實。工業(yè)APP在工業(yè)領域的廣泛應用將帶來產品研制效率和質量的提升,更重要的是將更多的高技術、高技能人才從事務性和重復性的工作中解放出來,這必將帶來一次基于知識創(chuàng)新的爆發(fā),并帶動中國制造業(yè)升級,完成由大到強的蛻變。 期望本書為推動我國工業(yè)APP技術、產業(yè)與應用的發(fā)展做出積極的貢獻。 李伯虎 中國工程院院士 2019年1月31日 ◆序◆ 一、制造業(yè)正在進入關鍵指標指數(shù)級增長的年代 近年來,隨著以物聯(lián)網、大數(shù)據和人工智能為代表的一大批數(shù)字化技術廣泛和深入的應用,制造業(yè)終于開始走出長期以來在效率、成本、質量等方面緩慢改善的歷史,進入指數(shù)級增長的新時代。工業(yè)互聯(lián)網這一誕生不久的新名詞成為在制造業(yè)中綜合應用這些數(shù)字化技術的整合性概念,并得到了廣泛的宣傳和推動。 如圖1所示,根據凱捷(Capgemini)數(shù)字化轉型研究機構在2017年的分析,以制造業(yè)為例,從1990年開始到2017年,憑借學習曲線效應和不間斷的技術改進,包括信息技術的貢獻在內,制造業(yè)每年在各個關鍵指標上提高和改善的速度,無論是總生產率、人工成本、物流與運輸成本、資金與庫存成本,還是質量、按時交貨,均停留在千分之四到七左右的水平。 奇跡發(fā)生在接下來的五年。凱捷認為,在數(shù)字化技術的推動下,這些指標的改進速度將會有7~13倍的大幅增長。以總生產率這一指標為例,在1990年到2017年長達27年間,制造行業(yè)在這個關鍵指標上平均只提高了22%左右;但是在接下來的5年里,將會再提高34%也就是說,我們在接下來5年里取得的增長是過去27年里增長的1.5倍還要多。無疑,以制造業(yè)為代表的傳統(tǒng)行業(yè)在數(shù)字化轉型的推動下,即將進入一個指數(shù)級增長的年代。而毫無疑問,集眾多數(shù)字化技術于一體的工業(yè)互聯(lián)網就是把握這個增長機會的抓手。 圖1 傳統(tǒng)行業(yè)即將進入指數(shù)級增長的年代 SAP認為,工業(yè)互聯(lián)網從本質上來說是IT/OT融合的新一代企業(yè)數(shù)字化整體架構,是對企業(yè)傳統(tǒng)IT架構的一次徹底轉變。企業(yè)打造工業(yè)互聯(lián)網的過程是一個運用數(shù)字化技術對業(yè)務進行創(chuàng)新、對戰(zhàn)略進行賦能的過程,將使企業(yè)的商業(yè)模式和業(yè)務流程產生巨大的變革。將工業(yè)互聯(lián)網的建設與傳統(tǒng)的信息化建設相比較,兩者既有密切的聯(lián)系和相似性,又在規(guī)劃方法、系統(tǒng)架構、實施過程和價值實現(xiàn)等方面存在區(qū)別和不同。在當下中國企業(yè)紛紛準備或已經投身于工業(yè)互聯(lián)網建設時期,我們需要不斷地對工業(yè)互聯(lián)網的理論、方法和技術進行深入研究,才有可能收到預期效果。 目前,市場上關于工業(yè)互聯(lián)網的書籍大多數(shù)都是從宏觀的角度出發(fā),介紹為什么要打造工業(yè)互聯(lián)網(Why),以及實現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網之后的前景(What)。而關于企業(yè)應如何一步步建設工業(yè)互聯(lián)網(How),則少有書籍涉及。本書沒有在Why和What上花費過多筆墨,而是重點關注How,針對中國企業(yè)在打造工業(yè)互聯(lián)網時普遍面臨的一些課題進行深入剖析,從業(yè)務和技術兩個方面深入淺出地介紹和總結領先企業(yè)在每個課題上的理解、進展和實現(xiàn)手段,并結合相關案例進行詳盡分析,務必使得讀者掌握相關的知識和技能。 伴隨著一輪又一輪新的數(shù)字化技術的誕生和推廣,企業(yè)不斷看到工業(yè)互聯(lián)網背后強大的創(chuàng)新能力,從而迫不及待地希望立即使用它們。在開源技術日益流行的今天,人們很容易獲得免費的軟件、平臺和算法,以幫助搭建自己的創(chuàng)新應用,并沉浸在新架構和新技術之美所帶來的滿足感之中。但是,人們在看到這些新技術的創(chuàng)新能力的同時,也常常會忽視或低估其背后存在的一些需要解決的問題。我們需要清醒地認識到,建設全新的企業(yè)數(shù)字化架構會帶來一系列的技術不確定性和挑戰(zhàn)。我們不能寄希望于讓每家制造企業(yè)都成為專業(yè)的軟件企業(yè)并進行重復開發(fā),不僅是因為這不符合社會化專業(yè)分工的集約化規(guī)律,而且因為數(shù)字化技術的引入會使得企業(yè)的工業(yè)App復雜度大大提高,而這兩點恰巧就是商品化軟件存在的價值。有鑒于此,彭博士在書中結合了SAP在2017年推出的數(shù)字化創(chuàng)新系統(tǒng)Leonardo以及2018年推出的智慧企業(yè)解決方案,希望讓廣大讀者了解SAP如何將最新的數(shù)字化技術以商品化軟件的方式推向市場,從而加快企業(yè)建設工業(yè)互聯(lián)網的速度,同時降低建設風險。 二、SAP的創(chuàng)新之旅與中國市場 作為全球最大的企業(yè)應用軟件供應商,面對著數(shù)字化轉型時代不斷涌現(xiàn)的熱點,SAP必須對自己的產品不斷進行創(chuàng)新。SAP先后推出了一系列數(shù)字化產品,及時跟上了市場的熱點和節(jié)拍。 近年來,中國市場的發(fā)展保持了與全球數(shù)字化創(chuàng)新技術高度同步的節(jié)奏和速度。中國已成為SAP緊跟數(shù)字化時代潮流,與客戶密切合作、共同創(chuàng)新的重要市場。 2012年,維克托·舍恩伯格的《大數(shù)據時代》一書的中文版發(fā)行,引發(fā)了國內的大數(shù)據熱。就在2011年,SAP也首次成功推出了高性能分析應用軟件HANA(High-Performance Analytic Appliance),拿到了進入大數(shù)據市場的門票。當2015年國家大數(shù)據戰(zhàn)略被列入十八屆五中全會公報的時候,以HANA為核心的SAP大數(shù)據平臺及應用已經成為市場上領先的產品。 2013年,德國政府正式對外提出了工業(yè)4.0,并積極與中國政府開展合作。2015年,中國政府也相應地提出了中國制造2025,計劃用10年時間成為世界制造強國。2016年,中國政府發(fā)布智能制造發(fā)展規(guī)劃(20162020年),計劃到2020年在傳統(tǒng)制造業(yè)重點領域基本實現(xiàn)數(shù)字化制造。而在同一時間段,2012年,SAP成功地推出了SAP HANA云,進入平臺即服務(Platform-as-a-Service,PaaS)領域;并在2015年又推出了S/4 HANA和HANA云平臺物聯(lián)網;2016年,SAP推出整合了物聯(lián)網與數(shù)字化供應鏈的解決方案。這些產品讓SAP在中國的智能制造領域有了堅實和領先的方案基礎。 2015年,中國政府還提出了互聯(lián)網 (Internet Plus)行動計劃,試圖推動移動互聯(lián)網、云計算、大數(shù)據、物聯(lián)網等技術與現(xiàn)代制造業(yè)的結合,促進電子商務、工業(yè)互聯(lián)網和互聯(lián)網金融的健康發(fā)展。而在此之前的2012年、2013年和2014年,SAP密集地收購了SuccessFactors、Ariba、Hybris、Concur、Fieldglass等產品,獲得了B2C和B2B的電子商務能力,并建立了全球最大的商業(yè)網絡云,加上2015年S/4 HANA的誕生,使得SAP成為在中國全面推動互聯(lián)網 的領先IT廠家。 2017年,在中國政府提出《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,以及《關于深化互聯(lián)網 先進制造業(yè)發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網的指導意見》,結合實施中國制造2025和互聯(lián)網 ,加快建設和發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網,促進新一代信息技術與制造業(yè)深度融合的時候,SAP又及時推出了SAP Leonardo,整合了物聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能、區(qū)塊鏈、數(shù)據智能和分析等技術,定義了數(shù)字化創(chuàng)新系統(tǒng),以迎接人工智能時代的到來和工業(yè)互聯(lián)網的巨大市場空間。 進入2018年,在兩會上,中國政府強調了運用最新的數(shù)字化技術,在建設制造強國、推動實體經濟轉型升級過程中發(fā)揮重要的作用。緊接著,工信部推出了《工業(yè)互聯(lián)網App培育工程實施方案(20182020年)》,推動企業(yè)基于云平臺和工業(yè)App庫開發(fā)專業(yè)化應用軟件。與此同時,SAP推出了C/4 HANA,并在中國正式落地S/4 HANA Cloud,為工業(yè)互聯(lián)網的App提供豐富的來源。在同年舉辦的藍寶石大會上,SAP正式宣布了智慧企業(yè)(Intelligent Enterprise)戰(zhàn)略,進一步指明了當前和未來企業(yè)的數(shù)字化發(fā)展方向。 對于SAP這樣一個有著40多年歷史的企業(yè)軟件巨頭來說,每一次新的數(shù)字化產品的推出都是一場產品創(chuàng)新的戰(zhàn)役。無疑,在過去這些年,SAP產品創(chuàng)新的步伐跟上了市場的腳步,這也是SAP超過西門子、戴姆勒、大眾、寶馬等企業(yè),成為目前德國市值最高的上市公司的原因。 如果我們將企業(yè)的結構化業(yè)務經營數(shù)據稱為小數(shù)據,而將海量的、多維的、非結構化的企業(yè)內部和外部數(shù)據稱為大數(shù)據,那么SAP已經通過歷史的表現(xiàn)和如今的輝煌,證明了自己是小數(shù)據時代當之無愧的王者,以及大數(shù)據時代令人矚目的領跑者。我們完全有理由相信,SAP將會在未來的競賽中繼續(xù)保持領先。 最后,希望本書能夠為那些投身于工業(yè)互聯(lián)網項目的企業(yè)和人士提供一些啟發(fā)和幫助。 李強 SAP全球高級副總裁,SAP中國總經理 2018年10月 ◆前言 ◆ 近年來,工業(yè)互聯(lián)網已經成為市場上一股勢不可擋的潮流和趨勢。大批制造企業(yè)都投入到自身的工業(yè)互聯(lián)網建設和對外的工業(yè)互聯(lián)網平臺開發(fā)上,并將其作為提高企業(yè)競爭力、創(chuàng)造新的商業(yè)模式、顛覆現(xiàn)有市場格局的利器。一般認為,工業(yè)互聯(lián)網是制造企業(yè)數(shù)字化轉型的高級階段,它是企業(yè)綜合運用物聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能、商務分析和智能設備等數(shù)字化技術,對業(yè)務進行變革、對戰(zhàn)略進行賦能的創(chuàng)新過程。它所建立的IT/OT融合的新一代企業(yè)數(shù)字化整體架構,是對企業(yè)傳統(tǒng)IT架構的一場徹底轉變。在這個過程中,架構的設計、路線的規(guī)劃,以及方案的選擇和應用,決定了工業(yè)互聯(lián)網轉型項目的成敗,其重要性不言而喻。 結合這一出發(fā)點,本書將以全球最大的企業(yè)應用軟件公司SAP在2017年發(fā)布的數(shù)字化創(chuàng)新系統(tǒng)(Digital Innovation System)SAP Leonardo,以及2018年發(fā)布的智慧企業(yè)解決方案為背景,介紹制造企業(yè)在建設工業(yè)互聯(lián)網過程中所需要了解和掌握的理論、方法和技術。作為全球最大的企業(yè)應用軟件提供商,SAP創(chuàng)新地在其提出的智慧企業(yè)一體化架構中實現(xiàn)了企業(yè)應用軟件和工業(yè)應用軟件在云端的融合,可以真正有效地幫助企業(yè)建設可落地、可進化、可擴展的工業(yè)互聯(lián)網,從而實現(xiàn)商業(yè)模式轉型和高質量發(fā)展的目標。 本書的主要內容包括如何理解和搭建企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網數(shù)字化架構、如何在這一架構之上規(guī)劃企業(yè)數(shù)字化轉型的技術路線,以及制造企業(yè)如何運用工業(yè)互聯(lián)網技術在數(shù)字化產品、數(shù)字化制造、數(shù)字化服務三個領域中進行轉型與創(chuàng)新。本書內容涉及物聯(lián)網、工業(yè)4.0、大數(shù)據、數(shù)字化雙胞胎、數(shù)字化主線、大規(guī)模定制、數(shù)字化供應鏈、分布式制造、人工智能與機器學習、預測性維護、制造向服務轉型等技術。這些內容都是目前國內企業(yè)非常關心和熱門的話題,它們對企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網項目的成功實施發(fā)揮著非常重要的作用。 本書作者具有12年的商業(yè)信息化專業(yè)書籍寫作歷史,以及在SAP公司十多年的工作經驗,在制造企業(yè)數(shù)字化轉型領域有著豐富的積累和心得。本書可以看作2016年作者在機械工業(yè)出版社出版的《工業(yè)4.0驅動下的制造業(yè)數(shù)字化轉型》一書的延續(xù)和深入。為了便于讀者理解,在寫作過程中,作者盡可能從業(yè)務和管理的視角展開討論,并開辟專門的篇幅進行案例和產業(yè)的深度分析,避免堆砌技術名詞,力求做到內容翔實、邏輯流暢、可讀性強,對于讀者具有較高的可信度和寶貴的參考價值。 本書的讀者包括對工業(yè)互聯(lián)網感興趣的企業(yè)高級管理人員和業(yè)務骨干,以及在咨詢公司和IT公司工作的相關技術人員。本書可以在推進工業(yè)互聯(lián)網的項目過程中,對項目的規(guī)劃、設計和實施提供借鑒。此外,本書還可以為各研究機構、高等院校和其他對工業(yè)互聯(lián)網感興趣的相關人員提供參考。 本書導讀 本書一共分為五篇,共12章(如圖2所示)。在章節(jié)安排上,第一篇主要介紹工業(yè)互聯(lián)網的架構與規(guī)劃,這是企業(yè)利用工業(yè)互聯(lián)網技術、開展數(shù)字化轉型的基礎。第一篇包括以下兩章: 第1章:工業(yè)互聯(lián)網是IT/OT融合下的企業(yè)新一代數(shù)字化整體架構 第2章:工業(yè)互聯(lián)網架構的特點是數(shù)字和流程混合驅動 第二篇圍繞SAP在2017年推出的以達·芬奇命名的Leonardo平臺,以及2018年推出的智慧企業(yè)解決方案,介紹SAP在面對以工業(yè)互聯(lián)網為代表的數(shù)字化浪潮下,如何制定自身的產品戰(zhàn)略,打造企業(yè)新一代的數(shù)字化整體架構,邁向智慧企業(yè)的愿景目標。第二篇包括以下三章: 第3章:基于數(shù)字化雙模理論打造工業(yè)互聯(lián)網 第4章:邁向工業(yè)互聯(lián)網的SAP產品理念 第5章:工業(yè)互聯(lián)網的愿景目標智慧企業(yè) 后三篇主要圍繞著具體的工業(yè)互聯(lián)網實踐,從數(shù)字化產品、數(shù)字化工廠和數(shù)字化服務三個方面,具體介紹如何利用工業(yè)互聯(lián)網進行數(shù)字化轉型與創(chuàng)新的原理、方法和案例。后面這三篇章節(jié)的命名均遵循從xx到xx的創(chuàng)新的方式,可以讓讀者清楚地了解創(chuàng)新的來龍去脈。這里講述的七大創(chuàng)新在企業(yè)的數(shù)字化轉型實踐中都是十分重要的課題,非常值得深入地進行研究,七大創(chuàng)新具體如下: 第6章:數(shù)字化雙胞胎從面向資產向面向生態(tài)網絡協(xié)同的創(chuàng)新 第7章:從傳統(tǒng)的基于PLM的文檔管理向端到端數(shù)字化主線的創(chuàng)新 第8章:從大規(guī)模制造向大規(guī)模定制的創(chuàng)新 第9章:從傳統(tǒng)的線型供應鏈向數(shù)字化網狀供應鏈的創(chuàng)新 第10章:從集中式制造到分布式制造的創(chuàng)新 第11章:從被動式維修向基于機器學習的大數(shù)據預測性維修的創(chuàng)新 第12章:從以制造為中心向以服務為中心的創(chuàng)新 圖2 全書核心章節(jié)一覽 后記將結合SAP近些年來在業(yè)務和產品上的轉型,以從最佳業(yè)務實踐到聯(lián)合創(chuàng)新工廠為名,探討SAP市場策略的轉變。 建議讀者在拿到新書之后,盡可能從頭開始逐篇閱讀,從而對工業(yè)互聯(lián)網的創(chuàng)新技術,以及SAP Leonardo以及智慧企業(yè)解決方案的設計精髓,有一個通盤而系統(tǒng)的了解。 現(xiàn)在,讓我們一同開啟工業(yè)互聯(lián)網的創(chuàng)新之旅吧! 彭俊松 現(xiàn)任SAP中國副總裁和首席數(shù)字官,負責將SAP的全球創(chuàng)新與中國實踐相結合,樹立思想領導力,推動數(shù)字化轉型、工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務。 彭俊松曾長期帶領團隊負責SAP大中華區(qū)的行業(yè)解決方案,建立了行業(yè)價值工程部門,將行業(yè)洞察、行業(yè)方案和價值工程整合在一起,使其成為SAP在20多個行業(yè)里進行數(shù)字化創(chuàng)新和開拓的重要驅動力。 彭俊松在西安交通大學獲工學博士學位,并成為復旦大學管理信息系統(tǒng)專業(yè)博士后和上海汽車工業(yè)集團企業(yè)博士后。他著有八本關于汽車行業(yè)信息化、工業(yè)4.0與數(shù)字化轉型的著作,經常受邀出席專業(yè)會議并發(fā)表演講,積極參加相關協(xié)會、聯(lián)盟和智庫的專業(yè)活動,在中國電子學會、中國工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟、中國軟件和信息服務業(yè)百人會、中國數(shù)字經濟百人會等組織分別擔任理事和執(zhí)委等職務 目 錄 推薦序一 推薦序二 序 前言 第一篇 工業(yè)互聯(lián)網架構 第1章 工業(yè)互聯(lián)網是IT/OT融合下的企業(yè)新一代數(shù)字化整體架構 2 1.1 方興未艾的工業(yè)互聯(lián)網市場 2 1.2 為什么工業(yè)互聯(lián)網平臺遍地開花,而工業(yè)4.0平臺寥寥無幾? 5 1.3 工業(yè)互聯(lián)網是新一代企業(yè)數(shù)字化整體架構 8 1.4 新架構的特點是支持業(yè)務從流程驅動轉向數(shù)字和流程混合驅動 13 1.5 小結 14 第2章 工業(yè)互聯(lián)網架構的特點是數(shù)字和流程混合驅動 15 2.1 工業(yè)4.0的實施路徑和成熟度 16 2.1.1 工業(yè)4.0的價值體現(xiàn) 16 2.1.2 工業(yè)4.0的成熟度模型 18 2.2 工業(yè)3.0時代面向流程驅動的工業(yè)金字塔的形成和解體 22 2.2.1 工業(yè)3.0階段一:計算機化覆蓋產品部分生命周期 22 2.2.2 工業(yè)3.0階段二:連接產品生命周期的全覆蓋 23 2.2.3 工業(yè)3.0的巔峰IT/OT集成的制造金字塔架構 25 2.2.4 進入工業(yè)4.0時代之后的工業(yè)金字塔解體 27 2.3 工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網時代基于IT/OT融合的CPS 30 2.3.1 從工業(yè)3.0的控制論走向工業(yè)4.0的CPS 30 2.3.2 CPS的定義 31 2.3.3 基于CPS理論建立新的企業(yè)數(shù)字化架構 33 2.3.4 基于CPS的CPPS 40 2.4 小結 44 第二篇 SAP Leonardo平臺和智慧企業(yè) 第3章 基于數(shù)字化雙模理論打造工業(yè)互聯(lián)網 46 3.1 數(shù)字化時代下的市場趨勢 46 3.2 客戶和咨詢公司對商業(yè)軟件的新要求 47 3.2.1 來自客戶的新要求 47 3.2.2 咨詢公司給出的新概念 48 3.3 SAP 2020年的產品戰(zhàn)略目標和實現(xiàn) 51 3.3.1 SAP 2020年的產品戰(zhàn)略目標 51 3.3.2 基于四條主線實現(xiàn)SAP 2020年的產品戰(zhàn)略目標 52 3.3.3 SAP Leonardo簡介 54 3.4 基于數(shù)字化核心 數(shù)字化創(chuàng)新系統(tǒng)的SAP雙模產品體系 57 3.5 深度分析:工業(yè)互聯(lián)網在汽車零部件行業(yè)中的應用展望 58 3.5.1 汽車零部件行業(yè)面臨的挑戰(zhàn) 58 3.5.2 基于數(shù)字化技術的挖潛和創(chuàng)新是汽車零部件行業(yè)的兩大對策 62 3.6 小結 68 第4章 邁向工業(yè)互聯(lián)網的SAP產品理念 69 4.1 物聯(lián)網時代企業(yè)創(chuàng)造價值的新價值鏈 69 4.2 第一步:互聯(lián)到數(shù)據從互聯(lián)的萬物中采集和存儲海量數(shù)據 72 4.3 第二步:數(shù)據到洞察從海量數(shù)據中知曉機會和風險所在 74 4.4 第三步:洞察到行動推動業(yè)務流程前進,將洞察轉變?yōu)樾袆?78 4.5 第四步:行動到效果創(chuàng)造出新的商業(yè)價值和生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢 80 4.6 打造邁向工業(yè)互聯(lián)網的SAP產品開發(fā)與布局 81 4.7 深度案例分析:SAP幫助瑞士最大的汽車經銷商AMAG集團實現(xiàn)基于OBD的車聯(lián)網平臺 82 4.7.1 AMAG簡介 82 4.7.2 第一步:打造自身的一體化業(yè)務系統(tǒng) 83 4.7.3 第二步:打造線上的OBD業(yè)務 85 4.8 小結 89 第5章 工業(yè)互聯(lián)網的愿景目標智慧企業(yè) 90 5.1 智慧企業(yè)的商業(yè)驅動力來自新的商業(yè)模式對生產和運營效率的渴求 90 5.2 什么是智慧企業(yè) 95 5.2.1 智慧企業(yè)的定義 95 5.2.2 人工智能與機器學習技術 96 5.3 智慧企業(yè)是智能技術支持下的事件驅動的企業(yè) 98 5.4 智慧企業(yè)是對企業(yè)應用軟件的智能化改造 102 5.5 基于智慧企業(yè)解決方案打造工業(yè)互聯(lián)網 105 5.6 深度分析:BSH從家庭連接入手,打造數(shù)字和流程混合驅動的數(shù)據管理基礎 107 5.6.1 BSH簡介 107 5.6.2 項目背景 108 5.6.3 BSH Home Connect 108 5.7 小結 110 第三篇 數(shù)字化產品 第6章 數(shù)字化雙胞胎從面向資產向面向生態(tài)網絡協(xié)同的創(chuàng)新 112 6.1 什么是數(shù)字化雙胞胎 113 6.2 傳統(tǒng)的面向資產安全與性能的數(shù)字化雙胞胎 115 6.2.1 數(shù)字化雙胞胎的起源:軍事和航天航空 116 6.2.2 面向資產密集型企業(yè)的數(shù)字化雙胞胎 117 6.3 面向新的商業(yè)模式的數(shù)字化雙胞胎網絡 118 6.3.1 從數(shù)字化雙胞胎到數(shù)字化雙胞胎網絡 118 6.3.2 產品個性化和業(yè)務的協(xié)同化推動了數(shù)字化雙胞胎網絡的發(fā)展 120 6.3.3 數(shù)字化雙胞胎網絡的成熟度模型 122 6.4 數(shù)字化雙胞胎網絡的基礎SAP資產智能網絡方案介紹 125 6.5 深度案例分析:SAP幫助維斯塔斯建立數(shù)字化雙胞胎,推動服務轉型 127 6.5.1 公司介紹 127 6.5.2 維斯塔斯的數(shù)字化戰(zhàn)略 128 6.5.3 與SAP合作的數(shù)字化雙胞胎網絡 128 6.6 小結 132 第7章 從傳統(tǒng)的基于PLM的文檔管理向端到端數(shù)字化主線的創(chuàng)新 133 7.1 傳統(tǒng)的PLM在數(shù)字轉型時代的擴展 134 7.2 基于模型的系統(tǒng)工程的發(fā)展 135 7.2.1 PLM面臨的挑戰(zhàn) 135 7.2.2 基于MBSE的方法 136 7.3 支持產品全生命周期的數(shù)字化主線 137 7.3.1 數(shù)字化主線的概念 137 7.3.2 建立打通產品全生命周期的實時研發(fā) 139 7.3.3 產品全生命周期的BOM總線 142 7.4 深度案例分析:SAP幫助凱撒壓縮機實現(xiàn)智能空氣戰(zhàn)略 145 7.4.1 公司介紹 145 7.4.2 運營商業(yè)務模式的誕生 146 7.4.3 新商業(yè)模式的實現(xiàn) 148 7.4.4 圍繞產品全生命周期的智能空氣戰(zhàn)略 150 7.4.5 對客戶的收益 153 7.5 小結 154 第四篇 數(shù)字化工廠 第8章 從大規(guī)模制造向大規(guī)模定制的創(chuàng)新 156 8.1 大規(guī)模定制的定義和特點 156 8.2 從工業(yè)1.0下的手工定制到工業(yè)4.0下的大規(guī)模定制2.0 158 8.2.1 大規(guī)模定制的過去和未來 158 8.2.2 大規(guī)模定制的實現(xiàn)原理 159 8.3 模塊化生產/矩陣式生產工業(yè)4.0下的大規(guī)模定制技術 162 8.3.1 第一代和第二代數(shù)字化工廠的有限定制能力 162 8.3.2 真正體現(xiàn)工業(yè)4.0實力的第三代數(shù)字化工廠 164 8.4 深度案例分析:美國哈雷-戴維森摩托車公司的大規(guī)模定制生產重生之路 169 8.4.1 公司簡介 169 8.4.2 戰(zhàn)略轉型之旅 169 8.4.3 哈雷摩托從互聯(lián)營銷、智能制造到售后服務的全價值鏈創(chuàng)新 173 8.5 小結 178 第9章 從傳統(tǒng)的線型供應鏈向數(shù)字化網狀供應鏈的創(chuàng)新 179 9.1 以一為單位的數(shù)字化網狀供應鏈 180 9.1.1 數(shù)字化供應鏈從線型向網狀的演進 180 9.1.2 數(shù)字化網狀供應鏈是企業(yè)打造差異化戰(zhàn)略的核心武器 181 9.1.3 實現(xiàn)數(shù)字化網狀供應鏈的關鍵是以一為單位 183 9.2 支撐數(shù)字化網狀供應鏈的核心技術 185 9.2.1 數(shù)字化業(yè)務計劃將供應鏈轉型為需求驅動業(yè)務計劃的網絡 186 9.2.2 數(shù)字化物流與訂單執(zhí)行 187 9.3 深度案例分析:微軟硬件部門打造需求驅動的數(shù)字化供應鏈 190 9.3.1 公司簡介 190 9.3.2 項目背景 191 9.3.3 階段一:互聯(lián) 193 9.3.4 階段二:預測 194 9.3.5 階段三:認知 194 9.3.6 SAP在微軟數(shù)字化供應鏈轉型中的作用 195 9.4 小結 196 第10章 從集中式制造到分布式制造的創(chuàng)新 198 10.1 3D打印技術正在快速走向成熟 198 10.2 從傳統(tǒng)的集中式制造到基于3D打印的分布式制造 199 10.3 面向分布式制造的SAP制造網絡解決方案 200 10.3.1 滿足獨特和變化需求的制造業(yè) 200 10.3.2 無延遲交貨 201 10.3.3 最大化交付能力和最小化響應時間 202 10.3.4 從快速原型到快速生產 202 10.3.5 實現(xiàn)重要的商業(yè)收益 203 10.4 深度案例分析:售后配件的3D打印與Krones的實踐 205 10.4.1 當前的售后配件業(yè)務存在挑戰(zhàn) 205 10.4.2 3D打印是有望解決配件困境的重要手段 205 10.4.3 Krones的售后配件實踐 206 10.5 小結 207 第五篇 數(shù)字化服務 第11章 從被動式維修向基于機器學習的大數(shù)據預測性維修的創(chuàng)新 210 11.1 傳統(tǒng)設備維修管理面臨的挑戰(zhàn) 210 11.2 基于物聯(lián)網大數(shù)據的預測性維修 213 11.2.1 高維度數(shù)據的降維處理 213 11.2.2 異常狀態(tài)檢測 214 11.2.3 無監(jiān)督學習與監(jiān)督學習 215 11.2.4 算法的管理和擴展 216 11.3 SAP PdMS的架構和功能特點 217 11.4 SAP PdMS的價值分析 219 11.5 深度案例分析:意大利鐵路公司動態(tài)維護管理系統(tǒng) 223 11.5.1 意大利鐵路公司介紹 223 11.5.2 項目背景 224 11.5.3 基于狀態(tài)的維修的困境 224 11.5.4 與SAP合作展開的預測性維護 225 11.6 小結 226 第12章 從以制造為中心向以服務為中心的創(chuàng)新 227 12.1 從制造向服務的轉型已經出現(xiàn)在很多行業(yè) 228 12.2 工業(yè)產品服務系統(tǒng)的定義和分類 230 12.3 不同類型PSS的商業(yè)可持續(xù)性分析 234 12.4 制造商通過數(shù)字化技術向服務提供商轉型的路線 236 12.5 深度案例分析:卡特彼勒通過以配件為核心的售后服務打造企業(yè)核心競爭力 238 12.5.1 卡特彼勒介紹 241 12.5.2 第一階段:以售后配件為核心的服務化轉型 241 12.5.3 第二階段:基于傳感器大數(shù)據的預測性分析 244 12.5.4 第三階段:為客戶提供基于卡特彼勒產品的施工方案 248 12.6 小結 249 后記 從最佳業(yè)務實踐到聯(lián)合創(chuàng)新工廠 250 縮寫表 255 參考文獻 257
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