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。
本书深入探讨了数字化转型在工业企业中的必要性和紧迫性，提供了一套全面的框架和方法论，旨在帮助企业有效进行数字化转型。作者采用以终为始的创新方法论，全景式地描绘了数字化转型的内涵、趋势、应用方式和技术手段，强调了转型不仅是技术的应用，更是业务模式和企业文化的全面革新。 对于工业行业而言，本书的价值在于提供了一种系统性且通用的思考框架和行动指南，帮助来自不同行业的企业形成识别和把握数字化转型机遇的能力。本书强调了如何应对转型过程中的常见内外部挑战，以及如何通过建立数据资产、优化运营流程、利用云计算和人工智能等先进技术手段来克服这些挑战。
当前，数字化转型已经不再是企业可有可无的选项，而是通向未来的必经之路。但是正如一千个人眼中有一千个哈姆雷特，每个人心中也都有自己对于数字化转型的理解和画像，而每个研究机构也都有自己对于数字化转型的理解。如果你是工业企业的管理者，应该如何开启数字化转型之旅？如果你作为数字化转型的引导者和推动者，应该如何帮助企业或者客户获得预期的投资回报？数字化转型是否成功又应该如何衡量？本书作者通过以终为始的创新方法论，从工业企业推动业务优化和转型的视角出发，尝试对工业数字化转型的内涵与趋势、应用方式及主要技术手段做一个全景式描绘和阐述。
本书将工业数字化转型是对内提质增效，对外业务转型作为撰写主线，突出如何通过工业数字化转型五步走的方法，以不同工业企业的成功转型案例为参考，帮助读者根据自己所在企业的特点和所处行业的发展趋势，因地制宜地制定适合企业的数字化转型目标，选择合适的技术手段，并按照咨询规划后所制定的转型路线图，逐步实现企业期望的美好未来。
本书共分为9章。第1章重点介绍工业数字化转型的内涵与方向。首先澄清了工业数字化转型只有满足企业运营的业务需求，提高企业的运营效率和盈利能力，才能真正实现转型的价值；然后通过转思想、转组织、转方法、转文化、转模式的转型五步法，阐述了如何在方法论层面根据不同时期的企业侧重点，逐步达成从思想转变到业务转型的全过程。第2章重点介绍在工业企业产品的全生命周期运营过程中，需要逐步建立和有效流转各个运营环节产生的数字资产，通过工业元宇宙的技术平台实现对数字资产的充分利用，最大限度地发挥数字资产的潜在价值。第3章重点介绍如何通过设立科学的阶段目标和行动原则，应对工业企业通常在遇到各类转型转不起来时，所要面对的挑战和问题。
第4章～第9章则是重点讨论如何应用数字化技术提供支撑，帮助企业合理高效地实现数字化转型的目标。在工业数字化转型的新技术实现模式体系中，智能制造是底座，工业云计算提供触手可及的算力，工业AI提供无所不及的智能，工业物联网提供无所不在的连接，而工业元宇宙则提供身临其境的感受。第4章讨论智能制造如何通过对关键制造环节的智能化来推动企业内部生产运营模式的转变，如何满足客户对产品质量、成本和交货时间的内在需求。第5章重点讨论如何有效利用云计算的敏捷、弹性、按需访问等特点，搭建敏捷灵活的创新开发平台，利用持续交付能力，让企业能够快速进行试错和迭代，提升客户体验。第6章讨论在人工智能已经普遍应用于消费者侧的今天，工业企业如何利用AI技术，帮助完成大量复杂且高强度的生产和供应链运营工作，例如产品缺陷分类、智能决策、智能客服、基于知识图谱的工艺优化等。第7章讨论如何通过工业物联网实现各类工业设备和产品之间的互联互通，完成实时数据的采集和分析，为企业提供全面的数字化和智能化的决策支持，并为数字资产的诞生提供数据基础。第8章讨论工业元宇宙正在逐步改变人类进行信息交互的方式，通过虚实融合的交互技术，在数字孪生世界中提供监控、分析、仿真、决策乃至对物理世界的反向控制。第9章讨论ChatGPT赋能工业。AI与元宇宙并不是互相排斥的概念，AI可以作为人类的助手与合作伙伴，共同推动元宇宙的内容创造。
工业数字化转型是一项长期且复杂的系统工程，很难通过单一技术手段或者解决方案就达成最终转型目标，而是需要一个完整的技术生态体系，围绕在转型企业的周围，并基于共同认可的创新理念来推进转型的有序进行。
工业企业的数字化转型并没有一套标准的方法与路径，本书只是进行了初步探索，希望可以帮助读者在自身实践中少走弯路，再进一步，更上一层楼。企业需要在实践中不断深入地理解工业数字化转型的本质，并结合实际情况和技术趋势，灵活而务实地推进转型工作。衷心希望本书能够成为工业数字化转型领域的一本有价值的参考书籍，为企业的转型升级贡献一份力量，与业界同仁共同推动工业数字化转型的发展。
对于本书中可能出现的疏漏，恳请读者不吝赐教，作者定当虚心接受，在后期再版时予以校正。在此向尊敬的读者朋友们致以崇高敬意！
在本书漫长而充满挑战的编写过程中，我得到了许多人的支持和帮助，他们的智慧和努力对这本书的完成至关重要。我要感谢我的家庭，尤其是我的妻子王鸿。在我无数个埋头于书稿的日子里，是她的理解、耐心和支持，给了我无尽的力量和灵感。她不仅是我生活中的伴侣，也是我职业道路上不可或缺的坚强后盾。再次感谢所有支持和帮助过我的人，没有你们，这本书不可能完成。让我们一起期待工业数字化转型带来的美好未来。
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
第1章 工业数字化转型的内涵与方向 1
1.1 工业企业的数字化转型需求 1
1.2 工业数字化转型的外延与内涵 3
1.2.1 工业企业从传统工业经济走向数字工业经济 3
1.2.2 数字工业经济的生产力 4
1.2.3 工业数字化转型的内涵 7
1.2.4 成功案例：英格索兰公司的数字化转型 12
1.3 工业数字化转型之五转 14
1.3.1 第一转：转思想 14
1.3.2 第二转：转组织 18
1.3.3 第三转：转方法 20
1.3.4 第四转：转文化 22
1.3.5 第五转：转模式 25
1.4 工业数字化转型的核心是数据驱动 27
1.4.1 数据驱动和流程驱动 28
1.4.2 实现数据驱动 29
1.4.3 数据驱动中需要应对的挑战 30
参考文献 30
第2章 工业数字化转型的新阶段 32
2.1 工业及工业产品管理场景 32
2.1.1 工业的定义和产业特点 32
2.1.2 工业产品的管理场景 34
2.2 数字资产及其利用 36
2.2.1 数字资产及其分类 36
2.2.2 充分利用数字资产 38
2.3 工业元宇宙及其价值 39
2.3.1 工业元宇宙的技术定义和技术价值 39
2.3.2 工业元宇宙重塑工业制造场景 41
2.4 工业元宇宙涉及的主要技术 42
2.4.1 技术基础设施 42
2.4.2 元宇宙底层操作系统 44
2.4.3 元宇宙世界编辑器 44
2.4.4 交互设备及工具 44
2.4.5 虚拟现实 45
2.4.6 增强现实 45
2.4.7 混合现实 46
2.4.8 新型交互技术 46
2.5 宝马里达元宇宙工厂案例 47
参考文献 48
第3章 工业数字化转型的挑战与实现 49
3.1 落地挑战 49
3.1.1 理念挑战 49
3.1.2 问题挑战 53
3.2 阶段目标与核心原则 56
3.2.1 分阶段战略目标及示例 56
3.2.2 核心原则 58
3.3 关键行动与技术路线 62
3.3.1 关键行动 62
3.3.2 技术路线 69
3.4 升级组织架构 70
3.4.1 单点数字化应用阶段 70
3.4.2 数字化应用到核心业务流程阶段 70
3.4.3 数字化作为第二业务曲线驱动力的阶段 71
3.4.4 数字化转型处于行业先锋探索阶段 72
3.5 成功案例：西门子从电气自动化到工业软件巨头 73
参考文献 76
第4章 工业数字化转型的底座：智能制造 77
4.1 智能制造及其实施重点 77
4.1.1 智能制造的意义和特征 77
4.1.2 智能制造的实施重点 79
4.2 智能制造的主要应用场景 81
4.2.1 智能装备 81
4.2.2 智能设计 84
4.2.3 智能工厂运营管理 87
4.2.4 智能供应链 91
4.2.5 智能服务 93
4.3 智能制造与工业元宇宙 97
4.3.1 智能制造与工业元宇宙的应用目标和场景 97
4.3.2 智能制造与工业元宇宙的侧重 97
4.4 智能制造的演进路线 98
4.4.1 互联阶段 98
4.4.2 洞察阶段 99
4.4.3 持续优化阶段 99
4.5 智能制造案例 101
参考文献 103
第5章 触手可及的算力：工业云计算 104
5.1 云计算及其部署 104
5.1.1 云计算的发展历程 104
5.1.2 云计算的定义 105
5.1.3 云计算的部署类型 108
5.2 云计算的不同服务类型 109
5.2.1 IaaS/PaaS/SaaS的定义 109
5.2.2 云计算的价值 110
5.3 工业云计算 111
5.3.1 双模IT 111
5.3.2 联想双模IT实践案例 113
5.3.3 工业云助力工业企业实现数字化转型 113
5.3.4 工业云计算和常规云计算的差异 116
5.3.5 工业云的主要应用场景 119
参考文献 125
第6章 无所不及的智能：工业AI 126
6.1 工业AI的关键要素 126
6.1.1 工业AI的特点 127
6.1.2 工业AI的自主智能控制与劳动力转型 128
6.1.3 工业AI的安全性与定制化挑战 128
6.1.4 智慧无人零售：Amazon Go 129
6.2 工业AI的主要应用场景 131
6.2.1 智能内容运营 132
6.2.2 智能知识管理 134
6.2.3 工业AI质检 135
6.2.4 智能客服 137
6.2.5 智能IT运维 139
6.2.6 智能决策 142
6.2.7 机器学习平台 144
参考文献 149
第7章 无所不在的连接：工业物联网 150
7.1 工业物联网的关键要素 151
7.1.1 工业物联网的关键特性与面临的挑战 151
7.1.2 智能工厂和工业物联网的融合与发展 152
7.1.3 工业物联网的安全风险与组织变革 154
7.2 工业物联网及其平台建设 155
7.2.1 工业物联网的发展阶段 155
7.2.2 工业物联网应用的三大挑战 158
7.2.3 工业物联网平台的建设 159
7.3 合兴包装产业互联网平台 162
7.3.1 我国包装产业的现状 162
7.3.2 合兴包装产业互联网平台 163
第8章 融合现实与虚拟的产业革命：工业元宇宙 165
8.1 理解元宇宙 166
8.1.1 从科技发展视角理解元宇宙 166
8.1.2 从互联网视角理解元宇宙 167
8.2 工业元宇宙概貌 168
8.2.1 工业元宇宙的特点 169
8.2.2 工业元宇宙的发展方向和趋势 170
8.2.3 工业元宇宙面临的风险和挑战 171
8.3 工业元宇宙的底座数字孪生 172
8.3.1 数字孪生及其发展概述 172
8.3.2 高价值数字孪生 176
8.3.3 建设人人可用的数字孪生平台 178
8.3.4 可计算数字孪生的建设步骤 181
8.3.5 决策自治是数字孪生技术的发展方向 188
8.4 工业元宇宙的入口扩展现实 189
8.4.1 扩展现实的相关概念 189
8.4.2 扩展现实的展望 191
8.5 汽车行业数字孪生工厂建设实例 194
8.5.1 建设目标 194
8.5.2 主要技术要求和实现方式 195
8.5.3 数字孪生与工业互联网的结合展望 197
参考文献 198
第9章 ChatGPT赋能工业 199
9.1 通用人工智能与生成式人工智能 200
9.1.1 通用人工智能 200
9.1.2 生成式人工智能 201
9.2 大语言模型 202
9.3 ChatGPT简介 204
9.3.1 ChatGPT的定义 204
9.3.2 从GPT开始发展 207
9.3.3 2019年的GPT-2 208
9.3.4 2020年的GPT-3 209
9.3.5 最小化有害输出的InstructGPT 211
9.3.6 基于GPT-3.5的ChatGPT 212
9.3.7 对ChatGPT使用方式的误解 214
9.3.8 ChatGPT的计费单位和方式 216
9.4 ChatGPT赋能工业 217
9.4.1 微软产品与ChatGPT的结合 217
9.4.2 ChatGPT助力汽车行业 222
9.4.3 ChatGPT提供工业发展新动力 223
9.4.4 ChatGPT与工业元宇宙 225
9.5 提示词：高质量答案的钥匙 226
9.5.1 为什么ChatGPT没期待的那样好用 226
9.5.2 什么是提示词 227
9.5.3 提示词的5重境界 230
9.5.4 使用场景1：回答问题 231
9.5.5 使用场景2：生成内容 233
9.5.6 使用场景3：锦上添花，改写内容 240
9.5.7 使用场景4：锦上添花，信息解释 242
9.5.8 使用场景5：化繁为简，总结内容和情绪 242
9.5.9 使用场景6：多工具联动自动生成幻灯片 244
9.6 ChatGPT的潜在风险 246
9.6.1 ChatGPT存在的7类风险 246
9.6.2 应对ChatGPT潜在风险的措施 247
9.7 世界模拟器：OpenAI Sora 247
9.7.1 Sora的实际表现 248
9.7.2 Sora的实现原理 249
9.7.3 Sora在训练中掌握世界规律 250
参考文献 251
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