工业数字化转型新征程

本书是一本系统讲解工业数字化转型的著作，从推动业务优化和转型的视角出发，全面阐述了工业数字化转型的内涵、趋势、应用方式和主要技术手段。全书共分9章，分别介绍了工业数字化转型的内涵与方向、数字资产的建立与利用、阶段目标和行动原则的设立，以及数字化技术的应用方式。本书从数字化转型的内涵到具体技术应用，深入剖析了数字化转型在工业企业的核心价值，为工业企业提供了一条清晰的数字化转型路径。本书提出“转型五步走”的方法论，通过实际案例分析，展示了从思想转变到创新方法和组织变革再到实现业务转型的全过程。

李铁军，25年工业数字化实践经验，熟悉汽车及零部件、装备制造、高科技电子和食品饮料等行业，擅长工业数字化转型咨询、灯塔工厂辅导、智能制造规划和数字孪生工厂咨询服务。曾就职于西门子10余年，负责工业软件产品咨询、规划、业务拓展和渠道管理，作为主力顾问实施了中国第一个MES项目——山东中烟青岛卷烟厂MES，推动落地了多个超千万数字化工厂咨询和实施，服务超过数百家制造业客户。2023年主导实施多个一线汽车品牌的数字孪生工厂项目，并支持完成一个国家级重点科研项目。

前言　III<br />第1章　工业数字化转型的内涵与方向　1<br />1.1　工业企业的数字化转型需求　1<br />1.2　工业数字化转型的外延与内涵　3<br />1.2.1　工业企业从传统工业经济走向数字工业经济　3<br />1.2.2　数字工业经济的生产力　4<br />1.2.3　工业数字化转型的内涵　7<br />1.2.4　成功案例：英格索兰公司的数字化转型　12<br />1.3　工业数字化转型之五转　14<br />1.3.1　第一转：转思想　14<br />1.3.2　第二转：转组织　18<br />1.3.3　第三转：转方法　20<br />1.3.4　第四转：转文化　22<br />1.3.5　第五转：转模式　25<br />1.4　工业数字化转型的核心是数据驱动　27<br />1.4.1　数据驱动和流程驱动　28<br />1.4.2　实现数据驱动　29<br />1.4.3　数据驱动中需要应对的挑战　30<br />参考文献　30<br />第2章　工业数字化转型的新阶段　32<br />2.1　工业及工业产品管理场景　32<br />2.1.1　工业的定义和产业特点　32<br />2.1.2　工业产品的管理场景　34<br />2.2　数字资产及其利用　36<br />2.2.1　数字资产及其分类　36<br />2.2.2　充分利用数字资产　38<br />2.3　工业元宇宙及其价值　39<br />2.3.1　工业元宇宙的技术定义和技术价值　39<br />2.3.2　工业元宇宙重塑工业制造场景　41<br />2.4　工业元宇宙涉及的主要技术　42<br />2.4.1　技术基础设施　42<br />2.4.2　元宇宙底层操作系统　44<br />2.4.3　元宇宙世界编辑器　44<br />2.4.4　交互设备及工具　44<br />2.4.5　虚拟现实　45<br />2.4.6　增强现实　45<br />2.4.7　混合现实　46<br />2.4.8　新型交互技术　46<br />2.5　宝马里达元宇宙工厂案例　47<br />参考文献　48<br />第3章　工业数字化转型的挑战与实现　49<br />3.1　落地挑战　49<br />3.1.1　理念挑战　49<br />3.1.2　问题挑战　53<br />3.2　阶段目标与核心原则　56<br />3.2.1　分阶段战略目标及示例　56<br />3.2.2　核心原则　58<br />3.3　关键行动与技术路线　62<br />3.3.1　关键行动　62<br />3.3.2　技术路线　69<br />3.4　升级组织架构　70<br />3.4.1　单点数字化应用阶段　70<br />3.4.2　数字化应用到核心业务流程阶段　70<br />3.4.3　数字化作为第二业务曲线驱动力的阶段　71<br />3.4.4　数字化转型处于行业先锋探索阶段　72<br />3.5　成功案例：西门子从电气自动化到工业软件巨头　73<br />参考文献　76<br />第4章　工业数字化转型的底座：智能制造　77<br />4.1　智能制造及其实施重点　77<br />4.1.1　智能制造的意义和特征　77<br />4.1.2　智能制造的实施重点　79<br />4.2　智能制造的主要应用场景　81<br />4.2.1　智能装备　81<br />4.2.2　智能设计　84<br />4.2.3　智能工厂运营管理　87<br />4.2.4　智能供应链　91<br />4.2.5　智能服务　93<br />4.3　智能制造与工业元宇宙　97<br />4.3.1　智能制造与工业元宇宙的应用目标和场景　97<br />4.3.2　智能制造与工业元宇宙的侧重　97<br />4.4　智能制造的演进路线　98<br />4.4.1　互联阶段　98<br />4.4.2　洞察阶段　99<br />4.4.3　持续优化阶段　99<br />4.5　智能制造案例　101<br />参考文献　103<br />第5章　触手可及的算力：工业云计算　104<br />5.1　云计算及其部署　104<br />5.1.1　云计算的发展历程　104<br />5.1.2　云计算的定义　105<br />5.1.3　云计算的部署类型　108<br />5.2　云计算的不同服务类型　109<br />5.2.1　IaaS/PaaS/SaaS的定义　109<br />5.2.2　云计算的价值　110<br />5.3　工业云计算　111<br />5.3.1　双模IT　111<br />5.3.2　联想双模IT实践案例　113<br />5.3.3　工业云助力工业企业实现数字化转型　113<br />5.3.4　工业云计算和常规云计算的差异　116<br />5.3.5　工业云的主要应用场景　119<br />参考文献　125<br />第6章　无所不及的智能：工业AI　126<br />6.1　工业AI的关键要素　126<br />6.1.1　工业AI的特点　127<br />6.1.2　工业AI的自主智能控制与劳动力转型　128<br />6.1.3　工业AI的安全性与定制化挑战　128<br />6.1.4　智慧无人零售：Amazon Go　129<br />6.2　工业AI的主要应用场景　131<br />6.2.1　智能内容运营　132<br />6.2.2　智能知识管理　134<br />6.2.3　工业AI质检　135<br />6.2.4　智能客服　137<br />6.2.5　智能IT运维　139<br />6.2.6　智能决策　142<br />6.2.7　机器学习平台　144<br />参考文献　149<br />第7章　无所不在的连接：工业物联网　150<br />7.1　工业物联网的关键要素　151<br />7.1.1　工业物联网的关键特性与面临的挑战　151<br />7.1.2　智能工厂和工业物联网的融合与发展　152<br />7.1.3　工业物联网的安全风险与组织变革　154<br />7.2　工业物联网及其平台建设　155<br />7.2.1　工业物联网的发展阶段　155<br />7.2.2　工业物联网应用的三大挑战　158<br />7.2.3　工业物联网平台的建设　159<br />7.3　合兴包装产业互联网平台　162<br />7.3.1　我国包装产业的现状　162<br />7.3.2　合兴包装产业互联网平台　163<br />第8章　融合现实与虚拟的产业革命：工业元宇宙　165<br />8.1　理解元宇宙　166<br />8.1.1　从科技发展视角理解元宇宙　166<br />8.1.2　从互联网视角理解元宇宙　167<br />8.2　工业元宇宙概貌　168<br />8.2.1　工业元宇宙的特点　169<br />8.2.2　工业元宇宙的发展方向和趋势　170<br />8.2.3　工业元宇宙面临的风险和挑战　171<br />8.3　工业元宇宙的底座—数字孪生　172<br />8.3.1　数字孪生及其发展概述　172<br />8.3.2　高价值数字孪生　176<br />8.3.3　建设人人可用的数字孪生平台　178<br />8.3.4　可计算数字孪生的建设步骤　181<br />8.3.5　决策自治是数字孪生技术的发展方向　188<br />8.4　工业元宇宙的入口—扩展现实　189<br />8.4.1　扩展现实的相关概念　189<br />8.4.2　扩展现实的展望　191<br />8.5　汽车行业数字孪生工厂建设实例　194<br />8.5.1　建设目标　194<br />8.5.2　主要技术要求和实现方式　195<br />8.5.3　数字孪生与工业互联网的结合展望　197<br />参考文献　198<br />第9章　ChatGPT赋能工业　199<br />9.1　通用人工智能与生成式人工智能　200<br />9.1.1　通用人工智能　200<br />9.1.2　生成式人工智能　201<br />9.2　大语言模型　202<br />9.3　ChatGPT简介　204<br />9.3.1　ChatGPT的定义　204<br />9.3.2　从GPT开始发展　207<br />9.3.3　2019年的GPT-2　208<br />9.3.4　2020年的GPT-3　209<br />9.3.5　最小化有害输出的InstructGPT　211<br />9.3.6　基于GPT-3.5的ChatGPT　212<br />9.3.7　对ChatGPT使用方式的误解　214<br />9.3.8　ChatGPT的计费单位和方式　216<br />9.4　ChatGPT赋能工业　217<br />9.4.1　微软产品与ChatGPT的结合　217<br />9.4.2　ChatGPT助力汽车行业　222<br />9.4.3　ChatGPT提供工业发展新动力　223<br />9.4.4　ChatGPT与工业元宇宙　225<br />9.5　提示词：高质量答案的钥匙　226<br />9.5.1　为什么ChatGPT没期待的那样好用　226<br />9.5.2　什么是提示词　227<br />9.5.3　提示词的5重境界　230<br />9.5.4　使用场景1：回答问题　231<br />9.5.5　使用场景2：生成内容　233<br />9.5.6　使用场景3：锦上添花，改写内容　240<br />9.5.7　使用场景4：锦上添花，信息解释　242<br />9.5.8　使用场景5：化繁为简，总结内容和情绪　242<br />9.5.9　使用场景6：多工具联动自动生成幻灯片　244<br />9.6　ChatGPT的潜在风险　246<br />9.6.1　ChatGPT存在的7类风险　246<br />9.6.2　应对ChatGPT潜在风险的措施　247<br />9.7　世界模拟器：OpenAI Sora　247<br />9.7.1　Sora的实际表现　248<br />9.7.2　Sora的实现原理　249<br />9.7.3　Sora在训练中掌握世界规律　250<br />参考文献　251