4.0工业简介
工业4.0
工业时代4.0这条路刚刚开始,但给了我们大概的方向,未 来企业会变成数据的企业、创新的企业、集成的企业、不断 快速变化的企业。对于整个制造业来说,这是一个巨大的颠 覆,称之为工业革命,是毫不为过的。
代化所带来的压力将影响到中国几乎所有的行业,而工业 自动化和新一代信息技术的集成是关键。
工业4.0有哪些特点?
互联:互联工业4.0的核心是连接,要把设备、生产线、工 厂、供应商、产品和客户紧密地联系在一起。 数据:工业4.0连接和产品数据、设备数据、研发数据、 工业链数据、运营数据、管理数据、销售数据、消费者数据。 集成:工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式中端系统、 智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络。通过这 个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器、以及服务与 服务之间,能够形成一个互联,从而实现横向、纵向和端到端 的高度集成。 创新:工业4.0的实施过程是制造业创新发展的过程,制 造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新,将会层出不 穷,从技术创新到产品创新,到模式创新,再到液态创新,最 后到组织创新。 转型:对于中国的传统制造业而言,转型实际上是从传统 的工厂,从2.0、3.0的工厂转型到4.0的工厂,整个生产形态 上,从大规模生产,转向个性化定制。实际上整个生产的过程 更加柔性化、个性化、定制化。这是工业4.0一个非常重要的 特征。
“工业4.0”是德国联邦教研部与 联邦经济技术部在2013年汉诺威 工业博览会上提出的概念。它描 绘了制造业的未来愿景,提出继 蒸汽机的应用、规模化生产和电 子信息技术等三次工业革命后, 人类将迎来以信息物理融合系统 (CPS)为基础,以生产高度数字化、 网络化、机器自组织为标志的第 四次工业革命。“互联网+制造” 就是工业4.0。“工业4.0”是德国 推出的概念,美国叫“工业互联 网”,我国叫“中国制造2025”, 这三者本质内容是一致的,都指 向一个核心,就是智能制造。它 将推动中国制造向中国创造转型, 所以很多人说,工业4.0是整个中 国时代性的革命。
工业4.0概述
一个网络
信息物理融合系统(CPS)
三个集成 纵向集成
纵向 集成
智能 工厂
横向集成
端到端的集成
CPS
两个主题 智能工厂 智能生产
端到 端集 成
横向 集成
智能 生产
工业 4.0
关联
工业4.0战略目标是实现两个主题 CPS、三个集成是实现智能工厂的前提条件 人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间通过CPS实现横向、纵向和端对端的高度集成
工业4.0概述
2016-09-05
目录
1. 发展背景 2. 解读工业4.0 3. 工业4.0技术基础 4. 中国工业2025 5. 汽车工业4.0 6. 启示与总结
工业发展历程
三次工业革命使得人类发展进入了空前繁荣的时代,但也带来巨大的能源以与资源消耗、巨大的环境代价以及生态成本 随着信息技术与工业技术的高度融合,资源、信息、物品和人力相互关联,网络、计算机技术、信息技术、软获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数 据集合,具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。
人工智能
人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的 方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系 统等。 人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可 能超过人的智能。
国家战略 发展制造业是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一,“工业4.0”研 究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助,已上升为国家战略
正式提出 2013年4月,德国政府于2013汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”
工业4.0概念
概念:“工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命,在工业互联网的基础上形成信息物理系统(Cyber-Physical Systems,简称CPS),实现数字化、网络化、智能化技术与制造技术的深度融合,以快速满足客户的个性化需求,实现动态的商业与生产过程,有效提高资源生产率与效率,同时为创造价值与新的商业模式提供新的途径。
[概念的来源]: 工业4.0是2011年德国汉诺威工业博览会上提出的概念,其初衷是提高德国制造业水平,提高德国制造业的竞争力。
若您想详细了解工业4.0战略的要点,请参考以下内容:德国“工业4.0”战略的要点可概括为:建设一个网络、研究两大主题、实现三项集成,实施八项计划。
(一)建设一个网络:信息物理系统网络。
信息物理系统就是将物理设备连到互联网上,让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能,从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。
信息物理系统可以将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起,从而创造物联网及相关服务,并将生产工厂转变为一个智能环境。
这是实现工业4. 0的基础。
(二)研究两大主题:智能工厂和智能生产。
“智能工厂”是未来智能基础设施的关键组成部分,重点研究智能化生产系统及过程以及网络化分布生产设施的实现。
“智能生产”的侧重点在于将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程,从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。
生产流程智能化是实现工业4.0的关键。
(三)实现三项集成:横向集成、纵向集成与端对端的集成。
“工业4.0”将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过信息物理系统形成一个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联,从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。
“横向集成”是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合,是为了实现各企业间的无缝合作,提供实时产品与服务;“纵向集成”是基于未来智能工厂中网络化的制造体系,实现个性化定制生产,替代传统的固定式生产流程(如生产流水线);“端对端集成”是指贯穿整个价值链的工程化数字集成,是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合,这将最大限度地实现个性化定制。
工业4.0
工业4.0是指以国际智能化计算机系统主导的第四次工业革命。
自第三次工业革命以来,传统的制造技术一直占据制造业的主导地位来支撑发展,虽然传统技术给人类社会带来了巨大的发展,但随着人类科学技术的进步,其弊端问题也相应出现,如生产效率低,资源浪费等,因此工业4.0也呼之欲出来实现对传统制造业的转型升级。
相比于其他三次工业革命,工业4.0的本质是以现代机械化,智能化和信息化技术为基础,实现智能化生产线的建设来解决上述提到的一系列问题。
与其他三次工业革命的比较如表一目前世界各发达国家都有自己的工业4.0发展规划,但德国凭借在机械和装备制造业的强大实力而倍受关注,其工业4.0也受到世界瞩目。
德国工业4.0的主要内容为“一个核心”、“两重战略”、“三大主题”和“八项举措,具体如下:一个核心:“智能化+网络化”它通过虚拟实体系统( Cyber-Physical System, CPS)建立智能工厂,实现智能制造。
两重战略:利用“领先的供应商战略”“领先的市场战略”来增强制造业的竞争力。
三大主题:一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D 技术在工业生产过程中的应用等。
该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;三是“智能物流”,主要通过互联网、物联网、物流网,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方,则能够快速获得服务匹配,得到物流支持。
八项措施:实现技术标准化和开放标准的参考体系;建立模型来管理复杂的系统;提供一套综合的工业宽带基础设施;建立安全保障机制;创新工作的组织和设计方式;注重培训和持续的职业发展;健全规章制度;提升资源效率。
德国“工业4. 0”的发展目标一方面是要消除工业控制与传统信息管理技术之间的距离,另一方面是要建设智能工厂并进行智能生产。
德国工业4.0是什么意思
德国工业4.0是什么意思工业4.0是一个由德国提出的概念,旨在描述工业领域的数字化和自动化转型。
它是第四次工业革命的延续,将现代信息技术与传统工业生产紧密结合,推动制造业的数字化、自动化和智能化发展。
工业4.0对于德国而言具有重要意义,因为德国作为制造强国,致力于进一步提升自身工业的竞争力和创新能力。
在工业4.0的框架下,传统的工业生产将发生深刻的变革。
基于物联网、云计算、大数据、人工智能等前沿技术,工业4.0通过实现设备和系统之间的互联互通,实现信息的实时共享和智能化决策。
这将使企业能够更加灵活地生产产品,提高生产效率和质量,并为消费者提供个性化的定制化产品和服务。
工业4.0的核心概念是智能工厂。
智能工厂是指通过网络和传感器互联的设备、机器和系统,能够自主协同工作,实现生产流程的自动化和优化。
在智能工厂中,生产设备具备自我学习、自我优化和自我故障诊断的能力,能够与其他设备进行实时通信和协作,以达到最佳的生产效果。
工业4.0的另一个重要特征是大规模数据的应用。
通过物联网技术,工业设备和产品能够产生海量数据,并实现数据的实时采集和分析。
这些数据可以用来优化整个生产过程,提高设备的利用率和能源效率,减少生产成本和资源浪费。
同时,通过数据分析还可以实现预测性维护,提前发现设备故障,并进行相应的维修和替换,降低生产线停机时间和维修成本。
工业4.0还将产生重要的社会影响。
一方面,它将带来新的就业机会,尤其是在数字技术和数据分析方面的人才需求将大幅增加。
另一方面,由于自动化和智能化的推进,传统劳动力的需求将减少,可能导致部分的工作岗位被取代。
因此,工业4.0的推进需要采取有效的政策措施,促进劳动力的转型和培训,以确保就业市场的稳定和社会的可持续发展。
德国是工业4.0的领导者之一,在推进工业4.0转型方面取得了显著成果。
德国制造业企业在智能化生产设备的研发和应用方面处于领先地位,成为全球领先的工业自动化技术供应商。
工业4.0
面向机床的APP 信息物理生产系统
工业4.0的核心
信息物理系统就是把物理设备连接到互联网上,让物理设 备具有计算、通信、精确控制(3C)、远程协调和自我管 理的功能,实现虚拟网络世界和现实物理世界的融合。
信息物理系统(Cyber-Physical Systems,简称C P S )
作为计算进程和物理进程的统一体, 是集计算、通信与控 制于一体的下一代智能系统。CPS是在环境感知的基础上, 深度融合了计算通信和控制能力的可控、可信、可扩展的 网络化信息物理系统,通过计算进程和物理进程相互影响 的反馈循环机制实现深度融合和实时交互来增加或扩展新 的功能,以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制 物理实体,并最终从根本上改变人类构建工程物理系统的 方式。CPS也是一个分布式的异构系统,不仅包含了许多结 构和功能各异的子系统,而且这些子系统可以分布在不同 的地理空间内。CPS具有自适应性、自主性、高效性、功能 性、可靠性、安全性等特点和要求。
无线感测技术
工业通信无线化
2.智能工厂的建立
要素3:经济环境 商业模式 服务内容 企业管理软件
要素2:真实环境 机器对机器 资源利用效益 网络基础设施
要素1:智能化工厂
操作性网络 (内部外部全球) 要素4:人的因素 人机交互 验收与安全 数据与隐私保护 教育与培训 法律条款
要素5:技术因素 系统工程 通信技术 智能工程 智能生产 技术安全
1.智能工厂以数字化与智能制造技术向如下发展:
(1) 建模与仿真使产品设计日趋智能化 (2) 以工业机器人为代表的智能制造装备在生产过程中应用日 趋广泛 (3) 全球供应链管理创新加速 (4) 智能服务业模式加速形成
建模与仿真 工业机器人 智能服务 全球供应链
什么是工业4.0
什么是工业4.0?“互联网+制造”就是工业4.0。
“工业4.0”是德国推出的概念,美国叫“工业互联网”,我国叫“中国制造2025”,这三者本质内容是一致的,都指向一个核心,就是智能制造。
2015年中国有几个概念非常火,第一是大众创业、万众创新,第二就是工业4.0,第三个就是“互联网+”。
“互联网+”是巨大无比的概念,“互联网+”里面有“互联网+金融”叫做互联网金融、“互联网+零售”、“互联网电子商务”,而“互联网+制造”就是工业4.0。
它将推动中国制造向中国创造转型,所以很多人说,工业4.0是整个中国时代性的革命。
工业4.0有哪些特点?互联:互联工业4.0的核心是连接,要把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地联系在一起。
数据:工业4.0连接和产品数据、设备数据、研发数据、工业链数据、运营数据、管理数据、销售数据、消费者数据。
集成:工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式中端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络。
通过这个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器、以及服务与服务之间,能够形成一个互联,从而实现横向、纵向和端到端的高度集成。
创新:工业4.0的实施过程是制造业创新发展的过程,制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新,将会层出不穷,从技术创新到产品创新,到模式创新,再到液态创新,最后到组织创新。
转型:对于中国的传统制造业而言,转型实际上是从传统的工厂,从2.0、3.0的工厂转型到4.0的工厂,整个生产形态上,从大规模生产,转向个性化定制。
实际上整个生产的过程更加柔性化、个性化、定制化。
这是工业4.0一个非常重要的特征。
工业4.0有哪些技术支柱?工业4.0九大技术支柱包括工业物联网、云计算、工业大数据、工业机器人、3D打印、知识工作自动化、工业网络安全、虚拟现实和人工智能。
这九大支柱中会产生无数的商机和上市公司。
哪类公司最有前景?结合中国工业现状来看,微信公众号工业智能化认为未来十年,中国工业4.0领域将有充足发展的三类公司有:第一类是智能工厂,分为两种,第一种是传统的工厂转型成智能工厂,第二种是一出生就是智能工厂;第二类是解决方案公司,为制造业公司提供智能工厂顶层设计、转型路径图、软硬件一体化实施的工业4.0解决方案公司。
工业4.0概述
4.工业4.0概述4.1 工业4.0以前时代:工业1.0机械化,以蒸汽机为标志,用蒸汽动力动力驱动机器取代人力,从此手工业从农业分离出来,正式进化为工业。
工业2.0电气化,以电力的广泛应用为标志,用电力驱动机器取代蒸汽动力,从此零部件生产与产品装配实现分工,工业进入大规模生产时代。
工业3.0自动化,以PLC(可编程逻辑控制器)和PC的应用为标志,从此机器不但接管了人的大部分体力劳动,同时也接管了一部分脑力劳动,工业生产能力也自此超越了人类的消费能力,人类进入了产能过剩时代。
4.2工厂的业务模式作为一个工厂,存在的目的只有两个,生产产品,然后卖出去。
所以在工业企业中,通常会分为两个大的部门,一个是生产部门,一个是业务部门,前者通过MES(制造执行系统)管理,后者通过ERP(管理信息系统)来管理。
ERP更倾向于财务信息的管理,而MES更倾向于生产过程的控制。
简单的说,ERP主要告诉你客户需要生产多少个瓶子,哪天下单,哪天要货,而MES主要负责监控和管理生产这些瓶子的每一个步骤和工序如何实现。
现今中国工厂的很多车间里,各个生产设备之间、生产设备和控制器之间,都已经基本实现了连通。
其中有一部分工厂已经实现通过制造执行系统(MES)连通起来,而业务部门全部通过ERP连通起来了。
但是,ERP和MES并没有关联起来!所以当ERP给MES下达生产计划指令后,MES在生产过程中发生了与计划偏差的事项(如设备损坏,原料不合格等),MES会根据车间的实际情况进行调整。
但是ERP却没法联动同时联动进行调整,所以它会继续按照原本的计划执行订单。
如果偏差不断放大,财务系统和工厂的实际情况就会出现很大差距。
没有连接起来有两个原因,首先是ERP由专注财务系统的人员开发,MES由懂得生产环节的人员来开发,双方职业术语对接困难。
另外,业务部门和生产部门在公司里通常是分开运营。
为了解决这个问题,只有部门间人员沟通,手动调整系统内信息。
工业4.0是什么意思 通俗易懂
工业4.0是什么意思通俗易懂
工业4.0是由德国政府《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一,然后中国现在加入了~而且这个4.0计划里面也只有中德两国。
那为什么是叫工业 4.0呢?因为每个国家都想要引领第四次工业革命啊,谁先引领了,谁就高几率在整个第四次工业革命里成为这个世界的大哥!
我们这个时代就正处在第四次工业革命中,虽然暂时谁都还没发现/明那个引爆点!
中德的工业4.0有三大目标(目标)
以电脑举例... ...
1、智能工厂
目标并非这这个工厂是智能的,而是智能化生产系统(中枢控制,可以看似电脑的系统)与网络化分布式生产设施(各司其职,可以看似电脑的各个配件,如内存、CPU等)。
2、智能生产
全自动生产化设施,把公人从工厂里完全去除,只留下工程师。
(可以看做电脑的软件)
3、智能物流
不光是把这个“快递”送来送去,还要在最短的时间内把这个“快递”送来送去,这并不光意味着速度要快过光速,同时也意味着各个智能工厂驻地要合理、生产要控制!而要想达到这样,就要整合整个“快递”网络,从而挥使如臂,发挥出这个物流网络的全部能力!(可以看做是传输数据的信号脉冲)。
这里只是只是拿快递举例子... ...物流系统可不光是快递!。
工业4.0概要
工业4.0概要一、工业发展历程世界工业,经历了三次历史性的变革,每次变革都根本性的促进人类生产的发展。
依次称之为工业1.0、工业2.0、工业3.0,工业1.0代表了18世纪60年代至19时间中期的蒸汽机时代,工业2.0代表了19世纪70年代至20世纪初的电气化时代,工业3.0代表了二十世纪五十年代至今的信息化时代。
当前,随着自动化技术及信息技术的进一步发展,世界迎来了第四次工业变革。
提出了工业4.0概念。
面向新需求,洞察新动态,提炼新内涵,是时代之要。
二、第四次工业革命工业4.0由德国在2013年的汉诺威工业博览会上正式推出,是指利用信息化技术促进产业变革的时代,也就是智能化时代--以智能制造为主导的第四次工业革命。
这个概念最早出现在德国,其核心目的是为了提高德国工业的竞争力,在新一轮工业革命中占领先机。
德国所谓的工业4.0是指利用信息物理系统(Cyber-Physical System简称CPS)将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应。
旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统--信息物理系统(Cyber-Physical System)相结合的手段,将制造业向智能化转型。
上述概念,美国命名为工业互联网。
《中国制造2025》阐述为两化融合,既信息化和工业化的高层次的深度结合,也有“互联网+”的叫法。
三、工业4.0的内涵工业4.0,主要有三大主题:“智能工厂”、“智能生产”、“智能物流”:一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D 技术在工业生产过程中的应用等。
该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;三是“智能物流”,主要通过互联网、物联网、物流网,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方,则能够快速获得服务匹配,得到物流支持。
工业4.0
工业4.0(Industry4.0)是德国政府《高技术战略2020》确定的项目之一,该项目旨在通过利用信息通讯技术和网络技术,将制造业向智能化转型,工业4.0已上升为德国的国家战略。
“工业4.0”分为两大主题,一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现,意味着设备之间可以相互沟通,并能在智能联网的生产流程中独立运作;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。
IHS(Imformation Handling Sevices)公司高级分析师周万木指出,德国提出工业4.0,美国提出先进制造业国家战略计划,我国也在推进传统制造业的转型与升级,在这样的大背景下,传统的电机和电机控制行业也正在发生变化,对电机控制芯片也提出了新的需求。
分析师周万木认为主要的趋势包括以下三个方面:分布式电机控制系统与集成的电机控制产品趋势单独的机械设备中电机的轴数正变得更多,多轴控制越来越多的应用在包装机械、电子组装机械、食品饮料机械,机械手和印刷机械中。
为了满足小批量,定制化和柔性化的加工需求,客户需要灵活的调整电机控制的轴数,要求电机控制系统更加开放,可以重复编程。
另外,现代工厂的生产线正变得越来越复杂,比如汽车制造,包装,食品饮料,仓储物流等产线正在使用成百上千个变频器、伺服和电机来控制物料流动,这些产线对分布式电机控制系统需求量比较大。
以前的电机控制系统会有个中央电气控制柜安装电机驱动器,而分布式电机控制系统可提供一套紧凑的模块化解决方案,有助于简化接线、缩短调试时间和降低对额外机柜空间的需求,更少的线缆连接也可以减少干扰,提高生产线的可靠性,无需使用电气控制柜使得电机可以快速连接到工业以太网。
电机控制系统的分布式同时意味着电机控制产品的集成化,比如电机和电机驱动的集成,电机控制器和PLC的集成,电机控制器和驱动的集成。
电机,电机驱动及其控制系统的高度集成化,使得三者的设计,制造和运行都紧密融为一体,与传统电力传动系统相比,它们体积更小,重量更轻,功率密度更高。
中国版工业4.0
中国版“工业4.0”“工业4.0”是德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念。
它描绘了制造业的未来愿景,提出人类将迎来以信息物理融合系统为基础,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的工业革命。
他们认为,这场变革是继机械化、电气化和信息技术之后,制造业迎来的第四次工业革命,因此将之命名为“工业4.0”。
“工业4.0”分为两大主题,一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。
在这些过程中,软件是重中之重,可以说起到赋予智慧工厂“灵魂”的中心作用,包括设备制造、物联网、数据网等都需要通过软件将这几大板块联结起来。
工业4.0是新时代变局的开始德国政府早在2010年的《高技术战略2020》十大未来项目中,就有过对未来的发展设想。
希望利用信息通信技术与信息物理系统相结合的手段,推动制造业向智能化转型,使德国在关键工业技术上继续保持国际领先地位和在全球的竞争优势。
目前“工业4.0”在德国已上升为国家战略,并得到德国科研机构和产业界的广泛认同。
其中,有的协会将其下属的6~7个生产领域的研究所引入“工业4.0”概念,有不少领先企业已将“智能工厂”在“工业4.0”的主题下规划了技术演进的发展计划,并提出了自己独特的系统和理念。
西门子公司已经开始将这一概念引入其工业软件开发和生产,许多企业客户个性化的定制需求得到了满足;不少企业工人从单调、程序化的工作中解脱出来,把精力集中用在创新和增值业务上;许多老工人也延长了职业生涯,使企业保持了长久的生产力。
企业在制造生产中,第一次将资源、信息、物品和人进行互联,取得了初步成果,使许多初创公司和小企业受益。
据德国电子电气工业协会估计,“工业4.0”可使该行业生产效率提高30%。
拥有120多年历史的德国机械设备制造业联合会,已成为实施德国“工业4.0”战略重要的牵头组织和实施者。
工业4.0整理资料
1.工业4.0:由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品和服务的生产模式一是智能工厂重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现二是智能生产主要设计整个企业的生产物流管理i,人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等2.CPS(cyber-physical system,CPS生产对象直接或借助于互联网通过M2M(机器对机器)通信自主实现信息交换、运转、和相互操控在制造业领域,CPS系统包括智能机器、存储系统和生产设施,能够相互独立的自动交换信息、触发动作和控制以CPS为核心的智能制造可以在三个方面提升制造业竞争力:推动实现更高的生产效率和制造灵活性使客户和合作伙伴广泛的参与到业务过程和价值创造过程,形成新的价值链实现自组织生产,促使人的角色转变3.美国工业互联网2008美国政府提出再工业化,2009年初调整经济发展战略,同年12月公布《重振美国制造业框架》2011年6月—2012年2月相继启动《先进制造业伙伴计划》和《先进制造业国家战略计划》,实施再工业化工业互联网:通过生产设备与IT相融合,目标是通过高性能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合,大幅提高现有产业的效率并创造新产业安装仪器仪表的工业机器---专有机器数据流的提取和存储----工业数据系统---基于机器的算法和数据分析-----大数据分析—可视化远程和集中数据----与合适的人和机器分析数据---与实体和人际网络---数据流返回机器4. 中国制造2025以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向,重点发展新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能和新能源汽车、电力装备、农业机械装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械10大领域。
推进制造过程智能化,在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间,加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理、增材制造等技术和装备在生产过程中的应用,促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实施监测和自适应控制4.中德美三国战略相同点:设备数据采集、基于大数据分析的决策支持、可视化展现、生产过程的管理与控制5.实现工业4.0中国欠缺:劣势:自动化基础:2.0补课 3.0普及 4.0示范人员基础:欠缺(技能,态度,契约精神)管理基础:粗放式协同化方面初级阶段优势:劳动者数量:劳动力相对充沛,成本偏低管理方面潜力:因管理粗放,潜力巨大不能照搬别人模式,结合企业实际扬长避短制定相应战略6.起床效率对比日本80%,欧美70% 中国40%中国机床效率利用率33%平均因为大量的空闲时间停机原因:程序准备,程序传输,程序校验,流出审批,刀具准备,物料准备,工件装夹刀具质量7.德国工业4.0中非常注重人的作用三个维度:人,组织,技术,组织尤为重要工业4.0八项计划中有6条涉及到人:1.标准化和参考架构2.管理复杂系统3.为工业建立全面宽带的基础设施4.安全和保障5.工作的组织和设计6.培训和持续职业发展7.规章制度8.资源利用效率。
工业40是什么意思
工业40是什么意思工业4.0是什么?工业4.0是德国提出的一个高科技战略计划。
该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助,投资预计达2亿欧元。
旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。
其技术基础是网络实体系统及物联网。
解析工业4.0的时候先回顾下工业1.0,2.0,,3.0下面随着云里物里一起来看下工业1.0机械化,以蒸汽机为标志,用蒸汽动力动力驱动机器取代人力,从此手工业从农业分离出来,正式进化为工业。
工业2.0电气化,以电力的广泛应用为标志,用电力驱动机器取代蒸汽动力,从此零部件生产与产品装配实现分工,工业进入大规模生产时代。
工业3.0自动化,以PLC(可编程逻辑控制器)和PC的应用为标志,从此机器不但接管了人的大部分体力劳动,同时也接管了一部分脑力劳动,工业生产能力也自此超越了人类的消费能力,人类进入了产能过剩时代。
在德国叫工业4.0,美国叫工业互联网,我们工信部称之为两化融合。
物联网的脑残粉们把它叫做万物互联。
这里我要说一下,所有的物,如果需要互联沟通时,就有一个问题,说什么语言?说英语、德语、还是四川话?所以就出现一个通讯协议。
通讯协议是什么,这个是一个关键问题。
你可能会说,为什么不用现在互联网的通讯方式,也就是TC/PIP协议,这是个技术问题,没法给你这种小白解释明白(其实我这个曾经的半桶水自动化工程师也不怎么太懂)。
简单的来说,互联网的通讯方式,速度还是太慢,精准度还是不够,安全性还是不好。
而工业生产中,对于速度、精度和安全性的要求,要远远高于你下载一部电影的要求。
所以万物互联,必须需要一个专门的通讯协议。
这也是德国的工业4.0,美国的工业互联网,以及中国的两化融合中国制造2025,这些时髦的名词背后隐藏的核心问题,大家在争这个通讯标准。
美国的互联网世界第一,所以美国人希望从信息化层降维到自动化层;而德国的机械制造业最强,所以他更希望从自动化层升格到信息化层;中国嘛,制造业第一大国,互联网第二强国,所以两边都不想跟,打算自己搞个互联网,也叫中国制造2025。
工业4.0通俗讲什么意思?
工业4.0通俗讲什么意思?通俗易懂版其实也没有其他的版本... ...因为其他版本的内容,我就算连续码一个月的字都码不完!工业4.0是由德国政府《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一,然后中国现在加入了~而且这个4.0计划里面也只有中德两国~那为什么是叫工业4.0呢?因为每个国家都想要引领第四次工业革命啊,谁先引领了,谁就高几率在整个第四次工业革命里成为这个世界的大哥!我们这个时代就正处在第四次工业革命中,虽然暂时谁都还没发现/明那个引爆点!中德的工业4.0有三大目标(目标)以电脑举例... ...1:智能工厂目标并非这这个工厂是智能的,而是智能化生产系统(中枢控制,可以看似电脑的系统)与网络化分布式生产设施(各司其职,可以看似电脑的各个配件,如内存、CPU等)。
2:智能生产全自动生产化设施,把公人从工厂里完全去除,只留下工程师。
(可以看做电脑的软件)3:智能物流不光是把这个“快递”送来送去,还要在最短的时间内把这个“快递”送来送去,这并不光意味着速度要快过光速,同时也意味着各个智能工厂驻地要合理、生产要控制!而要想达到这样,就要整合整个“快递”网络,从而挥使如臂,发挥出这个物流网络的全部能力!(可以看做是传输数据的信号脉冲)这里只是只是拿快递举例子... ...物流系统可不光是快递!当前挑战(当前难点)1.缺乏足够的技能来加快第四次工业革命的进程,就是尚没有发现引爆点。
2.企业的IT部门有冗余的威胁,就是如何充分的去拓展每个人的计划。
3.利益相关者普遍不愿意改变,就是拿你钱你愿意吗?可要是强制那这个国家不要了?中德合作的中方生态园在山东青岛,叫做“中德生态园”兄弟好好干,以后记得提携提携黑枪汪哦[笑Cry]~。
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2015年可以称得上是“IoT(物联网)”元年。
物联网指的是将身边的一切物品通过互联网连接起来的技术和状态。
而“工业4.0”则是物联网的应用之一,即通过使用互联网促进制造业革新。
工业4.0原本是2011年由德国政府和企业共同提出的战略。
不过,最近通过自动化和互联网技术,越来越多的产品制造效率得以提高,因此作为全球性的一项举措日益得到认识。
特别能引人关注的是一些刚刚起步的创业企业的事例。
这些企业基于自身创意,利用其他企业的闲置生产线等生产产品,并在全球销售。
还有的在互联网上听取客户的意见,根据客户的要求以一件为单位为客户量身定制产品。
工厂或许有一天也会变得如同一部智能手机一样,通过追加应用软件,与零部件厂商等联动进行生产。
在德国,这一模式被称为大量客制化(Mass Customization )。
不过,日本法政大学教授西冈靖之在7月10日的日本经济新闻(中文版:日经中文网)指出,“(大量客制化)本质是制造业的服务化”。
仅仅依靠扩大物品的交易已经无法继续支撑企业增长,物品不结合服务的话,制造业难以实现高附加值。
而工业4.0正是解决这一时代课题的答案。
连载的上一篇文章中提到工业4.0将加快制造业的服务产业化。
英国飞机发动机制造商罗尔斯罗伊斯(Rolls-Royce)就是一个代表性的例子。
罗尔斯罗伊斯的监控中心在罗尔斯罗伊斯的监控室里可实时显示约4000架装载有该公司产品的飞机的飞行情况。
传感器测量到的温度、油压等数十项数据均通过网络被实时传回监控室。
假设某架飞机在飞行途中轴承油压升高,该公司将立即与航空公司取得联系,机场的维修人员将随时待命。
由于飞机在着陆后可立即采取检查和修理等措施,因此可以减少对后续航班的影响。
据说,处理类似的情况对于罗尔斯罗伊斯公司来说就就像家常便饭。
该公司通过24小时的数据监控服务从航空公司收取相关费用。
而该服务的收入就占该公司飞机发动机业务总销售额的70%。
德国咨询机构罗兰贝格(Roland Berger)日本联合代表长岛聪在近期撰写的《日本型工业4.0》一书中指出:“德国的起点是工厂,而英美则依靠数据。
”也就是说,德国企业更专注于提高工厂的生产效率以及相关服务。
一方面,英美企业则更着眼于考虑利用本企业产品产生的数据以及相关付费型服务来实现高收益。
在发电用涡轮机、飞机发动机、医疗器械领域通过这一方式取得成绩的美国通用电气(GE)或许就是代表之一。
通过这一方式,在顾客使用本公司产品的同时还可以与顾客建立持续沟通的渠道,并收取费用。
在日本,日立制作所等企业也正逐步朝相同的方向努力。
日本企业应对工业4.0的脚步是否迟缓?
东京大学教授坂村健在7月9日刊的日经晨报《经济教室》栏目中写到,“日本对IoT (物联网)的出现感到惊讶,就像遇到了耳目一新的东西”。
正如坂村教授所指出的,日本过去就存在“丰田(电子)看板方式”。
这与从零部件生产到物流、完成品生产、销售相互联动、力争获得最大效率的工业4.0似乎是基于同一思路。
另外,试图利用销售出去的产品的相关服务来长期获得收入的美国企业的思路,在基础技术上也近似于大型建筑机械企业小松以前提供的重型机械全球网络服务。
不过,日本与美欧之间的决定性差异在于是开放还是封闭。
工业4.0采取的立场是让全世界企业都能采用“标准化的看板方式”(坂村),而丰田的看板方式则属于在旗下企业中无限封闭的系统。
东京大学客座研究员小川纮一在著作《开放与封闭战略》中,介绍了在与智能手机企业美国苹果和半导体制造商高通、英特尔等的竞争中处于劣势的日本企业的案例,在此基础上指出,“建立在明确划分合作领域与竞争领域的基础上的知识产权战略非常重要”。
小川表示,无论是家电还是汽车企业,事关生死的都是今后的“软件开发能力”。
将如何应对所有的现场都连接起来、而且实现透明化的时代?在倡导物联网的日本政府的增长战略中,这一点也非常重要。
在技术方面取得领先却最终败在营销上——日本曾多次直面这样的现实。
为此,日本也希望借助工业4.0来避免这种事态再度发生。
每年春季在德国举行的汉诺威工业博览会(HANNOVER MESSE)眼下已成为了解工业4.0进展的重要场合。
德国政府每年都会选择伙伴国,邀请重要人物参加,而2016年则将选择美国。
美国将相当于工业4.0的行动和技术称之为“工业互联网(II)”(Industrial Internet II)。
目前美国大企业等正在构建联盟以对抗德国。
日本企业相关人士最近有一种想法,即认为工业4.0与或许会与工业互联网II逐步走近,最后组成巨大的联盟。
关键在于两者关系一旦加深之际的影响。
如果欧美携起手来,就建立广泛且开放性地工业4.0的预防性维护和运营效率化的框架达成一致的话,日本企业将被迫接受这一框架。
东京大学教授柳川范之在日本综合研究开发机构的研究报告书等之中指出,“在日本,认为只要制造出好产品并且畅销,就能形成标准,即所谓的‘事实上的标准(de facto standard)’意识十分强烈。
但目前来看,由政府或国际机构等自上而下确定的官方标准才是主流。
”
在新领域出现之际,如何抢占先机掌握标准?如今在民间主导下构建联盟、在展开竞争之前就先决出胜负的趋势已在各个领域不断增加。
围绕称得上日本看家本领的旨在提高生产效率的技术,日本接下来的动作受到关注。
工业4.0是通过IoT(物联网)重新定义制造业的一次尝试。
本连载在此前的文章曾提到“工厂或许有一天也会变得如同一部智能手机一样”,只要下载应用程序,工厂就成为可以生产任何产品的通用性“设备”。
人工智能在象棋领域正在超越专业棋手那么,工业4.0为何会在如今走入人们的视线呢?我们从“奇点(Singularity)”一词中或许能得到一些提示。
美国人工智能(AI)权威专家雷
蒙德·库兹威尔(Ray Kurzweil)在2005年的著作《奇点迫近》中预言:“人工智能将在2045年之前成为能完全替代人类工作的存在”。
库兹威尔的理论中,“奇点”是指人类与其他物种(物体)的相互融合。
而进一步提供具体验证的是美国麻省理工学院教授埃里克·布莱恩约弗森(Erik Brynjolfsson)的著作《第二次机器革命》。
该书写道:“计算机将借助脑力劳动实现蒸汽机借助体力劳动实现的事情”。
在智力竞赛中打败人类的超级计算机、自动驾驶系统,工业4.0等相继登场,这或许称得上走向“奇点”的前哨战。
推动这一进程的是半导体的处理能力每1年半翻番这一“摩尔法则”。
以指数函数的方式增加的半导体处理能力在最近数十年里将达到数万亿倍乃至数京(万亿的一万倍)倍,而计算机的性能也将随之以每1.5年一次滚雪球般的速度提升。
社会也将因此发生巨变。
企业的增长力、速度和变革力将变得与以往完全不同。
在未来时代,无论是国家、企业还是个人都将面临能否将变化转化为机遇的考验。