德國工業4.0大全：智能物流技術(原書第2版)第3卷（簡體書）

本書圍繞工業自動化技術在德國工業4.0中的地位、作用和實施，從元件設計到系統集成，闡述工業4.0的應用場景、信息物理系統的運行、工業4.0中的工程理念、工業4.0中的數據挖掘和數據分析、人與機器的協同等。本書不僅對工業4.0的實施具有極大的指導意義，對生產製造業、生產管理規劃與諮詢機構和企業用戶也有很高的研究和參考價值。本書為第3卷，系統介紹了工業4.0的智能物流技術，包括智能運輸車、智能倉儲技術、物流4.0裝置等，以及面向工業4.0的管理系統，展望了工業4.0時代混合物流服務模式的前景。

比吉特‧沃格爾-霍伊澤爾，工程博士、教授，德國慕尼黑工業大學自動化和信息系統教席主任。

譯者序
前言
第一篇 工業4.0中的物流技術
第1章 工業4.0中的即插即用輸送技術 …… 2
1.1 引言 …… 2
1.2 即插即用輸送系統的需求特性 …… 3
1.3 設計原則 …… 5
1.4 連續輸送系統舉例 …… 9
1.5 非連續輸送系統舉例 …… 14
1.6 總結和展望 …… 18
參考文獻 …… 19
第2章 小規模信息物理輸送技術 …… 21
2.1 引言 …… 21
2.2 工業4.0背景下小規模信息物理輸送技術的柔性提升 …… 22
2.3 小規模信息物理輸送技術的框架結構 …… 25
2.4 小規模信息物理輸送技術的控制 …… 27
2.5 小規模信息物理輸送技術的數據通信 …… 36
參考文獻 …… 45
第3章 人在工業4.0中的角色 …… 47
3.1 引言 …… 47
3.2 工業4.0中的人和自主系統的交互 …… 51
3.3 自主系統交互的新方法 …… 54
3.4 總結與展望 …… 61
參考文獻 …… 62
第二篇 具備工業4.0要求的地面運輸車
第4章 社會技術系統中多功能可變形的輸送設備 …… 66
4.1 蟻群結構―未來廠內物流扁平化組織結構 …… 66
4.2 金字塔架構的終結和可變化物流的未來 …… 70
4.3 消費需求變化帶來的物流變化 …… 71
4.4 可變能力的未來因素 …… 72
4.5 物聯網中的認知物流 …… 75
4.6 成功要素之一：分散式控制系統 …… 76
4.7 靜態存儲到可轉換的樞紐 …… 80
4.8 Hub2Move中的可變形叉車 …… 81
4.9 工業4.0背景下的新型工作組織架構 …… 86
參考文獻 …… 89
第5章 使用認知系統實現的智能化運輸工具 …… 91
5.1 引言 …… 91
5.2 工業卡車光學定位系統 …… 92
5.3 攝像機支持下的儲存和檢索功能 …… 98
5.4 地面運輸車輪胎中的傳感器集成 …… 105
5.5 廠內物流中無人駕駛車輛調試的語音控制系統 …… 110
5.6 手勢控制的無人小車 …… 116
參考文獻 …… 123
第6章 智能運輸平臺以及自動化平臺的核心技術 …… 126
6.1 動機 …… 126
6.2 關鍵技術說明 …… 129
6.3 現有智能化、移動系統示例 …… 138
6.4 總結與展望 …… 141
參考文獻 …… 142
第三篇 工業4.0倉儲技術
第7章 工業4.0背景下的智能化、網絡化倉儲系統 …… 146
7.1 穿梭車系統的特性 …… 146
7.2 小件穿梭車的優勢 …… 150
7.3 優勢集成：SmartCarrier …… 152
第8章 基於信息物理系統的可移動倉庫 …… 158
8.1 引言 …… 158
8.2 可移動倉庫中的工業4.0 …… 163
8.3 技術現狀 …… 164
8.4 展望 …… 184
參考文獻 …… 187
第四篇 工業4.0系統的混合服務
第9章 設備雲 …… 190
9.1 引言 …… 190
9.2 物聯網技術和雲計算的方案 …… 191
9.3 雲物聯網系統和應用的增值 …… 197
9.4 設備雲：物聯網與雲計算和大數據的結合 …… 200
9.5 設備雲的應用 …… 205
9.6 設備雲：挑戰與展望 …… 208
參考文獻 …… 210
第10章 基於雲計算的工業4.0軟件服務 …… 211
10.1 雲計算和工業4.0 …… 211
10.2 工業4.0提供的軟件服務 …… 212
10.3 BPaaS平臺的轉換 …… 217
10.4 物流雲計算的市場分析 …… 225
10.5 總結 …… 227
參考文獻 …… 228
第11章 工業4.0對倉庫管理系統、運輸管理系統以及供應鏈管理系統的影響 …… 229
11.1 工業4.0的開端 …… 230
11.2 IT開發者的挑戰 …… 231
11.3 自適應的事件管理 …… 233
11.4 SOA(以服務為導向的架構)―工業4.0中IT架構的基礎 …… 234
11.5 實時的信息交流 …… 236
11.6 以交易為基礎的新的許可模式 …… 237
11.7 在互聯流程中作為服務代理的IT系統 …… 239
11.8 多結構數據的統一、分析和使用 …… 240
參考文獻 …… 242
第12章 面向工業4.0的倉庫管理系統 …… 243
12.1 發展中的智能工廠 …… 243
12.2 貨物管理的傳統與創新 …… 246
12.3 人、機器及其機動性 …… 251
12.4 倉庫管理何去何從 …… 253
12.5 總結 …… 255
參考文獻 …… 257
第五篇 工業4.0物流系統的傳感技術和執行技術
第13章 工業4.0的執行技術 …… 260
13.1 引言 …… 260
13.2 應用於廠內物流的驅動技術 …… 262
13.3 水平驅動技術的新思路 …… 263
13.4 輸送機應用中效率最優運動控制 …… 273
13.5 智能模塊的能量再利用概念 …… 277
參考文獻 …… 282
第14章 物流領域信息物理系統的基礎 …… 283
14.1 引言和動機 …… 283
14.2 物流中的傳感技術 …… 284
14.3 智能傳感技術 …… 291
14.4 基於智能傳感器的信息物理系統 …… 298
14.5 物流4.0的應用 …… 303
14.6 總結與展望 …… 310
參考文獻 …… 311
第六篇 物流4.0設備
第15章 在工業4.0的背景下室內外的檢測任務 …… 314
15.1 倉庫盤點工藝的技術狀況 …… 314
15.2 面向工業4.0的自主化無人機InventAIRy …… 315
15.3 中央控制台部分 …… 317
15.4 測試系統的經驗 …… 318
15.5 室外和室內的自主化飛行 …… 319
15.6 2D激光掃描儀被用於空間定位和自主避障 …… 321
15.7 項目中應用以及通信，構想的方案為室內的自主化飛行奠定基礎 …… 322
15.8 總結和展望 …… 323
第16章 在工業4.0背景下的增材製造方法 …… 325
16.1 動機和分類 …… 325
16.2 增材製造方法的原理 …… 328
16.3 增材製造方法的機遇 …… 336
16.4 總結 …… 346
參考文獻 …… 347
第七篇 工業4.0系統的管理
第17章 物流4.0的商業模式 …… 350
17.1 工業4.0 …… 350
17.2 轉型的基本原則 …… 351
17.3 技術需要組織架構 …… 352
17.4 對中型企業的限制 …… 353
17.5 新商業模式 …… 354
17.6 短期和專屬的客戶需求 …… 358
17.7 複雜的價值創造模式 …… 358
17.8 從互聯網到商業網站 …… 359
17.9 遵循卡特爾法 …… 361
17.10 展望：衡量和管理物流4.0新的商業模式 …… 361
參考文獻 …… 362
第18章 機器通信 …… 364
18.1 M2M和工業4.0的基本定義 …… 365
18.2 工業4.0和M2M的相互作用 …… 367
18.3 M2M市場概況 …… 368
18.4 M2M市場的客戶需求 …… 370
18.5 M2M產品案例：從數據到智能 …… 371
18.6 展望 …… 374
參考文獻 …… 374
第19章 工業數字化 …… 375
19.1 技術推進數字化 …… 375
19.2 工業4.0：社會技術系統 …… 379
19.3 工作崗位的發展前景 …… 381
19.4 系統和工作形式的決定因素 …… 388
19.5 總結：在有限的範圍內擴展 …… 391
參考文獻 …… 394
第20章 大數據、模式識別是物流4.0的成功因素 …… 397
20.1 物流複雜性的增加 …… 397
20.2 商品流複雜性的確定與集成 …… 400
20.3 從信息理論觀點看待複雜性、信息和協調的關係 …… 402
20.4 模式識別和預測作為未來的一種方法 …… 405
20.5 大數據和預測數據分析在實踐中的作用 …… 407
20.6 行為模式的可視化舉例 …… 409
20.7 主數據管理 …… 410
參考文獻 …… 411