一本书读懂工业4.0革命 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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海天电商金融研究中心 著

图书标签:

• 工业4
• 0
• 智能制造
• 数字化转型
• 工业互联网
• 未来工厂
• 技术革命
• 产业升级
• 自动化
• 物联网
• 新兴技术

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302433781

版次：1

商品编码：11923699

包装：平装

丛书名： “移动互联网+电商营销”实战宝典系列

开本：16开

出版时间：2016-05-01

用纸：特种纸

页数：328

字数：355000

正文语种：中文

产品特色

编辑推荐

　　全书零基础、全图解，通过11个专题内容＋58个专家提醒＋300多张图片全程图解，深度剖析“工业4.0”的精华之处，让您一书在手，即可彻底读懂第四次工业革命及相关产业、技术发展，从菜鸟成为达人。

内容简介

　　本书是一本全面揭秘工业4.0革命背景、本质、核心、愿景、模式、方法的专著，特本书是一本全面揭秘工业4.0革命背景、本质、核心、愿景、模式、方法的专著，特别是对制造业、智能产业、软件业、物联网、互联网等领域的影响，进行了应用性的讲解。
　　全书零基础、全图解，通过11个专题内容详解＋58个专家提醒＋300多张图片全程图解，深度剖析“工业4.0”的精华之处，让您一书在手，即可彻底读懂第四次工业革命及相关产业、技术发展，从菜鸟成为达人，从新手成为“工业4.0”相关联的物联网、智能业、互联网高手！
　　全书共分为11章，具体内容包括：热身，走进工业4.0；进阶，工业4.0是什么；联系，大数据；云计算、物联网与工业4.0；落地，实现工业4.0的全球智能化；要点，实现工业4.0需要注意什么；应用，工业4.0对制造业的影响；应用，工业4.0中的智能产业；应用，工业4.0对软件业的影响；应用，工业4.0对物联网的影响；应用，工业4.0中的互联网产业；应用，打造中国特色的工业4.0。
　　本书结构清晰、语言简洁、图文并茂，特别适合互联网、软件业、制造业、智能设备等行业的从业人员，以及对工业革命以及新兴产业、先进技术感兴趣的人士阅读。

内页插图

目录

第1 章　热身：走进工业4.0 ............1
1.1　初识工业4.0..................................... 2
1.1.1 工业4.0 的背景 ..................... 2
1.1.2 工业4.0 的来源 ..................... 4
1.1.3 工业4.0 的目标 ..................... 8
1.2　为什么是工业4.0........................... 13
1.2.1　从工业1.0 到工业2.0........ 13
1.2.2 从工业2.0 到工业3.0.......... 16
1.2.3　从工业3.0 到工业4.0........ 17
1.3　工业4.0 能带来什么...................... 19
1.3.1　工业4.0 能改变什么 ......... 19
1.3.2 工业4.0 能实现什么 .......... 23
1.3.3　工业4.0 产生的作用 ......... 28
第2 章　进阶：工业4.0 是什么 .....31
2.1　工业4.0 的本质.............................. 32
2.1.1　互联 .................................... 32
2.1.2　集成 .................................... 35
2.1.3　数据 .................................... 38
2.2　工业4.0 的核心.............................. 42
2.2.1　CPS 的发展和趋势 ............ 43
2.2.2　CPS 下的智能工厂 ............ 45
2.3　工业4.0 的愿景.............................. 48
2.3.1　愿景基础——数字化工厂 .................................... 48
2.3.2　工业4.0 的战略愿景 ......... 50
2.3.3　解决社会问题 .................... 52
2.4　工业4.0 的最终用意...................... 55
2.4.1　工业4.0 为什么重视标准化 ................................ 56
2.4.2　工业4.0 对标准化的重视 .................................... 58
2.4.3　标准化对制造业的作用 .... 59
第3 章　联系：大数据、云计算、物联网与工业4.0 ..............63
3.1　大数据：工业4.0 的基础.............. 64
3.1.1　了解大数据 ........................ 65
3.1.2　大数据成为“未来的新石油” ............................ 71
3.1.3　大数据是创新发展的重要生产力 ................................ 72
3.1.4　大数据神秘的预知能力 .... 74
3.1.5　数据的竞争将越来越激烈 ................................ 76
3.2　云计算：工业4.0 的大脑.............. 78
3.2.1　云计算的特征 .................... 78
3.2.2　云计算的背景 .................... 80
3.2.3　云存储系统 ........................ 84
3.2.4　数据隐私与隔离 ................ 90
3.2.5　云存储系统与云计算的关系 .................................... 92
3.3　物联网：工业4.0 的纽带.............. 94
3.3.1 物联网的产业链 ................. 94
3.3.2 物联网的发展趋势 ............. 95
3.3.3　物联网的新型生态系统 .... 98
3.3.4　传感器实现产业自动化 .... 99
3.3.5　即将消失的互联网 .......... 105
第4 章　落地：实现工业4.0 的步骤方法 .........................107
4.1　智能工厂的发展........................... 108
4.1.1　概念 .................................. 109
4.1.2　发展方向 .......................... 111
4.1.3　发展路径 .......................... 116
4.2　智能生产的管理........................... 120
4.2.1　特征与技术 ...................... 121
4.2.2　物流行业的智能生产管理 .................................. 126
4.2.3　服装行业的智能生产管理 .................................. 127
4.3　智能产品的运输........................... 129
4.3.1　现代物流运输 .................. 130
4.3.2 智能运输 ........................... 133
第5 章　要点：实现工业4.0需要注意什么 ..................137
5.1　实现安全性和保密原则............... 138
5.1.1　确保生产设施安全 .......... 138
5.1.2　确保产品本身安全 .......... 139
5.1.3　确保数据安全 .................. 142
5.1.4　确保访问安全 .................. 146
5.2　构造参考架构............................... 146
5.2.1　构造参考架构是必然趋势 .................................. 147
5.2.2　构造参考架构的关键 ...... 148
5.2.3　如何构造参考架构 .......... 149
5.3　复杂的系统管理........................... 151
5.4　通信基础设施的建设................... 153
5.4.1　ICT 技术来铺路 ............... 154
5.4.2　建设工业基础通信设施 .................................. 158
第6 章　应用：工业4.0 对制造业的影响 ..................161
第7 章　应用：工业4.0 中的智能产业 .........................187
第8 章　应用：工业4.0对软件业的影响 ..............223
第9 章　应用：工业4.0对物联网的影响 ..............239
第10 章　应用：工业4.0 中的互联网产业 ...................261
第11 章　应用：打造中国特色的工业4.0 ........................295

前言/序言

《数字孪生与智能制造的未来图景》 深入解析连接、智能与效率的革命性飞跃 在当今快速演进的全球经济格局中，制造业正经历着一场前所未有的深刻变革。这场变革不仅仅是技术层面的迭代，更是生产哲学、组织结构乃至商业模式的颠覆性重塑。本书旨在为专业人士、决策者和对未来工业趋势抱有浓厚兴趣的读者，提供一套系统、深入且极具操作性的分析框架，用以理解和驾驭这场以数据驱动、高度互联为核心的工业升级浪潮。 我们不谈宏观的理论炒作，而是聚焦于驱动这场革命的核心技术群落——数字孪生（Digital Twin）、工业物联网（IIoT）、边缘计算与人工智能（AI）在实际生产场景中的深度融合与应用实践。 第一部分：基石的构建——从物理世界到数字镜像 本部分将详尽阐述“数字孪生”这一概念如何从理论构建走向实际的工程应用。我们不再将数字孪生视为简单的三维模型，而是将其定义为物理实体在虚拟空间中的实时、动态、高保真映射系统。 数字孪生的层次结构与建模： 详细剖析数字孪生的生命周期——从概念孪生（Concept Twin）到过程孪生（Process Twin），再到最终的产品孪生（Product Twin）。我们将深入探讨如何利用多物理场仿真、有限元分析（FEA）和计算流体力学（CFD）等工具，构建出能够精确反映真实资产性能、状态和行为的数字模型。 数据采集与实时同步机制： 探讨传感器技术、时间同步协议（如PTP）以及工业以太网在确保物理数据流与数字模型实时同步中的关键作用。重点分析边缘计算在数据预处理、降低延迟和保障数据安全方面的必要性。 案例分析：高精度资产的预测性维护（PdM）： 通过对航空发动机或大型能源设备的实例研究，展示如何利用数字孪生体对关键部件的疲劳、磨损和潜在故障点进行前瞻性预测，实现从被动维修到主动干预的转变，从而大幅降低停机时间和运营成本。 第二部分：智能的涌现——AI赋能的闭环优化 如果说数字孪生是“身躯”，那么人工智能和机器学习就是赋予这身躯以“智能大脑”。本部分聚焦于如何利用先进的算法，驱动数字孪生体从“反映现状”升级到“预测未来”并“自主优化”。 数据驱动的工艺优化： 深入探讨强化学习（Reinforcement Learning, RL）在复杂制造流程调度和参数优化中的潜力。例如，在半导体制造或精密化工过程中，RL算法如何通过不断与数字孪生体交互，自动寻找最优的温度、压力或进料速率组合，以提高收率和一致性。 视觉检测与质量控制的革命： 分析深度学习模型（如CNNs, Transformers）在非接触式质量检测中的应用。重点讨论如何构建高质量、标注清晰的工业图像数据集，并部署在边缘设备上实现毫秒级的缺陷识别与分类，远超传统机器视觉的局限。 人机协作的进化： 探讨面向操作人员的智能辅助系统。如何利用AR/VR技术与数字孪生数据相结合，为现场工人提供沉浸式的操作指导、故障排除流程和实时性能反馈，显著提升复杂装配任务的效率与准确性。 第三部分：互联的生态——跨域协同与供应链重构 现代工业不再是孤立的车间，而是由相互连接的价值网络构成。本部分将目光投向更广阔的范围，探讨如何通过工业物联网（IIoT）平台，实现跨工厂、跨地域乃至跨企业的协同。 工业数据湖与平台架构： 剖析构建可扩展、高安全性的工业数据基础设施的关键技术选型，包括时序数据库（Time-Series Databases）、消息队列（如MQTT/Kafka）以及云边协同的部署策略。 供应链的透明化与韧性： 探讨如何将数字孪生理念扩展至供应链管理。通过对原材料供应商、物流环节和成品仓库建立“数字孪生视图”，实时追踪物料状态、预测潜在延误，从而增强供应链的柔性和应对突发事件的能力。 安全与信任的基石： 在高度互联的环境下，网络安全至关重要。本书将详细分析针对工业控制系统（ICS/OT）的威胁模型，并介绍零信任架构（Zero Trust Architecture）在保护工业数据流和智能决策系统免受攻击的实施细节。 第四部分：迈向未来——价值实现与战略部署 最后一部分，本书将回归到战略层面，指导读者如何将这些先进技术转化为可量化的商业价值，并规划实施路线图。 投资回报率（ROI）的量化模型： 提供一套实用的评估工具，帮助企业量化在数字化转型项目中的投入，精确计算因效率提升、能耗降低、资产寿命延长带来的实际收益。 组织变革与人才重塑： 强调技术部署必须与组织文化同步演进。讨论如何建立跨学科团队（IT/OT融合），培养具备数据科学和工程背景的复合型人才，以适应新的生产范式。 可持续制造的驱动力： 分析数字孪生和AI如何直接服务于可持续发展目标，通过优化能源消耗、减少废品率和延长产品生命周期，实现经济效益与环境责任的双赢。 本书特点： 实战导向： 聚焦于成熟或接近成熟的技术应用，避免空泛的概念炒作。 深度融合： 强调数字孪生、AI与IIoT的有机结合，而非孤立技术的堆砌。 跨学科视角： 兼顾工程技术细节与高层战略决策的需求。 通过阅读本书，读者将不再是被动的观察者，而是能够主动设计、部署和优化下一代智能制造系统的关键参与者。这是一份关于如何构建一个更高效、更可靠、更具适应性的工业未来的行动指南。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，我立刻被作者描绘的那个充满未来感的工业图景所吸引。我一直在思考，工业4.0不仅仅是技术的升级，更是一种思维模式和商业模式的重塑。我希望这本书能够深入探讨，在工业4.0的浪潮下，企业如何进行战略转型？如何构建新的组织架构和管理体系？如何培养具备新技能的员工？我尤其关注那些关于“平台化”和“生态系统”的论述，它们似乎是工业4.0时代企业竞争力的关键。书中是否会介绍一些成功的转型案例，比如那些从传统制造企业成功迈向数字化、智能化企业的经验？我希望作者能够提供一些可操作性的建议，帮助企业应对转型过程中的挑战，抓住机遇。同时，我也希望了解，工业4.0对消费者而言，意味着什么？我们是否能享受到更优质、更个性化的产品和服务？这本书能否帮助我理解，这场革命将如何深刻地影响我们的日常生活，是我期待的重点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的开篇就给我一种扑面而来的专业感，虽然我本身并非工业领域的从业者，但书中的一些初步论述，比如关于工业发展历程的梳理，以及新一代技术浪潮对社会经济结构产生的深层影响，都让我产生了浓厚的兴趣。作者在探讨工业4.0时，并没有回避其背后涉及的诸多前沿科技，从云计算、边缘计算到机器人技术、增材制造，这些名词在我看来曾经是有些遥远的。但通过本书的阐述，我感觉到作者试图将这些概念进行有机串联，让我理解它们并非孤立存在，而是构成了一个相互支撑、协同作战的整体。我尤其关注那些关于“智能化”的讨论，以及它如何渗透到生产制造的每一个环节，如何提升效率、优化资源配置，甚至改变产品设计和生产模式。这本书是否能够让我理解，从“制造”到“智造”的转变，究竟意味着什么？它对我们的生活方式，对未来就业市场，又会带来怎样的颠覆性变化？我希望能从本书中获得一些宏观而又微观的洞察，让我能更清晰地勾勒出工业4.0的蓝图。

评分☆☆☆☆☆

这本书的包装设计相当有吸引力，封面上工业齿轮与数据流的交织，预示着技术革新的力量。我一直对工业4.0这个概念感到好奇，但市面上零散的信息往往让我感到无从下手。我期待这本书能够像它的书名所承诺的那样，用一种清晰、易懂的方式，将这个复杂而又深远的主题呈现在我面前。我希望它不仅仅是罗列技术名词，更能深入浅出地剖析工业4.0的核心理念，比如智能制造、物联网、大数据分析、人工智能等是如何相互作用，共同构建起一个全新的工业生态系统。更重要的是，我希望这本书能解答我心中的一些疑惑：在这场革命中，传统制造业将面临怎样的挑战？企业又该如何转型升级，才能抓住机遇，避免被时代淘汰？普通劳动者又将受到哪些影响？我希望作者能够提供一些真实的案例分析，让我能够更直观地理解工业4.0的实际应用和潜在的商业价值。毕竟，理论知识固然重要，但能够将之与现实世界的变革联系起来，才是真正有价值的学习。这本书能否帮助我建立起对工业4.0的系统性认知，我对此充满期待。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书时，首先被其严谨的排版和丰富的图表所吸引，这通常预示着内容的高度浓缩和信息量的爆炸。我一直认为，理解工业4.0，关键在于把握其核心的“互联互通”和“数据驱动”的理念。我希望这本书能够详细地阐述，物联网技术是如何实现设备之间的实时通信，大数据分析又是如何从中挖掘出有价值的信息，最终指导生产决策。此外，我对人工智能在工业领域的应用特别感兴趣。书中是否会介绍机器学习、深度学习等技术，是如何在预测性维护、质量控制、生产流程优化等方面发挥作用？我希望作者能提供一些具体的应用场景，比如智能工厂的运作模式，柔性生产线的特点，以及个性化定制的实现路径。同时，我也关心工业4.0对供应链管理可能带来的变革，例如如何实现端到端的透明化，如何提高物流效率，以及如何应对日益复杂的全球化市场。这本书是否能够让我对这些问题有一个深入的了解，是我最看重的一点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书页散发着淡淡的油墨香，我迫不及待地想一探究竟。我一直觉得，理解工业4.0，不能仅仅停留在对技术的浅层认知，更需要理解其背后所蕴含的哲学和伦理思考。我希望作者能够探讨，在高度自动化的工业环境中，人类的角色将如何演变？新的就业机会将出现在哪些领域？又将有哪些岗位面临被取代的风险？此外，我也关心数据安全和隐私保护的问题。当海量数据在生产过程中被采集和分析时，我们如何确保数据的安全，如何避免潜在的滥用？这本书是否会触及这些关键的伦理和社会议题？我希望作者能够提供一个更全面、更辩证的视角，让我们不仅看到工业4.0带来的效率提升和经济增长，也能正视其可能带来的挑战和风险。我希望这本书能够引发我的思考，让我能够以一种更加审慎和负责的态度，去理解和迎接这场即将到来的工业巨变。

评分☆☆☆☆☆

挺好的和书店一样是正版！

评分☆☆☆☆☆

快递好快，好评，书的内容充实，同样好评，总之，从服务、快递到书籍，通通好评！！！喜欢的朋友千万不要错过！

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一般般 能量不足

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公司技术人员需求的书，活到老，学到老，跟进时代的脚步，是正版，信赖京东

评分☆☆☆☆☆

图文清晰，很好

评分☆☆☆☆☆

好书，虽然看的不是很懂，但是对制造业走向有一个大概的见解，整体上还是很好的，好的，好的

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

工业4.0必将对改变世界工业格局，小至人们的日常生活，产生巨大的深远的影响，讲的很实际，一看就懂，值得学习