工业4.0与中国智造转型

目录
CONTENTS
德国工业4.0出台背景
工业4.0的核心
01 人类工业革命四个伟大的进程 02 03 工业4.0对制造业企业带来的挑战与机遇 04 05 中国企业跨入工业4.0时代的步骤
第 1 人类工业革命四个伟大的进程 章
人类工业发展进程
以互联网驱动的信息物理
系统智能化的出现
以电力驱动 的生产线的出现
英国从1770年—1840年，每个工人的日生产率平均提 高20倍；英国的原棉消耗量从1800年的23500吨，增加到 1840年的206800吨，增加10倍，生铁产量从1720年25000
吨，1840年增至139640吨，增加5.5倍； 煤产量从1770年260万吨增加到1836年的 3000万吨，增加11.5倍。1851年英国城市 人口达到50.2%，初步实现城市化。
年增长率 增长（亿欧元）
2013~2025年 2013~2025年
wenku.baidu.com
2.21%
120.2
1.53%
148
2.21%
230.4
2.21%
120.8
1.17%
27.8
1.17%
140.5
1.74%
787.7
0.91%
2280.8
+13.2%
1.04%%
3068.5
德国节能减排增加社会效益路线图
物联网、传感器
制造业服务化
发到国家通过传统 制造业转移，改为制造 业服务获取更大的效益
“再工业化”不是简单的制造业回流
随着发展中国家劳动力成本和管理成本不断上升，美国、德国的一些知名跨国公 司相继加入回流大潮，纷纷把生产线转移回国内,避免产业空洞化。
02 环保产业
“再工业化”不是传统意义上的制造业回归，而是催生一种新的生产方式
农业1% 制造业21% 服务业75%
农业 11% 服务业40%
制造业48%
美国
中国
发达国家制造业对国内GDP贡献的变化趋势
35% 30%
25%
20%
15%
10% 1970年
资料来源：联合国国民核算主要总量数据库
德国
美国
2010年
发达国家“去工业化”两条思路
国际分工
发达国家基于生产 成本上升，纷纷将传统 制造业转移到其他生产 成本更低的国家或地区， 中国改革开放刚好遇到 这次机遇
德国工业4.0顺应了时代的需求
老年化社会带来 的劳动力减少 制造业占据全国GDP25% 出口60%，影响极大
保持制造业国际领先 地位所需的标准化
资源匮乏 效能仍需提升
产业转移带来的国 内制造业空洞化
需要根据消费者需求，实 现差异化‘个性化生产
经济全球化中 需要对市场做 出快速响应
发展中国家技术实 力不断增强
工业4.0改变什么
工厂生产 市场环境 企业经营
43% 58% 60%
100% 100% 100%
工业4.0解决方案
德国工业4.0战略要点
工业4.0的四大特点
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
02
工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式
电力取代煤 第二次工业革命几乎在美、德、英、法、 日同时开始。表明工业已经进入电气时代
2 1
3
内燃机取代蒸汽机 科学技术迅猛发展
第三次工业革命3.0的特征
从20世纪四五十年代，新科学技术革命，以原子能技术、航天技术、电子计算机技术的应用为代 表，还包括人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术，掀起了第三次工业革命的开始。
分析能 耗信息
监控能 耗数据
云计算、大数据
识别能 耗问题
报送管 理部门
提升能 效水平
制定改 进方案
中国制造业30年赶超历程
1
1980年代
劳动力等生产要素活跃
改革开放促进中国制造业第 一阶段高速发展
装备现代化
生产效率提升，规 模化经济开始发展
2
1990年代
3
2000年代
产品创新与信息化
信息化与工业化融合从底层改变 制造业；设计、工艺、管理模式 创新带动制造业升级
互联网+制造业
中国制造转型与两化融合5大目标
信息产业创新发展能力 和服务水平明显提高
E
重点骨干企业实现向
集成应用的转变
C
信息技术在生产经营
和管理过程中得到充 A
分有效应用
D
生产性服务业领域信息 技术应用进一步深化
B 业务流程优化再
造和产业链协同 能力显著增强
两化融合基本目标
两化融合：信息化与工业化融合
让技术独领风骚
生产设备
通过嵌入不同的传感器进行实时感知
宽带网络
利用数据对这个过程进行精确控制
生产管理
通过互联网技术、云计算、大数据、宽带网络、工业软 件、管理软件等一系列技术构成互联网，实现物理设备 的信息感知、网络通信、精确控制和远程协作
不断切下更大的市场蛋糕
德国逐年经济增长趋势图表
领域
化工 汽车 机械 电子 农业 信息通信技术 所选六大行业 其余行业 对2025年经济 增加带动效果
标准化将人力、物料、 利用标准，进行简化、
信息等资源融合，实 优化和统一化，才能形
现整个生产过程的有 成各种标准化模块，为
序化、从而获得更多 产品的大规模定制奠定
的经济效益
基础
标准化的目的
01 保证制造业企业市场竞争力 实行贸易保护的重要技术手段 02
03 产业竞争的制高点 持续领跑的先决条件 04
第 2 德国工业4.0出台背景 章
前三次工业革命给制造业企业带来的生存压力
前三次工业革命给社会带来丰富的物资文化生活的同时也给制造业企业带来前所未有的压力
产品多样化、个性化
用户需求变化
市场多样化 利润空间减少 竞争白热化
01
市场
劳动力成本提高 原材料价格上升
同行产能增加 环境压力加大 资源相对短缺
工业4.0九大支柱
德国工业4.0与美国工业互联网的同与异
项目
美国
德国
名称 工业互联网
工业4.0
手段
希望关注设备互联、数据分析、以及 数据基础上对业务的洞察，他们对传 统工业互联网互联互通
凭借强大的机械制造技术，嵌入式以 及控制设备的先进设备和能力
关注点 大数据和云计算
生产过程智能化和虚拟化的深刻改变
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。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。
01 03
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。
04
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。
从1980年开始，微型计算机迅速发展。电子计算机的 广泛应用，促进了生产自动化、管理现代化、科技手段现 代化和国防技术现代化，也推动了情报信息的自动化。 （数控机床、机器人、啤酒生产线、电饭煲等）
计算机替代人脑
2 1
3
自动控制取代人工 生物、信息技术迅猛发展
万物互联开启工业4.0时代
“互联网+”和“IOT”（Internet Of Things）物联网。就是把今天我们所有能看到 的、能想到的、能碰到的各种各样的设备，大到工厂里的发电机、车床，小到家里的冰箱、 插座、灯泡，甚至到每个人身上的戴的戒指、耳环、手表、皮带等所有的东西都和互联网 连接起来。万物互联网促成“互联网+”的实现。带来了工业4.0的开启。
中国制造转型总体思路与规划
总体思路 坚持走中国特色 新型工业化道路
主题 促进制造业创新发展
中心 提质增效
主线 加快新一代信息技术
与制造业融合
主攻方向 推进智能化制造
目标 满足经济社会发展和 国防建设对重大技术
装备的需求
中国制造转型五项方针
创新 驱动
自主品牌 质量攻关 法规标准 质量文化
质量 为先
增加值（亿欧元）
2013年
2025年
400.8
521
740
888
767.9
998.3
402.7
523.5
185.5
213.3
936.5
1077
3433.4
4221.1
19832.7
22113.5
23266.1
26334.6
工业4.0带动效果 2013~2025年 +30% +20% +30% +30% +15% +15% +23% +11.5%
节能环保 清洁能源 资源回收 生态文明
先进制造业 产业升级 服务型制造业
绿色 发展
结构 优化
制度创新 跨行业协同 数字化 网络化 智能化
中国制造业转型五项方针
人才 为本
技术人才 管理人才 技能人才 合理梯队
中国制造转型九大任务
詹姆斯.瓦特
1736年1月—1819年8月 英国
1776年第一台可以用 于实际的蒸汽机诞生
工厂取代作坊
2 1
3
机械取代手工 生产力极大发展
第二次工业革命2.0的特征
1866年，德国人西门子制成了发电机 1876年，德国发明家奥托（Otto）运用罗沙的原理，创制成功第一台往复活塞式四冲程内燃机 1880年代德国人卡尔·弗里特立奇·本茨等人成功地制造出由内燃机驱动的汽车 1870年代，美国人贝尔发明了电话 1890年代意大利人可尼试验无线电报取得了成功 1913年福特公司的亨利.福特发明出一套完整的汽车流水线，将原装配底盘所需的12小时30分 钟减少到2小时40分钟。汽车价格从850美元降到265美元。
十三五规划与工业4.0高度融合
习近平指出：实现“十三五”时期发展目标，破解发展难题，厚植发展优势，必须牢固 树立并切实贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念。
李克强总理在2015年《政府工作报告》中提出 制定“互联网+”行动计划，并把这个计划上升为国 家战略。
“互联网+”是利用互联网平台，利用信息通信 技术，能够把互联网和包括传统行业在内的各行各业 结合起来，能够在新的领域创造一种新的生态。“+” 就是传统行业的各行各业。
形式 软到硬
硬到软
共同点
美国工业互联网和德国工业4.0，实施路径和逻辑相反，但是目标一致。无论 从软到硬，还是从硬到软，两者的目标是一致的，就是实现智能制造，实现移 动互联网和工业的融合。
中国为什么选择德国标准
德国路径比美国路径更容易实现
美国的工业空心化严重。IT公司出现，工业4.0 挑战大，缺少基础设施的落地，德国工业技术雄 厚，是生产制造基地，生产设备供应商加IT业务 解决方案提供商。在第四次工业革命的战略选择 上，中国政府的策略是，紧盯新一轮产业发展的 潮流，选择工业4.0，推出中国版的中国制造 2025，寻找机会弯道超车，后发先制。
1950年—现在
第四次工 业革命
1760年—1840年
第二次工 业革命
第三次工 业革命
2008年—
手工生产
第一次工 业革命
1840年—1950年
以电子和信息技术驱
动的自动化的出现
以蒸汽驱动 的机械设备的出现
第一次工业革命1.0的特征
1840年前后，英国大机器生产已基本取代了工场手工业 生产，工业革命基本完成，英国成为世界上第一个工业国家。
把所有的物品智能化
智能制造
智能工厂
把他们连接到互联网，云端化
什么是工业4.0
四次工业革命中国处于位置
在过去200多年世界工业化、现代化的历史上，我们曾先后失去 过三次工业革命的机会。在前两次工业革命过程中，中国都是边缘化 者、落伍者，急剧地衰落，由于错失工业革命机会，中国GDP占世界 总量比重，由1820年(清仁宗嘉庆二十五年)的1/3下降至1950年不足 1/20。之后中国在极低发展水平起点下，发动国家工业化，同时进行 了第一次、第二次工业革命。即使是在上世纪80年代以来的信息革命 中，我们也仅仅是侥幸上了末班车，还是个“后来者”，因为对外开 放才成为“追赶者”。但是中国实现了成功追赶，已经成为世界最大 的ICT（信息通信技术）生产国、消费国和出口国，正在成为领先者。 进入21世纪，中国第一次与美国、欧盟、日本等发达国家站在同一起 跑线上，在加速信息工业革命的同时，正式发动和创新第四次绿色工 业革命。
第
3
德国制造与中国制造
章
德国制造的六大目标
通过服务化、标准 化巩固制造业优势
高效的工业节能 减排生产方式
强化工业控制系 统的信息安全
2025
成本可控的大规模定制生产
制造业出口超过 中、美成为世界第一
带动新一代 信息技术产业发展
让标准主导一切
传统工业时代
信息技术时代
市场多样化和个性化
标准作为组织现代化生 产的重要技术基础和互 换性保证，在制造业的 发展中起着重要基础的 作用
03
成本
02
资源
与环境
制造业企业生存压力一览表
项目
钢铁
原 水泥 材 塑料 料 木材
棉花
水
能
电
源 汽油
煤
1978年 0.35亿吨
6亿吨
2013年 5000元 450元
37亿吨
涨幅 20倍
6倍
项目
人力
工资 赔付
项目
钢铁
产
水泥
能
汽车
超
需
服装
求
玻璃
食品
1980年 2014年 需求 实际
涨幅
发达国家应对压力的方法是“去工业化”