數(shù)字化實現(xiàn)柔性生產(chǎn)的德國實踐

前言
第1章 德國數(shù)字化與工業(yè)4.0概述1
1.1 從計算機集成制造（CIM）到數(shù)字工廠4
1.2 數(shù)字孿生9
1.3 面向服務(wù)的運營模型16
1.4 工業(yè)4.0倡議及其標(biāo)準(zhǔn)概覽17
1.4.1 工業(yè)4.0倡議的起源17
1.4.2 工業(yè)4.0平臺18
1.4.3 德國信息技術(shù)和通信新媒體協(xié)會（BITKOM）19
1.4.4 德國電氣和電子制造商協(xié)會（ZVEI）20
1.4.5 德國機械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會（VDMA）21
1.4.6 標(biāo)準(zhǔn)化委員會（SCI）——德國工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化路線圖21
1.4.7 開放通信平臺（OPC）統(tǒng)一架構(gòu)22
1.4.8 自適應(yīng)制造開放式解決方案（ADAMOS）—— 機械及設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)23
1.4.9 PLCopen24
1.4.10 PLCnext24
1.4.11 德國機床制造商協(xié)會（VDW）倡議——通用機床接口標(biāo)準(zhǔn)（UMATI）26
第2章 數(shù)字化帶來的挑戰(zhàn)29
2.1 組織數(shù)字化35
2.1.1 企業(yè)規(guī)模37
2.1.2 實施方法44
2.1.3 工業(yè)部門/領(lǐng)域46
2.1.4 總結(jié)47
2.2 數(shù)字化和業(yè)務(wù)流程48
2.3 應(yīng)用數(shù)字化（IT）55
2.4 生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化62
2.4.1 生產(chǎn)設(shè)備62
2.4.2 運營技術(shù)（OT）架構(gòu)67
2.5 互通性和安全性69
2.5.1 工業(yè)環(huán)境中的通信70
2.5.2 信息與數(shù)據(jù)安全79
第3章 數(shù)字化用例開發(fā)的解決方案82
3.1 產(chǎn)品的解決方案85
3.2 生產(chǎn)流程的解決方案97
3.2.1 計劃方法103
3.2.2 執(zhí)行方法（Execution）107
3.2.3 監(jiān)控方法（Monitoring）113
3.2.4 預(yù)測及改進方法118
3.2.5 實際案例119
3.3 生產(chǎn)設(shè)施的解決方案120
3.3.1 生產(chǎn)單元123
3.3.2 流水線124
3.3.3 混合制造126
3.3.4 裝配127
3.3.5 可提供支持的方法和組件132
第4章 開發(fā)和評估數(shù)字化用例的流程模型136
4.1 流程模型中的元素137
4.2 SCOR——供應(yīng)鏈運作參考流程模型138
4.2.1 SCOR流程141
4.2.2 SCOR實際用例149
4.3 企業(yè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成國際標(biāo)準(zhǔn)：ISA 95（DIN EN 62264）150
4.4 技術(shù)引擎157
4.5 開發(fā)和評估數(shù)字化用例具體的流程模型159
4.5.1 步驟1——范圍界定（Scoping）162
4.5.2 步驟2——評估（Assessment）164
4.5.3 步驟3——確認(rèn)（Identification）164
4.5.4 步驟4——選擇（Selection）168
4.6 應(yīng)用實例：機器數(shù)據(jù)采集（MDE）175
4.6.1 步驟1——MDE范圍界定175
4.6.2 步驟2——MDE評估176
4.6.3 步驟3——MDE確認(rèn)178
4.6.4 步驟4——MDE定義178
4.6.5 應(yīng)用實例總結(jié)183
4.7 經(jīng)驗數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)用例184
4.7.1 關(guān)于奧地利中型企業(yè)工業(yè)4.0應(yīng)用研究中的用例185
4.7.2 應(yīng)用UMATI的機床用例185
4.7.3 合作項目——企業(yè)4.0186
第5章 總結(jié)與展望188
5.1 動機188
5.2 現(xiàn)有成果189
5.3 必要性和展望190
參考文獻(xiàn)192
術(shù)語表200