德國工業(yè)4.0大全 第2卷：自動化技術(shù)（原書第2版）

目　　錄
譯者序
前言
第一篇　工業(yè)4.0的應(yīng)用場景
第1章　工業(yè)4.0的實(shí)際應(yīng)用 …… 2
1.1　工業(yè)生產(chǎn)中的物聯(lián)網(wǎng) …… 2
1.2　減少工廠中媒介中斷的技術(shù)范例 …… 4
1.3　應(yīng)用實(shí)例 …… 7
1.4　評價與展望 …… 20
1.5　總結(jié) …… 26
1.6　參考文獻(xiàn) …… 27
第2章　基于代理的互聯(lián)智能生產(chǎn)設(shè)備的動態(tài)重構(gòu) …… 29
2.1　工業(yè)4.0示例：MyJoghurt …… 29
2.2　不同場景及隨之而來的挑戰(zhàn) …… 31
2.3　范例的結(jié)構(gòu)和基本流程 …… 36
2.4　示范工廠的基于代理的連接方式 …… 37
2.5　參考文獻(xiàn) …… 40
第3章　在基于機(jī)器人的工廠中集成多樣化控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例 …… 42
3.1　引言 …… 42
3.2　編程 …… 44
3.3　傳感器和執(zhí)行器的通信和集成 …… 48
3.4　總結(jié) …… 53
3.5　參考文獻(xiàn) …… 54
第4章　工業(yè)4.0中“即插即生成”的應(yīng)用案例 …… 56
4.1　工業(yè)4.0對自動化的影響 …… 56
4.2　工業(yè)控制過程的“即插即生成” …… 59
4.3　工業(yè)實(shí)時網(wǎng)絡(luò)的“即插即生成” …… 63
4.4　總結(jié) …… 66
4.5　參考文獻(xiàn) …… 67
第二篇　信息物理系統(tǒng)的運(yùn)行
第5章　通過信息物理系統(tǒng)提高協(xié)作生產(chǎn)率 …… 70
5.1　引言 …… 70
5.2　生產(chǎn)控制中的挑戰(zhàn) …… 71
5.3　信息物理系統(tǒng)中的協(xié)作生產(chǎn)率 …… 73
5.4　工業(yè)4.0的管理方法 …… 74
5.5　應(yīng)用案例 …… 82
5.6　參考文獻(xiàn) …… 86
第6章　面向代理的移動機(jī)器人將現(xiàn)有異構(gòu)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)連接至工業(yè)4.0系統(tǒng) …… 88
6.1　動機(jī) …… 88
6.2　生產(chǎn)-運(yùn)輸一體化的概念 …… 91
6.3　示范機(jī)器人集成代理網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施 …… 100
6.4　機(jī)器人集成代理網(wǎng)絡(luò)示范的評價 …… 102
6.5　總結(jié)與展望 …… 108
6.6　參考文獻(xiàn) …… 110
第7章　高性能自動化使信息技術(shù)和生產(chǎn)相結(jié)合 …… 111
7.1　分類 …… 111
7.2　對未來生產(chǎn)的要求 …… 112
7.3　對未來自動化技術(shù)的要求 …… 113
7.4　工業(yè)4.0的必要前提 …… 113
7.5　高性能自動化 …… 115
7.6　通信—世界與個人計(jì)算機(jī)相遇 …… 125
7.7　工業(yè)4.0必要元素—加工步驟和流程的本體學(xué)和分類學(xué) …… 128
7.8　工業(yè)4.0環(huán)境下的多樣化標(biāo)準(zhǔn) …… 133
7.9　總結(jié) …… 134
7.10　參考文獻(xiàn) …… 135
第8章　以基于PC的控制技術(shù)作為智能網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ) …… 138
8.1　生產(chǎn)技術(shù)的變遷 …… 138
8.2　基于PC的控制技術(shù) …… 140
8.3　網(wǎng)絡(luò)化智慧工廠 …… 141
8.4　高性能控制技術(shù) …… 146
8.5　科學(xué)自動化—it抯 OWL-ScAut …… 149
8.6　普遍的一體化工程 …… 152
8.7　總結(jié) …… 157
8.8　參考文獻(xiàn) …… 158
第三篇　工業(yè)4.0中的工程理念
第9章　Clip X：控制柜生產(chǎn)的工業(yè)化之路 …… 160
9.1　概述 …… 160
9.2　控制柜制造過程中的過程鏈 …… 163
9.3　工業(yè)4.0背景下的控制柜制造 …… 167
9.4　實(shí)踐實(shí)例 …… 171
9.5　總結(jié) …… 175
9.6　參考文獻(xiàn) …… 176
第10章　面向設(shè)備模型工程的集成平臺需求和解決方案 …… 178
10.1　引言 …… 178
10.2　應(yīng)用 …… 181
10.3　對于不間斷模型和連續(xù)工具鏈的需求 …… 185
10.4　獨(dú)立于制造商的集成平臺AML Hub …… 188
10.5　解決方案的比較 …… 192
10.6　流程支持 …… 196
10.7　總結(jié)與展望 …… 198
10.8　參考文獻(xiàn) …… 199
第11章　自動化標(biāo)記語言概述 …… 202
11.1　引言 …… 203
11.2　被涵蓋的設(shè)計(jì)流程及其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) …… 206
11.3　應(yīng)用實(shí)例 …… 212
11.4　AutomationML的基本架構(gòu) …… 213
11.5　系統(tǒng)拓?fù)浜拖到y(tǒng)元素的建模 …… 216
11.6　集成對象語義 …… 225
11.7　幾何學(xué)和運(yùn)動學(xué) …… 228
11.8　 行為建模 …… 231
11.9　網(wǎng)絡(luò)建模 …… 235
11.10　集成額外的外部信息 …… 244
11.11　應(yīng)用流程 …… 244
11.12　總結(jié) …… 247
11.13　參考文獻(xiàn) …… 247
第12章　工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的異構(gòu)和分布式開發(fā)環(huán)境中的質(zhì)量保證 …… 250
12.1　引言 …… 250
12.2　項(xiàng)目角色和要求 …… 254
12.3　綜合數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù) …… 256
12.4　集中檢查和集成測試 …… 258
12.5　觀察關(guān)鍵過程和項(xiàng)目參數(shù) …… 260
12.6　產(chǎn)品監(jiān)控項(xiàng)目和質(zhì)量管理 …… 264
12.7　總結(jié) …… 266
12.8　展望 …… 267
12.9　參考文獻(xiàn) …… 268
第13章　工業(yè)4.0組件中自動化裝置的集成 …… 270
13.1　引言 …… 270
13.2　I40組件 …… 273
13.3　AT設(shè)備的模型 …… 274
13.4　AT設(shè)備的設(shè)備說明 …… 277
13.5　應(yīng)用案例 …… 281
13.6　總結(jié) …… 282
13.7　參考文獻(xiàn) …… 283
第14章　語義網(wǎng)對工業(yè)4.0工程的貢獻(xiàn) …… 284
14.1　引言 …… 284
14.2　語義網(wǎng)簡介 …… 286
14.3　分析框架 …… 288
14.4　在工業(yè)場景中使用語義網(wǎng)技術(shù) …… 293
14.5　語義網(wǎng)技術(shù)的局限性 …… 300
14.6　總結(jié) …… 301
14.7　致謝 …… 302
14.8　參考文獻(xiàn) …… 302
第15章　診斷異構(gòu)工程數(shù)據(jù)的不一致性 …… 305
15.1　引言 …… 305
15.2　應(yīng)用實(shí)例 …… 307
15.3　不一致性管理的要求 …… 308
15.4　研究現(xiàn)狀 …… 310
15.5　不一致性診斷的概念 …… 316
15.6　未來工作的結(jié)果和研究主題的討論 …… 320
15.7　參考文獻(xiàn) …… 322
第16章　通過接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)制造業(yè)中的數(shù)據(jù)集成 …… 325
16.1　引言 …… 325
16.2　接口快速標(biāo)準(zhǔn)化的靈活方式 …… 327
16.3　使用PLT實(shí)例來闡釋靈活標(biāo)準(zhǔn)化方法的使用 …… 329
16.4　以模塊集成為例的標(biāo)準(zhǔn)化 …… 331
16.5　工業(yè)4.0環(huán)境中的數(shù)據(jù)集成應(yīng)用案例 …… 334
16.6　參考文獻(xiàn) …… 337
第17章　生產(chǎn)管理系統(tǒng)的自動生成 …… 339
17.1　引言及問題背景 …… 340
17.2　食品工業(yè)的環(huán)境 …… 342
17.3　通用網(wǎng)絡(luò)連接方法 …… 344
17.4　應(yīng)用實(shí)例：釀造過程 …… 347
17.5　自動生成生產(chǎn)管理系統(tǒng)和在食品工業(yè)領(lǐng)域?qū)嵤┑母拍?…… 348
17.6　總結(jié)與展望 …… 356
17.7　參考文獻(xiàn) …… 356
第四篇　縱向和橫向集成
第18章　標(biāo)準(zhǔn)化的縱向通信和橫向通信 …… 360
18.1　縱向集成和橫向集成 …… 360
18.2　參考文獻(xiàn) …… 379
第19章　工業(yè)4.0—全球參與的機(jī)遇和挑戰(zhàn) …… 381
19.1　工業(yè)的重生 …… 381
19.2　客戶案例 …… 391
19.3　西門子發(fā)展路線圖 …… 394
19.4　參考文獻(xiàn) …… 395
第20章　用于耦合異構(gòu)信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)的模塊化軟件代理 …… 397
20.1　引言 …… 397
20.2?。夹g(shù)）軟件代理的理念 …… 400
20.3　基于模型的開發(fā)的理念 …… 401
20.4　基于軟件代理的CPPS連接器 …… 403
20.5　總結(jié)與展望 …… 404
20.6　參考文獻(xiàn) …… 405
第21章　工業(yè)4.0中的特征語義學(xué) …… 407
21.1　引言 …… 407
21.2　什么是語義學(xué) …… 409
21.3　信息交換時語義學(xué)的作用 …… 411
21.4　語法和語義的信息模型 …… 415
21.5　通過基于特征的語義提高工程的一致性 …… 419
21.6　總結(jié) …… 420
21.7　參考文獻(xiàn) …… 420
第22章　工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)的橫向和縱向模塊化集成框架 …… 422
22.1　引言 …… 422
22.2　Open-edi參考模型 …… 424
22.3　基于模型的橫向和縱向標(biāo)準(zhǔn)集成的框架 …… 427
22.4　根據(jù)Open-edi確定的BOV和FSV標(biāo)準(zhǔn) …… 430
22.5　總結(jié)與展望 …… 439
22.6　致謝 …… 441
22.7　參考文獻(xiàn) …… 441
第五篇　工業(yè)4.0中的數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析
第23章　智慧大數(shù)據(jù)—智能操作、分析和過程調(diào)整 …… 446
23.1　引言 …… 446
23.2　工業(yè)4.0中的物聯(lián)網(wǎng) …… 447
23.3　大數(shù)據(jù) …… 452
23.4　工業(yè)4.0下的業(yè)務(wù)流程 …… 453
23.5　參考文獻(xiàn) …… 458
第24章　智能工廠中的數(shù)據(jù)分析 …… 459
24.1　動機(jī) …… 459
24.2　挑戰(zhàn) …… 463
24.3　解決方法 …… 465
24.4　案例分析 …… 467
24.5　總結(jié) …… 474
24.6　參考文獻(xiàn) …… 476
第25章　工業(yè)4.0中數(shù)據(jù)分析方面的法律問題 …… 479
25.1　制造工業(yè)中涉及智能數(shù)據(jù)的合作關(guān)系 …… 479
25.2　工業(yè)數(shù)據(jù)的法律分類 …… 481
25.3　智能數(shù)據(jù)交換的合同設(shè)計(jì) …… 487
25.4　智能數(shù)據(jù)交換的其他合作關(guān)系 …… 499
25.5　合同建議 …… 504
25.6　總結(jié) …… 508
25.7　參考文獻(xiàn) …… 510
第六篇　工業(yè)4.0中的人機(jī)交互
第26章　信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)中的人力支持 …… 514
26.1　動機(jī) …… 514
26.2　支持人機(jī)界面的技術(shù) …… 516
26.3　總結(jié)與展望 …… 522
26.4　參考文獻(xiàn) …… 522
第27章　技術(shù)裝備的現(xiàn)代觸摸屏交互設(shè)計(jì) …… 524
27.1　工業(yè)4.0中觸摸屏交互的重要性 …… 524
27.2　起始狀態(tài) …… 526
27.3　現(xiàn)代觸摸交互的優(yōu)點(diǎn)和可能性 …… 527
27.4　觸摸屏交互應(yīng)用的挑戰(zhàn)和局限性 …… 529
27.5　工業(yè)背景下的觸摸屏設(shè)計(jì) …… 533
27.6　參考文獻(xiàn) …… 542
第28章　“工業(yè)4.0情景”與人的融合 …… 544
28.1　引言 …… 544
28.2　生產(chǎn)系統(tǒng)的生命周期 …… 547
28.3　人與生產(chǎn)系統(tǒng)的交互 …… 549
28.4　總結(jié) …… 554
28.5　參考文獻(xiàn) …… 555
第29章　在工業(yè)4.0的框架下應(yīng)用移動計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來應(yīng)對人口結(jié)構(gòu)的變化 …… 559
29.1　引言 …… 559
29.2　動機(jī)：工作場所的人口變化 …… 561
29.3　移動系統(tǒng)和可穿戴計(jì)算系統(tǒng)在環(huán)境輔助工作方式下的分類 …… 565
29.4　移動系統(tǒng)和可穿戴微機(jī)系統(tǒng)在環(huán)境輔助工作設(shè)計(jì)中的應(yīng)用領(lǐng)域 …… 571
29.5　對移動系統(tǒng)的接受和用戶的要求 …… 577
29.6　移動系統(tǒng)的成功標(biāo)準(zhǔn) …… 580
29.7　總結(jié)與展望 …… 582
29.8　致謝 …… 583
29.9　參考文獻(xiàn) …… 583