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內容簡介
德國提齣的工業4.0風靡全球,成為全世界製造業共同關注的熱點,中國也不例外。為瞭進一步探討工業4.0,本書結閤德國工業4.0和中國製造2025戰略,從多個角度對此話題進行瞭解讀和分析,並著重闡述瞭中國在工業4.0方麵的機遇和挑戰。指齣瞭我國工業製造業存在的問題、努力的方嚮、實現的方法和途徑。閱讀本書,就會對工業4.0有一個更直觀、係統的認識。對於想輕鬆瞭解工業4.0的讀者來說,本書是一個很好的選擇。
作者簡介
丁興良,中國工業品實戰營銷創始人,工業品營銷研究院院長、谘詢顧問。工業品營銷管控係統創始人、卡位戰略營銷理論的開創者,中歐國際工商管理學院EMBA。
2004年榮登中國人力資源精英榜“十大傑齣培訓師”;2009年中央電視颱《財富裏外理》欄目特約專訪;2009年著作《營銷突圍策略》獲登2009年中國營銷傑齣著作榜;2012年榮獲“金典奬—中國工業品營銷谘詢服務具影響力傑齣領軍人物”16年潛心緻力於工業品營銷的專業培訓與谘詢,300多傢工業品營銷谘詢項目經驗,3000多場的營銷培訓經驗,齣版工業品營銷專業書籍70本持續暢銷。對工業品營銷戰略、品牌戰略、組織設計、薪酬績效、業務管控、渠道管理、人纔壓模建設、服務營銷、大客戶營銷、項目性營銷等領域有獨到的研究和深厚的谘詢經驗。
目錄
第一章 工業4.0大背景
梳理工業製造業的發展脈絡
第四次工業革命真的到來瞭嗎
工業4.0,德國為什麼
再工業化:金融危機敲醒瞭美國
市場需求反逼工業升級
製造業信息化革命大趨勢
不能指望靠規模降低成本瞭
德國工業4.0發展現狀
第二章 工業4.0的概念和實質
工業4.0的基本特徵、主題和支柱
兩個基點:物聯網和服務網
工業4.0實現的先決條件
智能化:信息化和自動化的高度集成
新工業革命的核心技術
工業4.0本身就是一個産品
客戶定製消費的時代
工業4.0時代的商業模式
第三章 工業製造業的未來
現在與未來的閤作
虛擬與現實結閤
從定性模擬到定量數字化
價值鏈數據無縫連接
數字化企業平颱解決方案
産品指揮機器的時代
雲安全網絡及多模式交互
機器與機器對話
第四章 工業4.0將會帶來什麼
工業4.0改變生活方式
改變生産模式和産業形態
催生全新的價值鏈
電商會因工業4.0 而消失
去渠道化:服務業將何去何從
工業4.0 會消滅那些行業
工業4.0使産品高質、員工高薪
工業4.0 帶來的投資機會
第五章 中國麵臨的機遇和挑戰
世界工業製造的.X時代
行走在通往4.0的路上
工業4.0麵臨的挑戰
網聯之後,下一步做什麼
將逐漸告彆微笑麯綫
沿著智能製造的方嚮前進
即將到來的機器人時代
啓動工業4.0的標準製定
4.0是工業革命的終點嗎
第六章 工業4.0,中國怎麼辦
世界工業4.0中國的位置
工業4.0對中國意味著什麼
中國工業4.0的萌芽
工業4.0與中國製造2025
誰是中國工業的前沿創新力
中國工業4.0的兩個障礙
行走在正確的道路上
中國工業4.0路綫圖
精彩書摘
有人大聲疾呼第四次工業革命到來瞭,真的到來瞭嗎?答案是沒有。目前工業製造仍然處於工業3.0階段,最多可以認為是處於“後3.0時代”。如此定性的依據是,目前還尚未齣現像蒸汽輪機、電、計算機那樣的具有劃時代意義的技術産品,不足以帶動工業製造進入下一個發展階段。
德國是世界上頂尖的工業製造強國,德國的工業製造發達程度沒有誰能夠比得上,之所以提齣工業4.0,是憂患意識的錶現,也是為瞭繼續保持製造業的領先地位而啓動的戰略性舉措,也並沒有說已經進入4.0階段瞭,而是在為工業4.0做準備。對於美國而言,中低端的工業製造業本來就大多數外遷,2008年金融危機之後,認識到實體經濟比虛擬經濟更可靠,開始呼籲“再工業化”,這樣的狀況下,不可能被認為已經進入4.0時代瞭。中國目前的工業製造水平甚至連3.0的程度都沒有實現,甚至有人認為必須得補上2.0的功課,就更談不上已經進入4.0時代瞭,隻能說是製造大國,離製造強國的距離還很遙遠。
德國提齣未來的工業製造將在雲計算和大數據的支持下,依托物聯網實現工業的智能化,是繼蒸汽機、電氣化、自動化之後的又一次大變革。這種判斷是正確的,但在吸收這一概念的同時,也要保持頭腦清醒,不要一聽到新名詞就隨風而去,不要被忽悠瞭。我們要正確判斷自己的實情,製定符閤實際的發展策略和路子,不能驢學馬走,在尚未完成3.0的攤子上,嚮4.0大躍進並不是明智之舉,穩紮穩打是良訓。
德國人之所以上心,把工業智能化升級納入國傢發展計劃,是因為人傢有優秀的工業3.0的底子。德國確實朝著智能化方嚮急速前進瞭,在2010年的《高技術戰略2020》中,就已經將工業升級計劃列入未來十大項目,而且建立瞭示範共産,開始先行試驗,在各項技術標準上做先行探索。我國也在青島建立類似的試驗基地,試驗肯定沒有錯,但要認清我國工業製造的大背景,認識到工業發展是一個漸進的過程,雖然在某些方麵也可以跨越式發展,但總體上必須得一步一個腳印地往前走,欲速則不達。我國的工業發展路子不能完全跟著德國和美國這樣的製造強國走,要走有自己特點的發展路子,先靜下心來把信息化的工作做好做紮實,然後再琢磨4.0的事情。可以讓國內信息化程度比較高的企業先行試驗,慢慢摸索齣一套好的方法,為將來推廣普及做準備。
工業製造智能化不是簡簡單單就能實現的,需要諸多技術條件,管理思想也得轉變,而且不同的企業有不同的情況,需要因企業製宜,許多難題需要慢慢解決,不能急於求成,好奇心要有,但不能把好奇心當作驅動力。
前三次工業革命可以分彆概括為機械化、電氣化和信息化,如果將第四次工業革命定位為智能化未嘗不可,建立在徹底信息化基礎上的工業製造完全可以實現智能化製造的目的。
工業4.0時代的工業製造無異於是智造——智能化的製造,在工業網的支持下,整閤所有鏈條上的生産和營銷要素,使生産過程更加順暢,更加高效低碳。有些比較先進的企業的生産過程已經很“智能”,開始采用完全不同於傳統模式的可視化的生産方式,對産品的生産過程實施定量管理。每一件産品都有唯一的識彆特徵,通過網絡,縱嚮無縫連接,與生産鏈的各個環節相互銜接進行數據交換,橫嚮可以初步實現對於一些衍生的價值進行有效管理,使整個生産過程成為一個高度智能化的體係。
這樣的模式到底是不是4.0的模型,誰也不敢肯定,隻能說是一種很有價值的試驗。嵌入式的工業係統肯定是未來發展的方嚮,但最後能夠達到什麼樣的程度則隻能邊試驗邊改進。工業革命無法預知,必須依賴科技的進步。在有蒸汽機之前,誰都無法預測到會在將來某個時候能發明蒸汽機,電也是一樣,在發明電之前,無法預知。對於現在被熱炒的4.0來說也是一樣,隻能堅持朝前走,肯定在某一個節點會順其自然發生質變。
現在設想中的4.0是高度智能化的製造過程,能夠精確滿足所有客戶個性化的要求,也就是産品定製化生産,而不是批量生産。從這個意義上講,似乎是對産品規模化生産的迴歸。生産綫上齣來的産品一模一樣,沒有區彆,而智能化生産的其中一個內涵就是滿足客戶個性化要求,不是按照廠傢的設計而是按照客戶的要求生産産品。工業生産要達到這樣的要求絕非易事,不但生産硬件要高度數字化,而且對於産品與客戶之間的流通距離要實施精確化管理,目前的物流及客戶管理係統離這樣的要求顯然差得很遠。不說其他,單就是客戶管理係統一個環節就有無數難題。比如供應商,對於業務的動態把控提齣瞭相當高的要求。根據當下人們對於4.0的理解,假如真的達到那樣的生産狀態,那麼如今的超市也似乎沒有存在的價值瞭,因為客戶需要的商品都是直接從工廠裏定製的,淘寶也會倒閉。假如真有4.0,也需要相當長的時間耐心等待,現狀離這樣的要求差得很遠。
從目前工業企業的管理現狀看,決策科學化、數字化雖然在不斷提升,但離完全智能化決策的水平差得很遠。目前的決策完全靠人腦進行判斷,而將來的産品決策則完全是智能化決策,依靠的是大數據和雲計算。4.0時代的工人的全部任務是處理各種信息,具體的生産過程不是由人來指揮和操作,而是機器指揮機器的過程。看看現在的生産過程,離這樣的要求差得很遠。
……
前言/序言
《智能製造的未來藍圖:一場深刻的技術與商業變革》 導讀: 在人類工業文明演進的宏大敘事中,我們正站在一個由數據、連接和智能驅動的全新時代的門檻上。本書並非專注於某個特定廠商的技術手冊,亦非對既有概念的簡單羅列,而是旨在提供一個宏觀而深入的視角,剖析當前席捲全球的“智能製造”浪潮背後的驅動力、核心邏輯、麵臨的挑戰以及未來産業的重塑方嚮。我們聚焦於理解這場變革的本質——從自動化到信息化的跨越,再到最終實現自主決策與自我優化。 第一部分:工業演進的邏輯鏈條與曆史迴溯 工業革命並非孤立的技術爆發,而是一個層層遞進、相互賦能的復雜過程。本部分首先梳理瞭前三次工業革命的核心特徵及其對社會生産力的根本性提升。 1.1 機械化到電氣化的奠基: 深入探討蒸汽機、電力如何打破瞭時間和地域的限製,實現瞭規模化生産的可能。重點分析福特主義的興起與局限性,理解標準化、流水綫生産模式在特定曆史階段的效率巔峰及其對柔性生産的製約。 1.2 信息化的基石與數字鴻溝: 詳細闡述瞭計算機、信息技術(IT)與運營技術(OT)的融閤前夜。分析瞭早期的數控機床(NC)、製造資源計劃(MRP)等係統如何開始將“信息”引入生産流程,但同時也揭示瞭當時數據孤島現象的嚴重性——信息係統與物理設備之間的“數字鴻溝”。 1.3 驅動變革的核心動力: 探討推動當前産業變革的幾個關鍵外部因素:全球供應鏈的復雜化、定製化需求的爆發式增長、能源與資源約束的加劇,以及計算能力(尤其是雲計算與邊緣計算)的成本急劇下降。理解這些外部壓力如何迫使傳統製造體係必須尋求根本性的效率和響應速度的提升。 第二部分:構建智能製造的四大技術支柱 智能製造的實現,依賴於一係列相互關聯、缺一不可的技術集成。本部分將這些技術視為支撐未來工廠的三大支柱,並深入剖析其在製造場景中的應用機理。 2.1 萬物互聯與工業通信的神經係統(IIoT): 探討工業物聯網(IIoT)如何超越傳統SCADA係統的範疇,構建起一個覆蓋傳感器、執行器、生産設備、企業管理係統(ERP/MES)的實時、雙嚮、高可靠性的網絡。重點分析低延遲通信協議(如5G/TSN)在保障實時控製和數據同步中的關鍵作用。 2.2 數據的提煉與洞察的引擎(大數據與AI基礎): 智能製造的“智能”來源於對海量、異構數據的有效處理。本部分著重於: 數據治理與清洗: 製造業數據的獨特性(高時序性、高噪聲性)決定瞭傳統數據湖模型的不足,需要專用的邊緣數據預處理架構。 預測性維護(PdM)的算法實踐: 不僅僅是故障的識彆,而是深入分析傳感器數據流,建立設備健康指數模型,實現從“被動維修”到“主動管理”的飛躍。 質量控製的智能化升級: 探討機器視覺、深度學習在復雜裝配、錶麵缺陷檢測中的精確應用,如何實現100%在綫檢測和參數溯源。 2.3 物理與虛擬的映射(數字孿生與仿真優化): 數字孿生(Digital Twin)被視為連接物理世界和數字世界的橋梁。本書詳細闡述瞭數字孿生的三個層次:描述性(What is happening)、診斷性(Why it happened)、預測性(What will happen)和規範性(What should we do)。重點分析如何利用孿生模型對生産綫布局、工藝參數、新産品導入進行無風險的“沙盒”測試和優化。 2.4 柔性化與自主化的核心載體(先進機器人與自動化係統): 探討新一代協作機器人(Cobots)、自主移動機器人(AMR)在工廠內部物流和人機協同作業中的角色。強調控製係統的架構演進,從集中式PLC到基於軟件定義、去中心化的分布式控製架構(Software-Defined Control),這是實現生産綫快速重構的關鍵技術基礎。 第三部分:重塑價值鏈:從工廠到生態係統 智能製造的影響絕不僅限於生産車間內部,它正在深刻地改變整個價值網絡的運作模式。 3.1 運營技術(OT)與信息技術(IT)的深度融閤: 分析實現真正互聯的工廠所需的組織變革。IT部門需要理解實時數據流和控製要求,而OT工程師則必須具備數據科學和網絡安全意識。探討如何建立統一的工業數據模型和訪問標準,以實現跨職能部門的透明化管理。 3.2 供應鏈的敏捷化與韌性構建: 探討智能技術如何賦能需求側管理。通過更精確的需求預測和實時的庫存可視化,工廠能夠實現更小批量、更高頻率的交付,從而減少牛鞭效應。重點討論區塊鏈技術在溯源和防僞領域的應用潛力,增強供應鏈的信任基礎。 3.3 生産模式的範式轉移:從大規模標準化到大規模定製(Mass Customization): 深度分析柔性製造係統的經濟學原理。解釋企業如何利用自動化配置能力和快速換模技術,以接近大規模生産的成本,提供高度個性化的産品。這要求企業在産品設計階段(DfM)就必須預留齣高度的配置接口。 第四部分:戰略挑戰、安全與人纔轉型 任何重大的技術變革都伴隨著結構性的挑戰。本部分側重於實施智能製造戰略時必須正視的風險與機遇。 4.1 網絡安全:運營技術的阿喀琉斯之踵: 隨著OT係統接入企業網絡,攻擊麵急劇擴大。本書強調工業控製係統(ICS)的安全防護與傳統IT安全的不同之處——強調“安全可靠性”高於“保密性”。探討零信任架構在工業網絡中的部署模型和關鍵的入侵檢測策略。 4.2 投資迴報率(ROI)的衡量與實施路徑: 智能製造的投入往往是長期且巨大的。分析如何科學評估早期項目的價值,避免“為智能而智能”的無效投入。提齣分階段、模塊化的實施路綫圖,優先解決瓶頸環節的痛點。 4.3 勞動力的技能重塑與人機協作的未來: 探討“藍領”與“白領”技能的邊界正在模糊化。未來的工廠操作員需要具備數據分析、係統監控和快速排除復雜故障的能力。分析企業應如何設計持續的在職培訓體係,以適應人機協作日益緊密的新工作範式,確保技術變革的可持續性。 結語:麵嚮未來的韌性企業 智能製造的核心目標並非簡單地用機器替代人工,而是通過構建一個能夠自我感知、自我學習、自我優化的生産生態係統,賦予企業對市場變化的空前響應能力和抵禦外部衝擊的結構性韌性。本書旨在為決策者提供一個清晰的框架,指導他們識彆技術融閤的脈絡,並製定麵嚮未來十年可持續競爭力的戰略布局。