德国工业4.0
德国工业4.0
2、工业4.0对我国的启示
德国工业4.0战略为我 们展现了一幅全新的工业 蓝图，在新的发展背景下， 将信息化的时代特征与我 国工业化历史进程紧密结 合起来，把两化深度融合 作为主线，为推动工业转 型升级注入新的动力，从 而在向工业化迈进的过程 中占得先机，这是4.0战略 对我国推进工业转型升级 的重要启示。
工业4.0对我国的启示
1、把两化深度融合作为主要着力点。 2、超前部署建设国家信息物理系统网络平台。 3、启动国家智能制造重大专项工程。 4、用标准引领信息网络技术与工业融合。 5、构建有利于工业转型升级的制度保障体系。 6、产学研用联合推动制造业创新发展。
3、结合本专业谈发展方向
现状： 随着现代社会经济建设的快
1.2 概述
对德国工业4.0的核心内容进行概括的话，可以总结为：建 设一个网络(Cyber-Physical System，信息物理系统)、研究两大 主题(智能工厂、智能生产)、实现三大集成(横向集成、纵向集 成与端对端集成)、推进三大转变。
工业4.0的定义
工业1.0。18世纪60年代至19 世纪中期，通过水力和蒸汽机 实现的工厂机械化可称为工业 1.0。这次工业革命的结果是机 械生产代替了手工劳动，经济 社会从以农业、手工业为基础 转型到了以工业以及机械制造
三个转变
1、实现生产由集中向分散的 转变，规模效应不再是工业生产的 关键因素，工业生产的基本模式将 由集中式控制向分散式增强型控制 转变。
2、实现产品 由大规模趋同性 生产向规模化定 制生产转变，未 来产品都将完全 按照个人意愿进 行生产，极端情 况下，将成为自 动化、个性化的 单件制造。
3、实现由 客户导向向客 户全程参与的 转变，客户不 仅出现在生产 流程的两端， 而是广泛、实 时参与生产和 价值创造的全 过程。
德国的第4次工业革命——“工业4.0”将彻底颠覆全球制造业
德国的第4次工业革命——“工业4.0”将彻底颠覆全球制造业展开全文德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一，其装备制造行业全球领先。
这是由于德国在创新制造技术方面的研究、开发和生产，以及在复杂工业过程管理方面高度专业化。
德国拥有强大的机械和装备制造业、占据全球信息技术能力的显著地位，在嵌入式系统和自动化工程领域具有很高的技术水平，这些都意味着德国确立了其在制造行业中的领导地位。
因此，德国以其独特的优势开拓新型工业化的潜力——“工业4.0”，并开始推进新一代工业升级计划。
作为全球工业实力最为强劲的国家之一，德国在新时代发展压力下，通过“工业4.0”战略的实施，将使德国成为新一代工业生产技术的供应国而主导市场，会使德国在继续保持国内制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。
制造业的全球竞争正越来越激烈，德国并不是唯一认识到“将物和服务联网运用于制造业”趋势的国家。
此外，给德国制造业带来威胁的不仅是来自亚洲的竞争对手，因美国也已采取措施，通过促进“先进制造业”发展的计划来应对去工业化。
制造业的数字化、虚拟化正在彻底改变人们制造产品的方式，为此，以德国为代表的欧洲，以及美国都打算大幅提升工业产值。
美国的通用电气(GE)于2012年秋季提出了“工业互联网”(Industr ial Internet)概念，这是一个将产业设备与IT融合的概念，目标是通过高功能设备、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，而日本的各企业也在推进M2M和大数据应用。
“工业4.0”的关键技术是信息通信技术(ICT)，具体包括联网设备之间自动协调工作的M2M（Machineto Machine）、通过网络获得的大数据的运用、与生产系统以外的开发、销售、ERP(企业资源计划)、PLM(产品生命周期管理)、SCM(供应链管理)等业务系统联动等。
而第三次工业革命的自动化只是在生产工艺中运用ICT，而“工业4.0”将大幅扩大应用对象。
_德国“工业4.0”的战略意义与主要启示
一、什么是德国“工业4.0”德国“工业4.0”的概念最早提出于2011年。
此后，由德国相关行业协会牵头，来自行业协会、企业、政府和研究机构等产官学专家组成“工业4.0”工作组，进一步开展了对“工业4.0”的研究。
2013年4月，该工作组向德国联邦政府提交了最终报告《保障德国制造业的未来：关于实施“工业4.0”战略的建议》，得到联邦政府的高度认可。
在德国联邦政府推出的《高技术战略2020》中，“工业4.0”被列为十大未来项目之一，表明“工业4.0”已经成为德国国家战略的重要组成部分。
概括地说，“工业4.0”是基于对整个工业发展过程重新划分而提出的一个新颖概念。
提出这个概念的德国产业界和学术界人士认为，随着技术的不断演进，迄今工业发展已经历了机械化、电气化和自动化三个阶段，可以将其分别对应于“工业1.0”“工业2.0”和“工业3.0”时代，而未来技术的创新和进步必然推动工业发展进入智能化阶段，亦即“工业4.0”时代。
智能化阶段的核心技术特征是“虚拟—实体系统”（Cyber-Physical Systems，或称为信息—物理系统）。
“虚拟—实体系统”是指，在传统的互联网、信息系统基础上，加入物联网、服务网，使现实世界与信息网络紧密衔接、融为一体。
在工业领域，“虚拟—实体系统”的具体表现形式是“智能工厂”，主要包括智能机器、数据存储系统，以及能够实时传输信息、进行交互控制的生产设施。
“智能工厂”的控制系统连接了原料、制造、物流和消费等各个环节，可以收集各环节传来的信息，以人工智能加以分析判断，决定具体的生产方案，并自动完成加工制造。
这样，就形成了精准按需生产、高度个性化制造的模式，达到降低成本、提高附加值的目的。
着眼于推动“工业4.0”战略的有效实施，上述报告提出了八个领域的重点任务。
建立标准化的技术体系。
在同一价值链（价值网）的不同企业，应当加强合作，制定一套公开的技术标准，而后进行智能化软硬件的建设。
德国制造业工业4.0
德国制造业工业4.0实现创新、智能和可持续发展的未来工业4.0是一个全球范围内备受关注的概念，它代表着制造业的新时代。
德国作为一个工业强国，一直以其卓越的工程技术和创新能力而闻名于世。
德国制造业工业4.0的概念，旨在将传统制造业与信息技术相结合，实现智能化、灵活化、可持续发展的生产模式。
本文将探讨德国制造业工业4.0的背景、特点和对未来的影响。
背景工业4.0得以发展的背景是信息技术的快速发展和互联网的普及，这使得传统的制造业面临巨大的变革和机遇。
在这个数字化时代，大数据、物联网、云计算和人工智能等先进技术的发展，为工业4.0提供了强大的支持。
德国作为世界上最大的出口国之一，需要推动其制造业的创新和竞争力，工业4.0成为了实现这一目标的关键。
特点德国制造业工业 4.0的主要特点包括智能化、灵活化和可持续发展。
智能化是指通过将传感器、嵌入式系统和先进的控制系统应用于制造过程中，实现生产过程的自动化和智能化。
这可以提高生产效率、降低成本，并且增加产品的质量和可靠性。
灵活化是指通过数字化技术和智能控制系统，实现生产过程的灵活调整，以适应不断变化的市场需求。
可持续发展是指在生产过程中注重资源的效率利用、能源的节约和环境保护，以实现可持续的经济、社会和环境效益。
对未来的影响德国制造业工业4.0的实施将对未来的制造业产生深远的影响。
首先，工业4.0将推动制造业向智能制造的转型，实现生产的自动化、智能化和高效化。
这将大大提高生产效率和产品质量，促进企业的创新和竞争力。
其次，工业4.0将改变传统制造业中的组织结构和管理模式。
通过数字化技术和互联网，企业内部以及企业与供应商和客户之间的信息流动将更加便捷和高效。
这将极大地提高企业的决策速度和灵活性，并促进协同创新和资源共享。
最后，工业4.0将带来全新的商业模式和产业生态系统。
通过连接各种设备、产品和服务，形成数字化的价值链和价值网络，创造新的商机和市场。
德国作为工业4.0的倡导者和推动者，已经在这一领域取得了一定的成果。
工业4.0时代
工业4.0背景
2009到2012年欧洲深陷债务危机，德国经济却一枝独 秀，依然坚挺。德国经济增长的动力来自其基础产业—— 制造业所维持的国际竞争力。对于德国而言，制造业是传 统的经济增长动力，制造业的发展是德国工业增长的不可 或缺因素，基于这一共识，德国政府倾力推动进一步的技 术创新，其关键词是“工业4.0”。 德国政府提出“工业4.0”战略，并在2013年4月的汉诺 威工业博览会上正式推出，其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。 上个月，中德两国签署的《中德合作行动纲要》明确，双 方将在工业4.0方面加强合作，标志着工业从3.0自动化时 代向4.0智能化时代迈进的号角已经吹响。
工业4.0概念
功能强大的、自主的微型计算机（嵌入式系统）正越来越 多地相互间或与互联网以无线方式互联。这正在导致引起 实体物理世界与虚拟网络世界（cyberspace）以虚拟网 络—实体物理系统（CPS）的方式相融合。这意味着有史 以来第一次，有可能将资源、信息、物品和人进行互联， 从而造就物联网和服务。这种现象的影响也将反映到工业 领域。在制造领域，这种技术的渐进性进步可以被描述为 工业化的第四个阶段，即工业 4.0 从消费意义上来说，“工业4.0”就是一个将生产原料、智 能工厂、物流配送、消费者全部编织在一起的大网，消费 者只需用手机下单，网络就会自动将订单和个性化要求发 送给智能工厂，由其采购原料、设计并生产，再通过网络 配送直接交付给消费者。
工业4.0——从智慧工厂到智能生产 工业4.0的标准规范
标准
EMMA: 多模式工业辅 助系统
工业4.0 智慧工厂
USDL: 信息物理产品系 统中的语义服务
OMM: 语义产品内存
工业4.0——从智慧工厂到智能生产 智能产品案例-智能化汽车
德国工业4.0包含哪些内容
德国工业4.0包含哪些内容1. 引言工业4.0是指数字化、网络化、智能化和自动化的工厂生产模式。
它主要由德国提出，并随后得到了世界各国的广泛关注和应用。
德国工业4.0的成功经验为全球工业转型和创新注入了新的动力。
在这篇文章中，我们将探讨德国工业4.0包含的关键内容。
2. 物联网和传感器技术物联网是工业4.0的核心基础，它通过将各种设备和机器连接到互联网，实现信息的交流和数据的共享。
在德国工业4.0中，物联网和传感器技术被广泛应用于生产线和设备上，实现了实时数据采集和监测。
这些传感器可以收集到关于生产线运行状态、产品质量和设备维护等重要信息，为企业提供了精确的数据基础。
3. 数据和分析德国工业4.0注重利用大数据和分析技术来优化生产过程和增加效率。
通过物联网和传感器技术收集到的大量数据被传输到云平台进行存储和分析。
基于这些数据，企业可以实时监测和分析生产过程中的细节，识别并解决潜在问题。
此外，数据分析还可以帮助企业制定更准确的生产计划和预测市场需求。
4. 自动化和机器人技术自动化和机器人技术是德国工业4.0的重要组成部分。
德国企业在工业生产中广泛应用自动化设备和机器人系统，从而减少人为操作的需求，提高产品质量和效率。
自动化和机器人技术可以实现生产线的灵活性和自适应性，使企业能够快速响应市场需求的变化，并降低生产成本。
5. 虚拟现实和增强现实虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术在德国工业 4.0中的应用也日益增多。
虚拟现实技术可以提供模拟环境，帮助工人进行培训和模拟操作，从而提高他们的技能和工作效率。
增强现实技术可以将虚拟信息与现实环境相结合，为工人提供实时指导和支持，降低错误率并提高工作质量。
6. 云计算和边缘计算在德国工业4.0中，云计算和边缘计算起到了关键作用。
云计算可以提供高效的数据存储和处理能力，支持大规模数据的分析和应用。
边缘计算则更加注重数据的实时性和响应性，实现了更快速的数据处理和决策。
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！。
德国工业4.0(中文版)
把握德国制造业的未来实施“工业4.0”攻略的建议工业4.0工作组德国联邦教育研究部2013年9月【编者按】为了在新一轮工业革命中占领先机，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下，“工业4.0”项目在2013年4月的汉诺威工业博览会上被正式推出。
这一研究项目是2010年7月德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一——旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
本文为“德国工业4.0战略计划实施建议”的全文翻译版本。
如有问题和错误，敬请批评指正。
主编：供稿：中国工程院咨询服务中心刘晓龙、郗振宇、高金金、陈守双、占松林、王波、李贞、陈磊联系人：郗振宇联系方式：******************目录【编者按】 (I)执行摘要 (1)1 引言 (5)2愿景：工业4.0作为智能、网络化世界的一部分 (12)2.1塑造工业4.0愿景 (13)2.2在工业4.0下未来会是什么样子？ (15)2.3新型的商业机会和模式 (17)2.4工作场所的全新社会基础设施 (19)2.5全新的基于服务和实时保障的CPS平台 (20)2.6工业4.0之路 (22)3双重战略：成为领先的市场和供应商 (27)3.1 领先的供应商策略 (27)3.2 主导市场策略 (28)3.3 双重战略及其关键特征 (29)3.3.1 价值网络下的横向集成 (30)3.3.2 全价值链的端到端工程 (30)3.3.3 纵向集成和网络化制造系统 (31)4 需求研究 (35)5 优先行动领域 (39)5.1标准化和开放标准的一个参考体系 (39)5.2管理复杂的系统 (44)5.3为工业提供一个全面宽频的基础设施 (48)5.4 安保是工业4.0成功至关重要的因素 (49)5.5 数字化工业时代工作的组织和设计 (58)5.6培训和持续的职业发展 (62)5.7规章制度 (67)5.8资源效率 (73)6 德国如何与世界其它国家竞争？ (80)7 展望 (91)背景资料： (92)工业4.0战略计划 (92)工业4.0平台 (94)执行摘要德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一，其装备制造行业全球领先。
2024年浅谈德国“工业4.0”及其中国化
2024年浅谈德国“工业4.0”及其中国化随着科技的飞速发展，全球的工业生产方式正面临着一场前所未有的革命性变革。
其中，德国的“工业4.0”概念引领着这场变革的潮流，而中国作为世界上最大的制造业国家，也在积极探索和实践工业4.0的理念。
本文将对德国“工业4.0”进行简要介绍，并探讨其在中国的发展和应用。
一、德国“工业4.0”概述德国“工业4.0”是一个基于物联网、大数据、云计算等先进技术的制造理念，旨在实现生产过程的数字化、网络化、智能化。
它代表了第四次工业革命，继蒸汽机时代、电气化时代和信息化时代之后，人类进入了智能化时代。
这一概念最早在2011年由德国学术界和产业界提出，2013年在汉诺威工业博览会上正式推出，迅速成为德国的又一标志性名片。
1.1 定义与特征工业4.0的核心在于通过物联网技术实现设备之间的互联互通，利用大数据分析和云计算进行实时数据处理和智能决策，从而实现生产过程的高度灵活性和个性化。
这种生产模式突破了传统制造业的局限，将生产、供应、销售等各环节紧密连接，形成一个高度智能化的生产网络。
1.2 关键技术支撑工业4.0的实现离不开一系列关键技术的支撑，包括物联网、人工智能、大数据分析、云计算、增强现实等。
这些技术相互融合，为工厂数字化提供了全方位支持。
物联网技术使得设备之间能够实现信息的实时传输和交换；人工智能技术能够对大量数据进行分析和处理，为决策提供依据；大数据和云计算则提供了强大的数据处理和存储能力。
二、中国化工业4.0的发展与实践中国作为世界上最大的制造业国家，对工业4.0的发展充满期待。
近年来，中国政府也提出了“中国制造2025”战略，旨在推动制造业向智能化、绿色化、服务化方向转型。
德国“工业4.0”的成功实践为中国提供了有益的借鉴。
2.1 政策推动中国政府高度重视工业4.0的发展，制定了一系列政策措施，包括税收优惠、资金扶持、人才培养等，以推动制造业的转型升级。
同时，中国还加强了与德国等国家的合作，共同推动工业4.0在全球范围内的发展。
德国工业4.0成熟度标准最新研究
2014年,德国正式发布“工业4.0战略计划”,成为第四次工业革命的晨光。
作为老牌工业发达国家,德国又一次引领了全球工业发展的步伐,引起了全球工业界的极大反响。
继德国之后,美国(IIC )、日本(4.1J )、中国(2025)等世界主要工业国家均出台了适应各自工业基础和发展环境的国家政策和战略,以应对新一轮工业革命所带来的挑战。
工业4.0是未来工业生产全面数字化的代名词,是为未来更完美的生产系统做的准备。
工业4.0项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成,并已上升为国家级高科技战略,它也可以看成是一个研究平台。
完美的工业生产系统是一个现代信息和通信技术相互关联体。
这方面技术的基础是智能和数字网络系统。
在它们的助力下,组织的大规模定制生产成为可能:在工业4.0中,人员、机器、工厂、物流和产品之间实现直接的交流与协作。
通过物联网,不仅能够优化一个生产步骤,同时可以优化整个价值链。
它能贯穿整个产品生命周期的所有阶段———从产品的概念到开发、制造、使用、维护,再到回收利用。
参考建筑模型Industry 4.0,可看到三根轴,见图1。
德国工业4.0成熟度标准最新研究德国莱茵TU ··V □陈伟康郑豪图1德国工业4.0RAMI 理论模型活动层级(层)业务层功能层信息层通讯层集成层资产层15入的新概念。
另一个是工业互联网,称之为互联世界。
RAMI模型是工业4.0的一个完整的解决方案基础。
例如,生产区域中的所有状态数据(Asset层)通过各种传感器采集并传输予以集中,然后将有讨论价值的数据通过UDP/IP或TCP/IP传输出去,之后就可以在一个平台上讨论所有具体问题。
依据德国工业4.0的基本三大要素:体系、程序和产品,结合德国莱茵T U··V的三大核心:人文、技术和环境,建立了包含九个单元的德国莱茵TU··V工业4.0成熟度模型,其中每个单元涉及到了欧洲和国际上的相关标准和法规,很好地细化了德国工业4.0对于企业发展的每个细节,尤其适合于中国企业。
德国工业4.0详细内容介绍
02 中
工 业 4. 0 各 国 战 略 国 距 离 工 业 4. 0 还 有 多
中德签署《中德合作行动纲领》 2014年10月10日，中华人民 共和国国务院总理李克强在访问 德国期间和德国总理默克尔，联 合发表了《中德合作行动纲领》， 重点突出了双方在制造业就“工 业4.0”计划的携手合作。双方将 以中国担任2015年德国汉诺威消 费电子、信息及通信博览会 (CeBIT)合作伙伴国为契机，推进 两国在移动互联网、物联网、云 计算、大数据等领域的合作。
工 业 4. 0 各 国 战 略
02
美 国 工 业 4. 0 挑 战
依托硅谷模式抢占软件技术优势，发展先进生产方式
美国的互联网以及ICT巨头与传统制造业领导厂商携手， GE、思科、IBM、英特尔等80多家企业成立了工业互联网联盟， 正重新定义制造业的未来，并在技术、标准、产业化等方面 做出一系列前瞻性布局，工业互联网与成为美国先进制造伙 伴计划的重要任务之一。
03
中 国 制 造 20 25
对外： 丝绸之路经济带：
用一 路一 带眼 光看 《中 国制 造 2025 》
• • • 中国至东南亚、南亚、印度洋。
培养全球眼光、 世界格局迫在 中国经中亚、俄罗斯至欧洲（波罗的海）； 中国经中亚、西亚至波斯湾、地中海； 眉睫！
21世纪海上丝绸之路：
• 从中国沿海港口过南海到印度洋，延伸至 欧洲； • 从中国沿海港口过南海到南太平洋。
德国工业4.0
对中国制造启示
主要内容
1 工业4.0
2 工业4.0各国战略
3 中国制造2025
提 纲
▪ 一. 德国工业4.0介绍 ▪ 二. 其他发达国家情况 ▪ 三. 对中国工业的启示
德美中三国工业4.0简介与对比
“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。
1：德中美三国不同的“工业4.0”德国：德国“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，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略。
德国联邦政府投入达2亿欧元。
德国政府提出“工业4.0”战略，并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，其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。
该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，弗劳恩霍夫协会将在其下属6－7个生产领域的研究所引入工业4.0概念，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控制系统。
[3]自2013年4月在汉诺威工业博览会上正式推出以来，工业4.0迅速成为德国的另一个标签，并在全球范围内引发了新一轮的工业转型竞赛。
德国“工业4.0”概念包含了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与服务的生产模式。
在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。
创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。
德国学术界和产业界认为，“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。
该战略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。
[5]“工业4.0”项目主要分为三大主题：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。
德国工业4.0(中文版)
把握德国制造业的未来实施“工业4.0”攻略的建议工业4.0工作组德国联邦教育研究部2013年9月【编者按】为了在新一轮工业革命中占领先机，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下，“工业4.0”项目在2013年4月的汉诺威工业博览会上被正式推出。
这一研究项目是2010年7月德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一——旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
本文为“德国工业4.0战略计划实施建议”的全文翻译版本。
如有问题和错误，敬请批评指正。
主编：供稿：中国工程院咨询服务中心刘晓龙、郗振宇、高金金、陈守双、占松林、王波、李贞、陈磊联系人：郗振宇联系方式：******************目录【编者按】 (I)执行摘要 (1)1 引言 (5)2愿景：工业4.0作为智能、网络化世界的一部分 (12)2.1塑造工业4.0愿景 (13)2.2在工业4.0下未来会是什么样子？ (15)2.3新型的商业机会和模式 (17)2.4工作场所的全新社会基础设施 (19)2.5全新的基于服务和实时保障的CPS平台 (20)2.6工业4.0之路 (22)3双重战略：成为领先的市场和供应商 (27)3.1 领先的供应商策略 (27)3.2 主导市场策略 (28)3.3 双重战略及其关键特征 (29)3.3.1 价值网络下的横向集成 (30)3.3.2 全价值链的端到端工程 (30)3.3.3 纵向集成和网络化制造系统 (31)4 需求研究 (35)5 优先行动领域 (39)5.1标准化和开放标准的一个参考体系 (39)5.2管理复杂的系统 (44)5.3为工业提供一个全面宽频的基础设施 (48)5.4 安保是工业4.0成功至关重要的因素 (49)5.5 数字化工业时代工作的组织和设计 (58)5.6培训和持续的职业发展 (62)5.7规章制度 (67)5.8资源效率 (73)6 德国如何与世界其它国家竞争？ (80)7 展望 (91)背景资料： (92)工业4.0战略计划 (92)工业4.0平台 (94)执行摘要德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一，其装备制造行业全球领先。
德国工业4.0
工业4.0和中国政策
这是一场德国人挑起的“科技竞赛”。当“工业4.0”上升成为德 国的民族战略、由总理默克尔亲自代言，并把这一概念迅速风靡全 球时。
中德企业的“工业4.0”是在两国政府的推动下展开的。2014年10 月，中德共同发表《中德合作行动纲要》，宣布两国将开展“工 业4.0”合作。2015年10月，德国总理默克尔访华时，两国宣布， 将推进“中国制造2025”和“德国工业4.0”战略对接，共同推动 新工业革命和业态，达成双赢。
德国工业4.0的主题
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。
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。
球制造装备 领域拥有领头羊的地位。 通过工业4.0战略的实施，将使德国成为新一代工业生产技术（即 信息物理系统）的供应国和主导市场，会使德国在继续保持国内 制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。
德国工业4.0的主题
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； 所谓的智能工厂就是在数字化工厂的基础上，利用物联网技术 和监控技术加强信息管理和服务，提高生产过程可控性、减少 生产线人工干预与合理计划排程。同时集智能手段和智能系统 等新兴技术于一体，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人 性化工厂。
德国工业4.0的拓延
德国学术界和产业界认为，自从德国提出了“工业4.0”，从此 世界进入了“4.0时代”。“工业4.0”即是以智能制造为主导 的第四次工业革命。 工业4.0：是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的 生产方法。
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。
德国工业4.0
02
提供资金支持
政府设立专项资金，支持工业4.0相关技术研发、应用示范和产业化项
目，鼓励企业加大投入。
03
加强法规建设
完善相关法律法规，保护知识产权，为工业4.0发展提供良好的法治环
境。
企业内部变革与创新
组织架构调整
企业为适应工业4.0的发展需求， 进行组织架构调整，强化跨部门 、跨领域的协作能力。
业务流程优化
运用先进的信息技术和管理理念 ，对企业业务流程进行优化，提 高生产效率和灵活性。
技术创新与应用
积极研发和应用新技术、新工艺 、新装备，提升企业在工业4.0领 域的核心竞争力。
产业链上下游合作与协同
供应链协同
加强与供应商、销售商等合作伙伴的协同，实现供应链的优化和 整合。
产业链整合
通过兼并重组、战略合作等方式，整合产业链上下游资源，形成 优势互补、协同发展的产业生态。
深化国际产能合作和装备制造合作
鼓励中国制造业企业“走出去”，积极参与国际产能合作和装备制造合作，推动中国制 造业在全球产业链和价值链中的地位提升。
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知识产权保护
工业4.0的创新成果涉及大量知识产权，如何加强知识产权保护和 管理是一个重要问题。
人才培训与职业发展挑战
人才短缺
工业4.0对人才的需求提出了更高的要求，目前市场上具备相关技能和经验的人才相对短 缺。
培训成本高
企业需要投入大量时间和资金进行人才培训，但培训成本较高且效果难以保证。
职业发展路径不明确
促进制造业与互联网深度 融合
鼓励制造业企业运用互联网思维和技术手段 ，推动生产、管理、营销等环节的变革和创
新，实现制造业与互联网的深度融合。
德国工业4.0主题分类
德国工业4.0主题分类
德国工业4.0主题可以分为以下几个分类：
1. 自动化和数字化，工业4.0注重通过自动化和数字化技术来
提高生产效率和灵活性。
这包括自动化生产线、物联网、大数据分
析等技术的应用。
2. 人机协作，工业4.0强调人机协作，包括人机界面设计、协
作机器人、虚拟现实等技术的应用，以提高生产效率和工作条件。
3. 物联网和传感器技术，工业
4.0倡导设备之间的互联互通，通过物联网和传感器技术实现设备之间的数据交换和协作。
4. 供应链和生产流程优化，工业4.0强调整个供应链和生产流程的优化，包括智能物流、定制化生产、快速响应市场变化等方面。
5. 数据安全和隐私保护，随着工业4.0的发展，数据安全和隐
私保护变得尤为重要，包括网络安全、数据加密、隐私保护等方面
的技术和政策措施。
以上是德国工业 4.0主题的一些分类，涵盖了自动化和数字化、人机协作、物联网和传感器技术、供应链和生产流程优化以及数据
安全和隐私保护等方面。
德国工业4.0的概念
工业4.0”的概念工业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，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略。
德国联邦政府投入达2亿欧元[1]。
德国政府提出“工业4.0”战略，并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，其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。
该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，弗劳恩霍夫协会将在其下属6－7个生产领域的研究所引入工业4.0概念，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控制系统。
工业4.0”的内涵“工业4.0”概念包含了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与服务的生产模式。
在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。
创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。
德国学术界和产业界认为，“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。
该战略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。
“工业4.0”项目主要分为两大主题，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。
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。
工业4.0”的愿景是怎样的？德国工业4.0战略将更具灵活性，也更强劲，在工程、规划、制造、运营和物流流程中实施最高标准。
这将催生动态的、实时优化、自我组织的价值链，并可通过一系列标准（如成本、可用性和资源消耗）进行优化.这一价值链还需要适当的监管框架、标准化接口和统一的业务流程。
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工业4.0
什么是工业4.0？
简单的说“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，该战略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。
相当于工业遇上了互联网，即工业互联网。
随着信息技术与工业技术的高度融合，网络、计算机技术、信息技术、软件与自动化技术的深度交织产生新的价值模型，在制造领域，这种资源、信息、物品和人相互关联的“虚拟网络-实体物理系统（Cyber-Physical System，CPS）”，德国人称其为“工业4.0”。
工业4.0概念首先由德国提出。
2013年4月德国在汉诺威工业博览会上首次发
布《实施“工业4.0”战略建议书》，德国电气电子和信息技术协会于2013 年12 月发布“工业4.0”标准化路线图。
2014 年汉诺威工业博览会的主题“融合的工业——下一步”很好地契合了德国自2013 年以来力推的创新概念“工业4.0”。
“工业4.0”三大主题
“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；
“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；
“智能物流”，主要通过互联网、物联网、务联网，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的关键技术
“工业4.0”的关键技术是信息通信技术(ICT)，具体包括联网设备之间自动协调工作的M2M(Machine to Machine)、通过网络获得的大数据的运用、与生产系统以外的开发/销售/ERP(企业资源计划)/PLM(产品生命周期管理)/SCM(供应链管理)等业务系统联动等等。
而第三次工业革命的自动化只是在生产工艺中运
用ICT，“工业4.0”将大幅扩大应用对象。
经过27年的发展，华为已经成为全球电信市场最大的ICT产品
和解决方案供应商。
工业4.0的愿景
工业4.0的终极目的是使制造业脱离劳动力禀赋的桎梏，将全流程成本降到较低，从而实现制造业竞争力的较大化。
在4.0 时代，不仅制造环节的人工将得到节省（机器人为主体的自动化生产连线），前端供应链管理、生产计划（互联网接入，实施管理订单）、后端仓储物流管理（WMS+自动化立体仓库）都将实现实现无人化，以及较低的渠道库存和物流成本。
中国版工业4.0：王牌计划《中国制造2025》
新中国成立尤其是改革开放以来，我国制造业持续快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，有力推动工业化和现代化进程，显著增强综合国力，支
撑我世界大国地位。
然而，与世界先进水平相比，我国制造业仍然大而不强，
在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方
面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。
因此，“《中国制造2025》的出台正当其时
5月19日，国务院印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。
这是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，以推进智能制造为主攻方向，以满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标，强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次多类型人才培养体系，促进产业转型升级，
培育有中国特色的制造文化，实现制造业由大变强的历史跨越。
不要过于夸大工业4.0的意义，也不要低估中国的制造业水平。
中国之前已经对智能化、信息化的工业生产方式有所准备，我们以前提出的“两化融合”就有“工业4.0”的影子。
中国的制造业近年来发展迅速，早已跨过了只会生产衬衣袜子的时代。
虽然在中高端制造业上与德国日本横向比较还有差距，但纵向来看，中国制造业的水平比前些年已经有了质的飞跃。
我们的中端机电产品在世界上占有重要地位，这两年在中国对德国的出口产品中，机电产品占比已经超过40%。
在通讯技术的发展上中国至少已经不逊色于德国；在移动互联网领域，我认为中国已经超过德国。