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序
前言
篇工业互联网架构
章工业互联网是IT/OT融合下的企业新一代数字化整体架构2
1.1方兴未艾的工业互联网市场2
1.2为什么工业互联网平台遍地开花，而工业4.0平台寥寥无几？5
1.3工业互联网是新一代企业数字化整体架构8
1.4新架构的特点是支持业务从“流程驱动”转向“数字和流程混合驱动”13
1.5小结14
第2章工业互联网架构的特点是“数字和流程混合驱动”15
2.1工业4.0的实施路径和成熟度16
2.1.1工业4.0的价值体现16
2.1.2工业4.0的成熟度模型18
2.2工业3.0时代面向“流程驱动”的工业金字塔的形成和解体22
2.2.1工业3.0阶段一：“计算机化”——覆盖产品部分生命周期22
2.2.2工业3.0阶段二：“连接”——产品生命周期的全覆盖23
2.2.3工业3.0的巅峰——IT/OT集成的制造金字塔架构25
2.2.4进入工业4.0时代之后的工业金字塔解体27
2.3工业4.0和工业互联网时代基于IT/OT融合的CPS30
2.3.1从工业3.0的控制论走向工业4.0的CPS30
2.3.2CPS的定义31
2.3.3基于CPS理论建立新的企业数字化架构33
2.3.4基于CPS的CPPS40
2.4小结44
第二篇SAPLeonardo平台和智慧企业
第3章基于数字化“双模”理论打造工业互联网46
3.1数字化时代下的市场趋势46
3.2客户和咨询公司对商业软件的新要求47
3.2.1来自客户的新要求47
3.2.2咨询公司给出的新概念48
3.3SAP2020年的产品战略目标和实现51
3.3.1SAP2020年的产品战略目标51
3.3.2基于四条主线实现SAP2020年的产品战略目标52
3.3.3SAPLeonardo简介54
3.4基于“数字化核心数字化创新系统”的SAP双模产品体系57
3.5深度分析：工业互联网在汽车零部件行业中的应用展望58
3.5.1汽车零部件行业面临的挑战58
3.5.2基于数字化技术的挖潜和创新是汽车零部件行业的两大对策62
3.6小结68
第4章迈向工业互联网的SAP产品理念69
4.1物联网时代企业创造价值的新价值链69
4.2步：“互联”到“数据”——从互联的万物中采集和存储海量数据72
4.3第二步：“数据”到“洞察”——从海量数据中知晓机会和风险所在74
4.4第三步：“洞察”到“行动”——推动业务流程前进，将洞察转变为行动78
4.5第四步：“行动”到“效果”——创造出新的商业价值和生态系统的优势80
4.6打造迈向工业互联网的SAP产品开发与布局81
4.7深度案例分析：SAP帮助瑞士优选的汽车经销商AMAG集团实现基于OBD的车联网平台82
4.7.1AMAG简介82
4.7.2步：打造自身的一体化业务系统83
4.7.3第二步：打造线上的OBD业务85
4.8小结89
第5章工业互联网的愿景目标——智慧企业90
5.1智慧企业的商业驱动力来自新的商业模式对生产和运营效率的渴求90
5.2什么是智慧企业95
5.2.1智慧企业的定义95
5.2.2人工智能与机器学习技术96
5.3智慧企业是智能技术支持下的事件驱动的企业98
5.4智慧企业是对企业应用软件的智能化改造102
5.5基于智慧企业解决方案打造工业互联网105
5.6深度分析：BSH从“家庭连接”入手，打造“数字和流程混合驱动”的数据管理基础107
5.6.1BSH简介107
5.6.2项目背景108
5.6.3BSHHomeConnect108
5.7小结110
第三篇数字化产品
第6章数字化双胞胎从面向资产向面向生态网络协同的创新112
6.1什么是数字化双胞胎113
6.2传统的面向资产安全与性能的数字化双胞胎115
6.2.1数字化双胞胎的起源：军事和航天航空116
6.2.2面向资产密集型企业的数字化双胞胎117
6.3面向新的商业模式的数字化双胞胎网络118
6.3.1从数字化双胞胎到数字化双胞胎网络118
6.3.2产品个性化和业务的协同化推动了数字化双胞胎网络的发展120
6.3.3数字化双胞胎网络的成熟度模型122
6.4数字化双胞胎网络的基础——SAP资产智能网络方案介绍125
6.5深度案例分析：SAP帮助维斯塔斯建立数字化双胞胎，推动服务转型127
6.5.1公司介绍127
6.5.2维斯塔斯的数字化战略128
6.5.3与SAP合作的数字化双胞胎网络128
6.6小结132
第7章从传统的基于PLM的文档管理向端到端数字化主线的创新133
7.1传统的PLM在数字转型时代的扩展134
7.2基于模型的系统工程的发展135
7.2.1PLM面临的挑战135
7.2.2基于MBSE的方法136
7.3支持产品全生命周期的数字化主线137
7.3.1数字化主线的概念137
7.3.2建立打通产品全生命周期的实时研发139
7.3.3产品全生命周期的BOM总线142
7.4深度案例分析：SAP帮助凯撒压缩机实现“智能空气战略”145
7.4.1公司介绍145
7.4.2运营商业务模式的诞生146
7.4.3新商业模式的实现148
7.4.4围绕产品全生命周期的智能空气战略150
7.4.5对客户的收益153
7.5小结154
第四篇数字化工厂
第8章从大规模制造向大规模定制的创新156
8.1大规模定制的定义和特点156
8.2从工业1.0下的手工定制到工业4.0下的大规模定制2.0158
8.2.1大规模定制的过去和未来158
8.2.2大规模定制的实现原理159
8.3模块化生产/矩阵式生产——工业4.0下的大规模定制技术162
8.3.1代和第二代数字化工厂的有限定制能力162
8.3.2真正体现工业4.0实力的第三代数字化工厂164
8.4深度案例分析：美国哈雷-戴维森摩托车公司的大规模定制生产重生之路169
8.4.1公司简介169
8.4.2战略转型之旅169
8.4.3哈雷摩托从互联营销、智能制造到售后服务的全价值链创新173
8.5小结178
第9章从传统的线型供应链向数字化网状供应链的创新179
9.1以一为单位的数字化网状供应链180
9.1.1数字化供应链从线型向网状的演进180
9.1.2数字化网状供应链是企业打造差异化战略的核心武器181
9.1.3实现数字化网状供应链的关键是“以一为单位”183
9.2支撑数字化网状供应链的核心技术185
9.2.1数字化业务计划——将供应链转型为需求驱动业务计划的网络186
9.2.2数字化物流与订单执行187
9.3深度案例分析：微软硬件部门打造需求驱动的数字化供应链190
9.3.1公司简介190
9.3.2项目背景191
9.3.3阶段一：互联193
9.3.4阶段二：预测194
9.3.5阶段三：认知194
9.3.6SAP在微软数字化供应链转型中的作用195
9.4小结196
0章从集中式制造到分布式制造的创新198
10.13D打印技术正在快速走向成熟198
10.2从传统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制造网络解决方案200
10.3.1满足独特和变化需求的制造业200
10.3.2无延迟交货201
10.3.3优选化交付能力和最小化响应时间202
10.3.4从快速原型到快速生产202
10.3.5实现重要的商业收益203
10.4深度案例分析：售后配件的3D打印与Krones的实践205
10.4.1当前的售后配件业务存在挑战205
10.4.23D打印是有望解决配件困境的重要手段205
10.4.3Krones的售后配件实践206
10.5小结207
第五篇数字化服务
1章从被动式维修向基于机器学习的大数据预测性维修的创新210
11.1传统设备维修管理面临的挑战210
11.2基于物联网大数据的预测性维修213
11.2.1高维度数据的降维处理213
11.2.2异常状态检测214
11.2.3无监督学习与监督学习215
11.2.4算法的管理和扩展216
11.3SAPPdMS的架构和功能特点217
11.4SAPPdMS的价值分析219
11.5深度案例分析：意大利铁路公司动态维护管理系统223
11.5.1意大利铁路公司介绍223
11.5.2项目背景224
11.5.3基于状态的维修的困境224
11.5.4与SAP合作展开的预测性维护225
11.6小结226
2章从以制造为中心向以服务为中心的创新227
12.1从制造向服务的转型已经出现在很多行业228
12.2工业产品服务系统的定义和分类230
12.3不同类型PSS的商业可持续性分析234
12.4制造商通过数字化技术向服务提供商转型的路线236
12.5深度案例分析：卡特彼勒通过以配件为核心的售后服务打造企业核心竞争力238
12.5.1卡特彼勒介绍241
12.5.2阶段：以售后配件为核心的服务化转型241
12.5.3第二阶段：基于传感器大数据的预测性分析244
12.5.4第三阶段：为客户提供基于卡特彼勒产品的施工方案248
12.6小结249
后记从最佳业务实践到联合创新工厂250
缩写表255
参考文献257

本书重点阐述如何搭建迈向智慧企业的工业互联网数字化架构，如何在这一架构上规划企业数字化转型的技术路线，以及制造企业如何运用工业互联网技术，在数字化产品、数字化制造、数字化服务三个领域中进行转型与创新。全书的内容涉及物联网、工业4.0、CPS、大数据、数字化双胞胎、数字化主线、大规模定制、数字化供应链、分布式制造、人工智能与机器学习、预测性维护、制造向服务转型等多项技术的探讨和应用。