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。

 

前言

 

写作驱动

 

“工业4.0”概念于2013 年由德国政府在汉诺威工业博览会上提出，随后迅

速成为年度热门话题，得到了各国家各领域的响应。在未来的10 ～20 年内，“工

业4.0”还将引领全球各领域产业的发展。

“智能工厂”“智能生产”是“工业4.0”时代背景下的两大主题，可以说它

们的发展将决定“工业4.0”的命运。此外，包括标准化与参考架构、资源效率、

安全与保密原则、通信设施等在内的措施将是构建“工业4.0”的关键所在。随着

互联网产业的快速发展，越来越多的概念层出不穷，早前大热的云计算、物联网、

大数据概念，在“工业4.0”中也有所体现。

“工业4.0”的出现，不仅将改变世界格局，在一定程度上还将对人类社会的

日常生活产生重大影响，是概念广、范围大、场景多的新一轮工业革命。本书最

大的特点是通过大量图片进行图解说明，帮助您轻松读懂“工业4.0”。

 

本书特色

 

本书具有以下三大特色。

 

(1) 详细具体，通过11 大专题讲解：本书体系完整，通过图片到文字详细介

绍了“工业4.0”基本概念，同时还详细分析了“工业4.0”环境背景下的包括大

数据、云计算、物联网、互联网、制造业等在内的多个行业、多个领域的发展，

帮助读者正确认识“工业4.0”带来的机遇与挑战。

(2) 一读就通，内容全面、专业性强：书中除了讲解“工业4.0”相关理论知识外，

还结合图片，帮助读者能够更加直观地获取相关知识。

(3) 一看就懂，300 多张图片全程图解：本书全面剖析了与“工业4.0”相关联

的产业领域，配以300 多个图解说明，知识点直观、清晰、详细，便于读者理解。

 

作者售后

 

本书由海天电商金融研究中心编著，参加编写的人员还有吴巧、谭贤、柏松、

谭俊杰、徐茜、苏高、曾杰、张瑶、刘嫔、罗磊、罗林、蒋鹏、田潘、李四华、刘琴、

周旭阳、袁淑敏、谭中阳、杨端阳、卢博、徐婷、余小芳、蒋珍珍、吴金蓉、陈国嘉、

曾慧、向彬珊、李龙禹、徐旺等人，在此表示感谢。

 

由于作者知识水平有限，书中难免有错误和疏漏之处，恳请广大读者批评、

指正。

 

编 者

 

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

6.1　制造业的现状............................... 162

6.1.1　全球化趋势 ..................... 163

6.1.2　全球化跨国转移 ............. 166

6.1.3　全球化跨国并购 .............. 167

6.2　制造业的升级............................... 171

6.3　制造业的发展趋势....................... 179

6.3.1　智能化 .............................. 179

6.3.2　绿色化 .............................. 183

6.3.3　数字化 .............................. 183

第7 章　应用：工业4.0 中的智能产业 .........................187

7.1　智 慧 生 活..................................... 188

7.1.1　可穿戴设备 ...................... 190

7.1.2　智慧社区 .......................... 195

7.1.3　智慧家庭 .......................... 201

7.1.4　跨界竞争 .......................... 203

7.2　情 感 识 别.................................... 204

7.2.1　人脸情感识别 .................. 205

7.2.2　语音音调情感识别 .......... 207

7.2.3　语言文字情感识别 .......... 208

7.2.4　Pepper 机器人 .................. 209

7.3　3D 打印技术 ................................. 211

7.3.1　3D 打印概念 .................... 212

7.3.2　3D 打印发展 .................... 212

7.3.3　3D 打印原理 .................... 214

7.3.4　3D 打印过程 .................... 215

7.3.5　3D 打印应用领域 ............ 216

7.3.6　3D 打印应用案例 ........... 218

第8 章　应用：工业4.0对软件业的影响 ..............223

8.1　软件业的现状............................... 224

8.1.1　发展特点 .......................... 224

8.1.2　发展趋势 .......................... 227

8.1.3　各国现状 .......................... 230

8.2　软件业的机遇............................... 232

8.2.1　CPS 是核心 ...................... 232

8.2.2　工业软件、电子为出发点 .............................. 234

第9 章　应用：工业4.0对物联网的影响 ..............239

9.1　物联网的发展............................... 240

9.1.1　物联网的由来与定义 ...... 240

9.1.2　物联网的本质与特点 ...... 241

9.1.3　物联网的应用模式 .......... 243

9.1.4　物联网的关键技术 .......... 245

9.1.5　物联网的现状 .................. 248

9.2　物联网的机遇............................... 250

9.2.1　数字化 .............................. 251

9.2.2　智慧城市 .......................... 254

9.3　物联网的应用............................... 256

9.3.1　智能家居 .......................... 256

9.3.2　智能电网 .......................... 258

9.3.3　农业物联网 ...................... 260

第10 章　应用：工业4.0 中的互联网产业 ...................261

10.1　互联网时代发展......................... 262

10.1.1　Web 1.0 ........................... 263

10.1.2　Web2.0 ............................ 265

10.1.3　Web 3.0 ........................... 267

10.1.4　Web 4.0 ........................... 270

10.2　“互联网+” ............................. 271

10.2.1　“互联网+”的概念 ..... 271

10.2.2　“互联网+”的特征 ..... 272

10.2.3　“互联网+”的5 个层面 ............................... 281

10.2.4　“互联网+”跨界融合案例 ............................... 284

10.2.5　“互联网+”与工业 ..... 286

10.2.6　“互联网+”未来趋势 ............................... 289

10.3　传统互联网正在消失................. 290

10.3.1　移动互联网 .................... 290

10.3.2　手机的革命 .................... 292

第11 章　应用：打造中国特色的工业4.0 ........................295

11.1　中国制造业的优势与劣势 ......... 296

11.1.1　比较优势 ........................ 296

11.1.2　竞争劣势 ........................ 299

11.2　中国制造业的“危”与“机”........................................... 307

11.2.1　中国制造业的“危” .... 308

11.2.2　中国制造业的“机” .... 314

11.3　中国制造业的产业升级 ............. 318

11.3.1　软件主导 ........................ 318

11.3.2　生产性服务业 ................ 319