工業碳中和行動-構建綠色智能製造新模式 趙國利 9787122428479 【台灣高等教育出版社】

編輯推薦
1 國家雙碳目標導向，長期政策扶持。我國「雙碳」目標正式提出以來，國家陸續出台了一系列政策文件，基本建立了碳達峰·碳中和「1+N」政策體系。
2 作者資深，業內權威專家。作者具有較強的技術背景以及豐富的實踐經驗，對前沿技術在工業領域的應用及發展趨勢有著廣泛而深入的研究。
3 體系嚴謹，內容全面豐富。全書從雙碳工業、綠色製造、智能製造、數字化工廠、工業機器人等五大維度出發，系統介紹了「雙碳」願景下我國綠色智能製造的新技術、新業態和新模式。
4 脈絡清晰，實用性強。本書觀點新穎、深入淺出，以通俗易懂的語言全面闡述工業碳中和與智能製造領域的關鍵技術與典型應用。

內容簡介
本書立足於全球低碳轉型背景，詳細梳理了我國「雙碳」目標的政策邏輯與實踐路徑，針對我國工業碳達峰·碳中和的重點環節與關鍵問題，全景展現了各細分行業領域的碳減排技術路徑與具體措施。全書詳細闡述5G、物聯網、大數據、數字孿生、邊緣計算、工業機器人等前沿技術在工業製造領域的融合與創新應用，從「雙碳」工業、綠色製造、智能製造、數字化工廠、工業機器人等五大維度出發，系統介紹了「雙碳」願景下我國綠色智能製造的新技術、新業態、新模式，致力為傳統製造企業綠色低碳轉型提供有益借鑒與參考。

作者簡介
趙國利，工業工程碩士、智能製造博士在讀，正高工程師，現任職于博世電動工具（中國）有限公司，擔任全球新興市場事業部精益生產系統設計負責人和工業4 0負責人。浙江大學在讀研究生校外導師，浙江工業大學兼職教授、研究生導師，小綠芽精益公益創始人。擁有20多年生產質量、精益生產、精益設計和工業4 0領域的實踐經驗，主持了公司智能製造規劃、新工廠布局規劃、自動化生產線設計、智能物流設計等20多個項目。
楊愛喜，浙江工業大學機機械工程學院博士生，浙江大學工程師學院校聘兼任研究員、碩士生導師，正高工程師，享受國務院特殊津貼專家，中國共產黨黨員，九三學社社員。工信部智能製造專家，國家標準技術評估專家，中國汽車工程學會智能共享出行委員會委員，浙江省智能網聯汽車產業技術聯盟常務副理事長兼秘書長，浙江省新能源汽車標準化技術委員會副主任。浙江省汽車工程學會技術標準委員會主任委員，現任浙江省智能網聯汽車創新中心總經理，杭州雲棲智能汽車創新中心主任。
魯建廈，浙江工業大學資深教授、博士生導師，工業工程研究所所長，湖州物流裝備與技術研究院院長，工業工程國家yi流建設專業負責人、物流工程省yi流建設專業負責人。主持了智能物流裝備、工廠物流系統、精益生產等國家自然科學基金、科技部、省科技廳等項目；主講過精益生產、工程管理、工業工程導論、工業工程應用案例、物流工程、基礎工業工程、人機工程、生產計劃與控制、項目管理、資料庫原理、計算機網路等本科與研究生課程。
譚大鵬，博士、教授、博士生導師、博士后合作導師，浙江工業大學機械工程學院副院長；浙江省萬人計劃青年拔尖人才、浙江省傑出青年科學基金獲得者；中國智能製造專委會委員、中國機械工業自動化學會常務委員、中國轉子動力學會常務理事、中國機械工程領域期刊分級委員會委員、浙江省青年高層次人才協會常務理事、浙江省振動工程學會理事、《中國機械工程學報》編委。

目錄
第一部分 「雙碳」工業篇
第1章 「雙碳」目標：正在席捲全球的綠色工業革命 2
一場廣泛而深刻的經濟社會變革 2
構建完善的綠色低碳工業體系 5
數字化賦能工業綠色低碳轉型 7
合理布局，優化工業產能空間 12
第2章 鋼鐵行業：「雙碳」目標下的低碳轉型 14
「雙碳」背景下鋼鐵行業面臨的問題 14
鋼鐵行業低碳轉型的戰略思考 17
鋼鐵行業實現碳中和的路徑 20
國內外低碳冶金技術的發展與應用 23
第3章 能源化工：全球能源化工企業的轉型情況 27
歐洲能源化工企業低碳轉型的發展路徑 28
美國能源化工企業低碳轉型的發展路徑 30
我國能源化工企業低碳轉型的發展路徑 32
我國煤化工產業的綠色低碳發展對策 34
第4章 紡織行業高質量發展情況概述 38
紡織行業低碳轉型的發展現狀 38
我國推動紡織行業低碳轉型的政策框架 41
我國紡織行業節能減排面臨的問題 45
碳中和時代，紡織企業如何增收又增利？ 47
第二部分 綠色製造篇
第5章 綠色製造：「雙碳」目標下的戰略選擇 52
綠色製造：助力實現「雙碳」目標 52
綠色製造的架構體系與關鍵技術 54
國外綠色製造技術的應用實踐 56
我國發展綠色製造的主要策略 58
第6章 綠色工廠：驅動生產流程低碳減排 60
什麼是綠色工廠？ 60
綠色工廠評價標準體系 62
政府如何推動綠色工廠建設？ 66
企業如何推動綠色工廠建設？ 69
第7章 綠色園區：賦能我國工業高質量發展 72
我國推進綠色園區的政策路徑 72
工業園區綠色發展的問題與對策 75
園區循環化改造面臨的痛點 77
園區綠色循環改造的實施路徑 79
第8章 綠色供應鏈：實現可持續供應鏈管理 83
綠色供應鏈管理的概念與內涵 83
基於綠色理念的供應商管理 86
綠色供應鏈管理的構建路徑 88
惠普綠色供應鏈管理的實踐啟示 91
第三部分 智能製造篇
第9章 5G 工業網際網路：賦能智能製造模式 96
5G 賦能製造業數字化轉型 96
「5G+ 工業網際網路」的應用優勢 98
「5G+ 工業網際網路」的技術架構與發展策略 100
「5G+ 工業網際網路」的應用場景 103
第10章 工業智能：AI 驅動製造業轉型升級 107
工業AI 的系統框架與關鍵技術 107
工業AI 應用的四大典型場景 112
面向智能製造的流程型工業 114
基於工業AI 的流程型智能製造 117
第11章 機器視覺：智能時代的「工業之眼」 120
從機器視覺到工業機器視覺 120
機器視覺技術功能與產品落地 122
基於機器視覺的工業檢測應用 124
機器視覺在工業機器人中的應用 126
第12章 數字孿生：工業智能化的核心技術 130
數字孿生賦能工業智能化 130
基於數字孿生的產品設計 133
基於數字孿生的柔性化生產線 135
基於數字孿生的數字化工廠 137
第四部分 數字化工廠篇
第13章 數智變革：企業工廠的數字化轉型 140
數字化工廠的特徵與優勢 140
數字化工廠管理系統 142
數字化工廠建設與實施方案 145
基於工業物聯網的數字化工廠 147
第14章 架構體系：數字化工廠的系統構成 151
精益運行管理系統 151
智能生產管理系統 153
數字化工廠硬體 154
第15章 數字化車間：實現企業智能化生產 157
數字化車間vs 數字化工廠 157
數字化車間的布局與規劃方案 159
基於數字孿生的數字化車間升級 162
企業數字化車間的落地路徑 165
第16章 製造企業的數字化供應鏈平台建設 169
數字賦能：驅動供應鏈數字化轉型 169
數智協同：重塑傳統供應鏈管理 172
建設路徑：構建數字化供應鏈平台 174
我國製造業數字化轉型的實戰對策 178
第五部分 工業機器人篇
第17章 工業機器人：開啟工業4 0 革命浪潮 182
工業機器人的定義及結構原理 182
工業機器人的主要類型 185
工業機器人常見的應用領域 187
工業機器人的主要應用場景 191
第18章 串聯機器人：應用類型與落地實踐 194
國內外串聯機器人的研究與實踐 194
基於運動特徵的串聯機器人 196
串聯機器人產品的落地與應用 198
第19章 並聯機器人：核心技術驅動應用創新 201
並聯機器人vs 串聯機器人 201
基於自由度劃分的並聯機器人 203
並聯機器人的機構性能指標 205
基於並聯機器人的自主分揀系統 207

前言/序言
自我國在第75 屆聯合國大會上提出「中國將提高國家自主貢獻力度，採取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭於2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和」以來，碳達峰、碳中和就引起了社會各界的廣泛關注。黨的二十大報告也強調要「積極穩妥推進碳達峰碳中和，立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，有計劃分步驟實施碳達峰行動，深入推進能源革命，加強煤炭清潔高效利用，加快規劃建設新型能源體系，積极參与應對氣候變化全球治理」。
簡單來說，碳中和就是人類活動直接或間接產生的碳和用各種形式回收或利用的碳正負相互抵消，從而實現「凈零排放」。需要注意的是，「凈零排放」並不是「零排放」，它允許人類排放一定數量的碳，但其中一部分碳要被自然過程吸收（例如森林、海藻等吸收二氧化碳釋放氧氣等），剩餘的部分要通過人類活動吸收或封存（利用碳捕獲、利用與封存技術吸收二氧化碳，或者將二氧化碳轉化為工業品再利用等），讓碳排放量與固碳量持平，從而實現碳中和。目前，評價一個國家、地區或企業是否實現了碳中和，最主要的方法就是核算其碳排放量與固碳量的比值。
人類生產活動產生的二氧化碳主要來源於煤炭、石油、天然氣等化石能源的消耗。而近年來，在我國一次性能源消費結構中，煤炭和石油的佔比大約為80%A，這兩種化石能源也就成為我國二氧化碳的主要排放源。而在我國的三大產業中，工業對煤炭與石油的消耗量最大。根據中國綠色製造聯盟發布的數據，長期以來，工業領域的能源消費在全國能源消費總量中的佔比超過了70%，其中煤炭消耗在全國煤炭消耗總量中的佔比達到了50%。如此大規模的化石能源消耗必然會產生大量的二氧化碳，於是，在我國碳減排的幾個重點行業中，工業就成為重中之重。
而工業碳減排並非易事，因為工業製造業屬於基礎設施類產業，產業鏈極長，涉及領域極廣，上游是各種能源企業，下游是各種製造企業，二氧化碳排放源非常多。在工業碳排放結構中，產品製造、原料供應、所售成品的加工與使用三類活動所產生的碳排放佔比相對較大，分別為40% ～ 60%，10% ～ 20% 和 10% ～ 20%。而產品製造環節的大部分碳排放源於化石燃料燃燒、生產過程中製冷劑的使用，外購電力產生的碳排放等活動。由此可見，工業碳減排、碳中和的實現必須將關注點放在產品製造與原料供應環節，協調產業鏈上的各個主體共同推進技術創新，探索研發節能降耗技術，完善管理體系，增強各企業的節能減排意識，共同推動產業向低碳化、綠色化的方向轉型。
在能源方面，工業企業要利用可再生能源代替傳統的化石燃料，這就要求上游的能源企業大力發展風能、光伏能、地熱能、水能、氫能等清潔能源，提高清潔能源在整個能源結構中的佔比，不斷擴大可再生能源裝機規模，增加水電、風電、太陽能發電、生物質發電裝機量。但是以清潔能源代替傳統的化石燃料需要時間，短期內，我國工業發展仍要依賴化石能源，所以要積極推進技術創新，提高能源利用效率，讓單位能源發揮出最大價值，從而實現節能減排。例如，火電廠可以採用精細化管理方式，利用低硫煤、現場脫硫廢鹼液和靜電沉澱等技術減少煤炭燃燒過程中二氧化碳等空氣污染物的排放。
在生產製造環節，工業企業要積極利用5G、AI（Artificial Intelligence，人工智能）、機器視覺、數字孿生、工業機器人等新技術實現數智化變革：建設可以實現用地集約化、生產潔凈化、廢物資源化、能源低碳化的綠色工廠，將生產過程對環境的影響降到最小，最大限度地提高資源利用率，實現節能減排；建設可以提高整個生產過程的可視化水平，提高各環節信息的流動性，實現對生產資源、生產設備、生產設施以及生產過程進行精細化管控的智能車間，進而實現智能製造。
在供應鏈管理領域，工業企業要積極構建綠色供應鏈，促進供應鏈上的供應商、製造商、銷售商、顧客等主體相互協同，對產品或物料的存儲、運輸、使用、回收全過程的能源消耗進行精細化管理，一方面實現節能減排，另一方面提高各項資源回收利用水平與效率，減少整條供應鏈的碳足跡，進一步強化節能減排。同時，工業企業還可以利用人工智能、大數據等技術創建數字化供應鏈平台，促進上下游企業之間的交互，打破信息孤島，促進信息共享，推動業務創新、產品升級、組織管理變革以及企業的數字化轉型。
總而言之，在工業節能減排實現碳中和的過程中，科技創新發揮著重要作用。而「十四五」時期是科技創新實現二氧化碳排放增速轉變的重要窗口期，因此我國工業產業鏈條上的各企業必須加強科技創新，推動碳減排、碳中和目標穩步實現。
《工業碳中和行動：構建綠色智能製造新模式》一書立足於「雙碳」目標的大背景，以製造業的綠色化、智能化、數字化轉型為重點，對能源化工、鋼鐵、紡織三個重點行業的碳減排路徑進行探究，對綠色園區、綠色工廠、綠