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【作者】
·比吉特?沃格尔-霍伊泽尔（Birgit Vogel-Heuser），工程博士，教授，德国慕尼黑工业大学自动化和信息系统教席主任。
·托马斯?保尔汉森（Thomas Bauernhansl），工程博士，教授，德国斯图加特大学工业制造和工厂管理（IFF）研究所所长，德国弗劳恩霍夫制造技术与自动化研究所所长。
·迈克尔?腾?洪佩尔(Michael ten Hompel)，工程博士，教授，德国弗劳恩霍夫物流和供给技术研究所所长、弗劳恩霍夫软件和系统技术（ISST）研究所所长，德国多特蒙德大学材料搬运和仓储技术（FLW）教席主任。
【内容】
本书主要介绍工业4.0中更新的和新兴的物流技术：面向工业4.0的物流技术、工业地面搬运车辆、仓库技术、系统的综合服务、物流系统中的传感器和执行器、物流4.0装置与设备、工业4.0系统的管理。
【目录】
译者序
前言
篇 工业4.0中的物流技术
第1章 工业4.0中的即插即用输送技术 …… 2
1.1 引言 …… 2
1.2 即插即用输送系统的需求特性 …… 3
1.3 设计原则 …… 5
1.4 连续输送系统举例 …… 9
1.5 非连续输送系统举例 …… 14
1.6 总结和展望 …… 18
参考文献 …… 19
第2章 小规模信息物理输送技术 …… 21
2.1 引言 …… 21
2.2 工业4.0背景下小规模信息物理输送技术的柔性提升 …… 22
2.3 小规模信息物理输送技术的框架结构 …… 25
2.4 小规模信息物理输送技术的控制 …… 27
2.5 小规模信息物理输送技术的数据通信 …… 36
参考文献 …… 45
第3章 人在工业4.0中的角色 …… 47
3.1 引言 …… 47
3.2 工业4.0中的人和自主系统的交互 …… 51
3.3 自主系统交互的新方法 …… 54
3.4 总结与展望 …… 61
参考文献 …… 62
第二篇 具备工业4.0要求的地面运输车
第4章 社会技术系统中多功能可变形的输送设备 …… 66
4.1 蚁群结构—未来厂内物流扁平化组织结构 …… 66
4.2 金字塔架构的终结和可变化物流的未来 …… 70
4.3 消费需求变化带来的物流变化 …… 71
4.4 可变能力的未来因素 …… 72
4.5 物联网中的认知物流 …… 75
4.6 成功要素之一：分散式控制系统 …… 76
4.7 静态存储到可转换的枢纽 …… 80
4.8 Hub2Move中的可变形叉车 …… 81
4.9 工业4.0背景下的新型工作组织架构 …… 86
参考文献 …… 89
第5章 使用认知系统实现的智能化运输工具 …… 91
5.1 引言 …… 91
5.2 工业卡车光学定位系统 …… 92
5.3 摄像机支持下的储存和检索功能 …… 98
5.4 地面运输车轮胎中的传感器集成 …… 105
5.5 厂内物流中无人驾驶车辆调试的语音控制系统 …… 110
5.6 手势控制的无人小车 …… 116
参考文献 …… 123
第6章 智能运输平台以及自动化平台的核心技术 …… 126
6.1 动机 …… 126
6.2 关键技术说明 …… 129
6.3 现有智能化、移动系统示例 …… 138
6.4 总结与展望 …… 141
参考文献 …… 142
第三篇 工业4.0仓储技术
第7章 工业4.0背景下的智能化、网络化仓储系统 …… 146
7.1 穿梭车系统的特性 …… 146
7.2 小件穿梭车的优势 …… 150
7.3 优势集成：SmartCarrier …… 152
第8章 基于信息物理系统的可移动仓库 …… 158
8.1 引言 …… 158
8.2 可移动仓库中的工业4.0 …… 163
8.3 技术现状 …… 164
8.4 展望 …… 184
参考文献 …… 187
第四篇 工业4.0系统的混合服务
第9章 设备云 …… 190
9.1 引言 …… 190
9.2 物联网技术和云计算的方案 …… 191
9.3 云物联网系统和应用的增值 …… 197
9.4 设备云：物联网与云计算和大数据的结合 …… 200
9.5 设备云的应用 …… 205
9.6 设备云：挑战与展望 …… 208
参考文献 …… 210
第10章 基于云计算的工业4.0软件服务 …… 211
10.1 云计算和工业4.0 …… 211
10.2 工业4.0提供的软件服务 …… 212
10.3 BPaaS平台的转换 …… 217
10.4 物流云计算的市场分析 …… 225
10.5 总结 …… 227
参考文献 …… 228
第11章 工业4.0对仓库管理系统、运输管理系统以及供应链管理系统的影响 …… 229
11.1 工业4.0的开端 …… 230
11.2 IT开发者的挑战 …… 231
11.3 自适应的事件管理 …… 233
11.4 SOA（以服务为导向的架构）—工业4.0中IT架构的基础 …… 234
11.5 实时的信息交流 …… 236
11.6 以交易为基础的新的许可模式 …… 237
11.7 在互联流程中作为服务代理的IT系统 …… 239
11.8 多结构数据的统一、分析和使用 …… 240
参考文献 …… 242
第12章 面向工业4.0的仓库管理系统 …… 243
12.1 发展中的智能工厂 …… 243
12.2 货物管理的传统与创新 …… 246
12.3 人、机器及其机动性 …… 251
12.4 仓库管理何去何从 …… 253
12.5 总结 …… 255
参考文献 …… 257
第五篇 工业4.0物流系统的传感技术和执行技术
第13章 工业4.0的执行技术 …… 260
13.1 引言 …… 260
13.2 应用于厂内物流的驱动技术 …… 262
13.3 水平驱动技术的新思路 …… 263
13.4 输送机应用中效率 运动控制 …… 273
13.5 智能模块的能量再利用概念 …… 277
参考文献 …… 282
第14章 物流领域信息物理系统的基础 …… 283
14.1 引言和动机 …… 283
14.2 物流中的传感技术 …… 284
14.3 智能传感技术 …… 291
14.4 基于智能传感器的信息物理系统 …… 298
14.5 物流4.0的应用 …… 303
14.6 总结与展望 …… 310
参考文献 …… 311
第六篇 物流4.0设备
第15章 在工业4.0的背景下室内外的检测任务 …… 314
15.1 仓库盘点工艺的技术状况 …… 314
15.2 面向工业4.0的自主化 InventAIRy …… 315
15.3 中央控制台部分 …… 317
15.4 测试系统的经验 …… 318
15.5 室外和室内的自主化飞行 …… 319
15.6 2D激光扫描仪被用于空间定位和自主避障 …… 321
15.7 项目中应用以及通信，构想的方案为室内的自主化飞行奠定基础 …… 322
15.8 总结和展望 …… 323
第16章 在工业4.0背景下的增材制造方法 …… 325
16.1 动机和分类 …… 325
16.2 增材制造方法的原理 …… 328
16.3 增材制造方法的机遇 …… 336
16.4 总结 …… 346
参考文献 …… 347
第七篇 工业4.0系统的管理
第17章 物流4.0的商业模式 …… 350
17.1 工业4.0 …… 350
17.2 转型的基本原则 …… 351
17.3 技术需要组织架构 …… 352
17.4 对中型企业的限制 …… 353
17.5 新商业模式 …… 354
17.6 短期和专属的客户需求 …… 358
17.7 复杂的价值创造模式 …… 358
17.8 从互联网到商业网站 …… 359
17.9 遵循卡特尔法 …… 361
17.10 展望：衡量和管理物流4.0新的商业模式 …… 361
参考文献 …… 362
第18章 机器通信 …… 364
18.1 M2M和工业4.0的基本定义 …… 365
18.2 工业4.0和M2M的相互作用 …… 367
18.3 M2M市场概况 …… 368
18.4 M2M市场的客户需求 …… 370
18.5 M2M产品案例：从数据到智能 …… 371
18.6 展望 …… 374
参考文献 …… 374
第19章 工业数字化 …… 375
19.1 技术推进数字化 …… 375
19.2 工业4.0：社会技术系统 …… 379
19.3 工作岗位的发展前景 …… 381
19.4 系统和工作形式的决定因素 …… 388
19.5 总结：在有限的范围内扩展 …… 391
参考文献 …… 394
第20章 大数据、模式识别是物流4.0的成功因素 …… 397
20.1 物流复杂性的增加 …… 397
20.2 商品流复杂性的确定与集成 …… 400
20.3 从信息理论观点看待复杂性、信息和协调的关系 …… 402
20.4 模式识别和预测作为未来的一种方法 …… 405
20.5 大数据和预测数据分析在实践中的作用 …… 407
20.6 行为模式的可视化举例 …… 409
20.7 主数据管理 …… 410
参考文献 …… 411
前言
篇 工业4.0中的物流技术
第1章 工业4.0中的即插即用输送技术 …… 2
1.1 引言 …… 2
1.2 即插即用输送系统的需求特性 …… 3
1.3 设计原则 …… 5
1.4 连续输送系统举例 …… 9
1.5 非连续输送系统举例 …… 14
1.6 总结和展望 …… 18
参考文献 …… 19
第2章 小规模信息物理输送技术 …… 21
2.1 引言 …… 21
2.2 工业4.0背景下小规模信息物理输送技术的柔性提升 …… 22
2.3 小规模信息物理输送技术的框架结构 …… 25
2.4 小规模信息物理输送技术的控制 …… 27
2.5 小规模信息物理输送技术的数据通信 …… 36
参考文献 …… 45
第3章 人在工业4.0中的角色 …… 47
3.1 引言 …… 47
3.2 工业4.0中的人和自主系统的交互 …… 51
3.3 自主系统交互的新方法 …… 54
3.4 总结与展望 …… 61
参考文献 …… 62
第二篇 具备工业4.0要求的地面运输车
第4章 社会技术系统中多功能可变形的输送设备 …… 66
4.1 蚁群结构—未来厂内物流扁平化组织结构 …… 66
4.2 金字塔架构的终结和可变化物流的未来 …… 70
4.3 消费需求变化带来的物流变化 …… 71
4.4 可变能力的未来因素 …… 72
4.5 物联网中的认知物流 …… 75
4.6 成功要素之一：分散式控制系统 …… 76
4.7 静态存储到可转换的枢纽 …… 80
4.8 Hub2Move中的可变形叉车 …… 81
4.9 工业4.0背景下的新型工作组织架构 …… 86
参考文献 …… 89
第5章 使用认知系统实现的智能化运输工具 …… 91
5.1 引言 …… 91
5.2 工业卡车光学定位系统 …… 92
5.3 摄像机支持下的储存和检索功能 …… 98
5.4 地面运输车轮胎中的传感器集成 …… 105
5.5 厂内物流中无人驾驶车辆调试的语音控制系统 …… 110
5.6 手势控制的无人小车 …… 116
参考文献 …… 123
第6章 智能运输平台以及自动化平台的核心技术 …… 126
6.1 动机 …… 126
6.2 关键技术说明 …… 129
6.3 现有智能化、移动系统示例 …… 138
6.4 总结与展望 …… 141
参考文献 …… 142
第三篇 工业4.0仓储技术
第7章 工业4.0背景下的智能化、网络化仓储系统 …… 146
7.1 穿梭车系统的特性 …… 146
7.2 小件穿梭车的优势 …… 150
7.3 优势集成：SmartCarrier …… 152
第8章 基于信息物理系统的可移动仓库 …… 158
8.1 引言 …… 158
8.2 可移动仓库中的工业4.0 …… 163
8.3 技术现状 …… 164
8.4 展望 …… 184
参考文献 …… 187
第四篇 工业4.0系统的混合服务
第9章 设备云 …… 190
9.1 引言 …… 190
9.2 物联网技术和云计算的方案 …… 191
9.3 云物联网系统和应用的增值 …… 197
9.4 设备云：物联网与云计算和大数据的结合 …… 200
9.5 设备云的应用 …… 205
9.6 设备云：挑战与展望 …… 208
参考文献 …… 210
第10章 基于云计算的工业4.0软件服务 …… 211
10.1 云计算和工业4.0 …… 211
10.2 工业4.0提供的软件服务 …… 212
10.3 BPaaS平台的转换 …… 217
10.4 物流云计算的市场分析 …… 225
10.5 总结 …… 227
参考文献 …… 228
第11章 工业4.0对仓库管理系统、运输管理系统以及供应链管理系统的影响 …… 229
11.1 工业4.0的开端 …… 230
11.2 IT开发者的挑战 …… 231
11.3 自适应的事件管理 …… 233
11.4 SOA（以服务为导向的架构）—工业4.0中IT架构的基础 …… 234
11.5 实时的信息交流 …… 236
11.6 以交易为基础的新的许可模式 …… 237
11.7 在互联流程中作为服务代理的IT系统 …… 239
11.8 多结构数据的统一、分析和使用 …… 240
参考文献 …… 242
第12章 面向工业4.0的仓库管理系统 …… 243
12.1 发展中的智能工厂 …… 243
12.2 货物管理的传统与创新 …… 246
12.3 人、机器及其机动性 …… 251
12.4 仓库管理何去何从 …… 253
12.5 总结 …… 255
参考文献 …… 257
第五篇 工业4.0物流系统的传感技术和执行技术
第13章 工业4.0的执行技术 …… 260
13.1 引言 …… 260
13.2 应用于厂内物流的驱动技术 …… 262
13.3 水平驱动技术的新思路 …… 263
13.4 输送机应用中效率 运动控制 …… 273
13.5 智能模块的能量再利用概念 …… 277
参考文献 …… 282
第14章 物流领域信息物理系统的基础 …… 283
14.1 引言和动机 …… 283
14.2 物流中的传感技术 …… 284
14.3 智能传感技术 …… 291
14.4 基于智能传感器的信息物理系统 …… 298
14.5 物流4.0的应用 …… 303
14.6 总结与展望 …… 310
参考文献 …… 311
第六篇 物流4.0设备
第15章 在工业4.0的背景下室内外的检测任务 …… 314
15.1 仓库盘点工艺的技术状况 …… 314
15.2 面向工业4.0的自主化 InventAIRy …… 315
15.3 中央控制台部分 …… 317
15.4 测试系统的经验 …… 318
15.5 室外和室内的自主化飞行 …… 319
15.6 2D激光扫描仪被用于空间定位和自主避障 …… 321
15.7 项目中应用以及通信，构想的方案为室内的自主化飞行奠定基础 …… 322
15.8 总结和展望 …… 323
第16章 在工业4.0背景下的增材制造方法 …… 325
16.1 动机和分类 …… 325
16.2 增材制造方法的原理 …… 328
16.3 增材制造方法的机遇 …… 336
16.4 总结 …… 346
参考文献 …… 347
第七篇 工业4.0系统的管理
第17章 物流4.0的商业模式 …… 350
17.1 工业4.0 …… 350
17.2 转型的基本原则 …… 351
17.3 技术需要组织架构 …… 352
17.4 对中型企业的限制 …… 353
17.5 新商业模式 …… 354
17.6 短期和专属的客户需求 …… 358
17.7 复杂的价值创造模式 …… 358
17.8 从互联网到商业网站 …… 359
17.9 遵循卡特尔法 …… 361
17.10 展望：衡量和管理物流4.0新的商业模式 …… 361
参考文献 …… 362
第18章 机器通信 …… 364
18.1 M2M和工业4.0的基本定义 …… 365
18.2 工业4.0和M2M的相互作用 …… 367
18.3 M2M市场概况 …… 368
18.4 M2M市场的客户需求 …… 370
18.5 M2M产品案例：从数据到智能 …… 371
18.6 展望 …… 374
参考文献 …… 374
第19章 工业数字化 …… 375
19.1 技术推进数字化 …… 375
19.2 工业4.0：社会技术系统 …… 379
19.3 工作岗位的发展前景 …… 381
19.4 系统和工作形式的决定因素 …… 388
19.5 总结：在有限的范围内扩展 …… 391
参考文献 …… 394
第20章 大数据、模式识别是物流4.0的成功因素 …… 397
20.1 物流复杂性的增加 …… 397
20.2 商品流复杂性的确定与集成 …… 400
20.3 从信息理论观点看待复杂性、信息和协调的关系 …… 402
20.4 模式识别和预测作为未来的一种方法 …… 405
20.5 大数据和预测数据分析在实践中的作用 …… 407
20.6 行为模式的可视化举例 …… 409
20.7 主数据管理 …… 410
参考文献 …… 411
