數字化實現柔性生產的德國實踐

前言
第1章 德國數字化與工業(yè)4.0概述1
1.1 從計算機集成制造（CIM）到數字工廠4
1.2 數字孿生9
1.3 面向服務的運營模型16
1.4 工業(yè)4.0倡議及其標準概覽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 德國機械設備制造業(yè)聯(lián)合會（VDMA）21
1.4.6 標準化委員會（SCI）——德國工業(yè)4.0標準化路線圖21
1.4.7 開放通信平臺（OPC）統(tǒng)一架構22
1.4.8 自適應制造開放式解決方案（ADAMOS）—— 機械及設備制造標準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——通用機床接口標準（UMATI）26
第2章 數字化帶來的挑戰(zhàn)29
2.1 組織數字化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/領域46
2.1.4 總結47
2.2 數字化和業(yè)務流程48
2.3 應用數字化（IT）55
2.4 生產基礎設施的數字化62
2.4.1 生產設備62
2.4.2 運營技術（OT）架構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 信息與數據安全79
第3章 數字化用例開發(fā)的解決方案82
3.1 產品的解決方案85
3.2 生產流程的解決方案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 預測及改進方法118
3.2.5 實際案例119
3.3 生產設施的解決方案120
3.3.1 生產單元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)集成國際標準：ISA 95（DIN EN 62264）150
4.4 技術引擎157
4.5 開發(fā)和評估數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（Identification）164
4.5.4 步驟4——選擇（Selection）168
4.6 應用實例：機器數據采集（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178
4.6.4 步驟4——MDE定義178
4.6.5 應用實例總結183
4.7 經驗數據和文獻用例184
4.7.1 關于奧地利中型企業(yè)工業(yè)4.0應用研究中的用例185
4.7.2 應用UMATI的機床用例185
4.7.3 合作項目——企業(yè)4.0186
第5章 總結與展望188
5.1 動機188
5.2 現有成果189
5.3 必要性和展望190
參考文獻192
術語表200