工业40从智慧工厂到智能生产
无锡工业40发展现状及对制造业转型升级的
无锡工业40发展现状及对制造业转型升级的在工业4.0背景下，智能装备、智能工厂、智能服务成为当代制造业和现代工业技术的核心。
文章系统研究了无锡产业规划及工业4.0发展优势，存在的问题，制造业转型升级突破点，提出德国工业4.0对无锡产业发展和产业政策的若干启示，包括产业政策向创新政策转变，拓展新型工业化道路的内涵及调整中小企业政策思路等。
世易时移，当全国大部分地区刚刚实现工业自动化或为此努力时，工业4.0时代来了，产业未动，概念先行!这个来自德国的舶来品，随着媒体的热炒，已经深入千家万户，股市上还崛起一个“工业4.0板块”!同时，作为中国版工业4.0的《中国制造业发展纲要(2015-2025)》也已出炉，这些政策无不围绕着一条主线：智能制造、产业转型升级、网络化和平台化。
在这样一个非常有利的大环境下，无锡一些有远见的企业开始蓄势，迎接这场即将到来的新工业革命。
1 无锡产业规划及工业4.0发展优势解析无锡拥有强大的制造业基础，以及蜚声国内外的物联网产业，二者相加，正好符合工业4.0的核心：智慧无锡，智能制造。
从工业机器人到3D打印，从自动化生产线到智能物流，无锡拥有一批前沿领军企业，为后工业时期制造业向工业4.0下的智能生产和转型升级创造了可能性[1]。
1.1 工业4.0相关智慧产业形成规模，经济总量不断突破无锡市作为制造业大市，规模以上工业产值居全国大中型城市前十位，全市工业企业超5.1万家，从业人员近200万，雄厚的制造业基础一直处于领先地位。
2015年无锡市实现生产总值(GDP)8 518.3亿元，按可比价计算比上年增加7.1%，人均GDP达到13.09万元。
1.2 产业不断优化升级，结构趋于合理2015年无锡市完成规模以上工业总产值14 698.8亿元，同比增长1.8%，增速比2014年回升了2.8个百分点。
全市规模工业中高技术产业完成工业产值2 410.6亿元，同比增长7.6%，高于全市规模工业产值增速5.8个百分点，总量占到了全市规模工业产值的16.4%，产值增速和占比分别比2014年提高了1和1.2个百分点[2]。
工业40与智能制造_贾伟杰
1.3 制造业战略地位
-9-
物质财富是人类社会生存和发展的基础，制造是 人类创造物质财富最基本、最重要的手段
制造业对国民经济的贡献
直接创造国民生产总 值的1/3
占整个工业生产的 4/5
为国家财政提供1/3以 上的收入
对出口总额的贡献率 90%
9
1.3 制造业战略地位
- 10 -
制造业是国家安全的重要保障
资助，已上升为国家战略
正式提出
2013年4月，德国政府于汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”
中德合作
2014年10月，克强总理访德期间，中德签署了《中德合作行动纲要：
共塑创新》，提出两国将开展工业生产的数字化（工业4.0）合作21
3.3 总体概念
- 22 -
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
工厂/车间业务与生产管理系统，如ERP(企业资源计划)、 MES(制造执行系统)、PLM(产品全生命周期管理)/PDM(产品数据 管理)等。
4.3 愿景是解决能源消费等社会问题 - 28 -
1）工业4.0将使生产的 能耗与效益大）工业4.0将使人的工作生涯更长，工作与生活更加平衡，高工资时产业
信息物理系统（CPS）
4.2 关键是信息技术应用
- 27 -
工业软件决定工业4.0
计算机辅助工具，如CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅 助工程)、CAPP(计算机辅助工艺设计)、CAM(计算机辅助制造) 、CAT(计算机辅助测试，如ICT信息测试、FCT功能测试)等；
先进制造工程训练_湖南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
先进制造工程训练_湖南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.FMS的加工能力由其（）决定。
参考答案:加工系统2.多轴机床是指至少具备（）根坐标轴，且至少有一根旋转轴的数控机床。
参考答案:43.对机器人进行示教时,模式旋钮打到示教模式后,外部设备发出的启动信号仍有效。
（）参考答案:错误4.换刀点应设置在被加工零件的轮廓之外，并要求有一定余量。
参考答案:正确5.辅助功能指令M05代表：( )参考答案:主轴停止6.增材制造有以下哪些技术优点( )参考答案:特别适合于传统方法无法加工的极端复杂几何结构。
_非常适合于小批量复杂零件或个性化产品的快速制造。
_能够满足航空武器等装备研制的低成本、短周期需求。
_不需要传统的刀具、夹具、模具及多道加工工序。
7.熔融沉积制造法是利用光敏树脂为原材料。
参考答案:错误8.数控机床有不同的运动形式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标方向，编写程序时采用( )的原则编写程序。
参考答案:分析机床运动关系后再根据实际情况9.工业机器人按作业任务的不同可以分为焊接、（）等类型机器人。
参考答案:装配_上下料_喷涂_码垛10.常用的逆向工程可以获得实物原型的（）。
参考答案:数字化模型11.本课程所用3D扫描仪可以扫描对激光形成（）的对象。
参考答案:漫反射12.信息系统的主要任务是（）。
参考答案:向FMS的加工系统、物流系统提供全部控制信息并进行过程监视，反馈各种在线检测数据，以便修正控制信息，保证安全运行_组织和指挥制造流程，并对制造流程进行控制和监视13.逆向工程可以生产出与目标产品（）的产品。
参考答案:相似的_相近的_相同的_完全不同的14.逆向工程的特点有（）。
参考答案:成本低_周期短_风险小15.3D激光扫描仪扫描的结果称为（）。
参考答案:点云_面片16.逆向工程只能用于生产与目标产品相同的产品。
参考答案:错误17.逆向工程只能得到与目标产品“形似”的产品。
工业4.0如何落地(完整版)
斯欧信息——SOA信息整合与家
最终目标：实现智能工厂与智能生产
• 智能工厂和智能生产的标志是：生产流程智能化，生产设备劢态 适应个性化的产品需求，是实现工业 4.0 的关键。
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工业4.0如何落地？
工业4.0落地解决方案（智慧工厂）
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什么是工业4.0 工业4.0与SOA 工业4.0的实现途径 工业4.0案例介绍
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工业4.0背景
• 德国政府提出“工业4.0”戓略，幵在2013年4月的汉诺威工业博览会上 正式推出
• 德国学术界和产业界讣为，“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第 四次工业革命，戒革命性的生产斱法。该戓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
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什么是工业4.0
• 工业4.0是一个技术发展趋势、产业发展戓略。其戓略要点可以概 括为：
➢ 目标：研究两大主题 智慧工厂，智能生产
➢ 实现途径： – 建设一个网络
信息物理网络系统（CPS） – 实现三项集成
纵向集成，横向集成，端到端的集成 – 大数据分析
产品数据，运营数据，价值链数据，外部数据 – 实施八项计划
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CPS网络物理模型
PLM
ERP
MES
集成现有 业务组件
工业从智慧工厂到智能生产
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实现方式：智能生产通过数字化技术实现生产过程的可视化、可控制和可优化，通过智能化技术实现生产过程的自动化、智能化和高效化。
单击此处输入你的项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简赅的意阐述你的观点。
建立产业联盟：联合产业链上下游企业，共同推动智能生产的发展
加强政策支持：政府应加大对智能生产的支持力度，推动产业协同发展
优化产业布局：通过优化产业布局，提高产业链的协同效应
促进产学研合作：加强企业、高校和科研机构之间的合作，共同研发智能生产技术
未来工业的发展趋势与展望
数字化转型：工业4.0时代将实现全面的数字化转型，包括生产、供应链、销售等各个环节。
人才培养与引进：加强人才培养和引进，提高员工素质和技能水平
创新合作与发展：加强企业间合作与创新，推动智能生产技术的发展和应用
从智慧工厂到智能生产的转型策略
明确转型目标：制定明确的转型目标，包括提高生产效率、降低成本、优化资源配置等。
分析现状：对现有工厂和生产流程进行全面分析，找出存在的问题和瓶颈，为制定转型策略提供依据。
汇报人：
工业从智慧工厂到智能生产
目录
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智慧工厂的发展历程
智能生产的定义与特点
智能生产在工业中的应用
智能生产的优势与挑战
从智慧工厂到智能生产的转型策略
添加章节标题
智慧工厂的发展历程
工业4.0时代背景下的产物
物联网、大数据、人工智能等技术的广泛应用
传统制造业转型升级的必然趋势
信息技术与制造业的深度融合
智慧工厂解决方案—最新版智能工厂解决方案 (一)
智慧工厂解决方案—最新版智能工厂解决方案 (一)智慧工厂解决方案是一种全新的生产业态，其主要通过新技术手段的应用，为传统工厂提供全面的优化解决方案，从而实现智能化、高效化、安全化的生产模式。
目前，最新版智能工厂解决方案已经得到广泛应用。
一、智能制造智能制造是智慧工厂解决方案的重要组成部分。
通过智能化的设备和过程控制系统，让机器高效工作，实现生产过程数据实时监测，并根据数据得出有效的生产计划，从而提高生产效率和质量。
二、大数据分析智慧工厂解决方案将大数据分析技术与生产加工过程相结合，实现对素材、生产过程、质量数据等全流程的监测和分析。
通过收集并分析数据，可实时调整生产计划，降低成本，提高生产效率。
三、物联网技术智慧工厂解决方案通过物联网技术，对设备传感器数据进行采集、人员、设备、流程等元素进行信息采集和处理。
这样可以实现生产管理信息的准确、全面，实时监测生产环节中的所有数据，有效地提高了管理水平。
四、安全保障智慧工厂解决方案还凸显了以安全为中心的理念，对工厂进行全方位的安全保障。
通过了解产品加工信息，增加生产环节透明度监测，加强设备安全保障，使工厂在生产中更加安全和可靠。
五、实时调度最新版智慧工厂解决方案还提供了实时调度功能，可以根据生产过程中的数据情况对生产环节进行调度，并且产品周期缩短了很多。
这让工厂生产过程中的在流程、物品、人员以及信息等方面都得到了更加全面、准确、高效的控制。
总体而言，智慧工厂解决方案是未来工业发展的必然趋势。
该解决方案可以使得传统工厂向全面数字化方向发展，提高生产效率、减少资源浪费、增加工厂安全性，从而实现经济效益和社会效益的双重提升。
随着科技的发展，未来智慧工厂解决方案势必会被更好的运用到工厂生产中，实现更加智能化、自动化的高效能生产方式。
工业4.0时代智慧工厂的“智造”之路
18│HOT POINT TRACK │热点追踪工业4.0时代智慧工厂的“智造”之路长期的工作，所以相互间构建精益的战略合作伙伴关系尤为重要。
4. 自动化自动化是智能制造中谈论得最多的，企业可以通过自主创新，将原来原材料处理的离散型加工方式进行集成，把原来独立的工序通过自动化生产线连接在一起，实行精益式的连续生产，消除了中间环节的上下料、储存和搬运，生产速度和生产效率将提高。
自动化与信息化是实现智能制造投资最大的部分。
随着技术的进步和人力成本的提高，自动化是个不可逆转的趋势。
对于不同的行业不同的企业，有的有成熟的自动化方案，有的则没有，企业需要结合自身情况来规划自动化方向。
从投资回报最大、最容易实现的部分做起，当然还要结合前面所讲的标准化和模块化，并且满足精益生产的要求。
5. 生态化企业的竞争正在从单个企业之间逐渐向供应链之间乃至生态系统之间的竞争转变。
凯文.凯利在《失控》中写道：“大企业之间的结盟大潮，尤其在信息和网络产业当中，是世界经济日益增长的共同进化的又一个侧面，与其吃掉对手或与之竞争，不如结成同盟——共生共栖……控制的未来是：伙伴关系、协同控制、人机混合控制，人类与我们的创造物一起共享控制权。
”当前工业4.0、智能制造、“互联网+”正在世界范围的制造行业内大行其道，但真正能够有效地实行者寥寥。
因为智能制造和智慧工厂，都有自己的实施条件和路径，没有捷径可走，行业不同、企业不同，道路都会不同。
对于不同的行业和不同的企业来说，由于市场需求模式不同、产品工艺不同、管理基础不同等，侧重点有所不同而已，但总能从中找出几条通往智能制造的可行之路。
简单讲来，智慧工厂的“智造”之路可参考下面几点来实施：1. 精益化精益生产，最早就是面向多品种小批量的个性化需求而设计的，其两大支柱就是“准时化”与“智能自动化”。
至今为止，精益已经演变为一种涉及营销、研发、供应链、生产、流程乃至创业的全价值链的精益管理理念和方法，带动了全球产业的转型，从制造业到服务业，她所追求的“创造价值消除浪费”的思想、方法和工具促进了生产资源的优化配置，获得质量、效率和反应速度的快速提升。
2020年智慧树知道网课《大话机器人》课后章节测试满分答案
绪论单元测试1【判断题】(1分)2008年金融危机后，各国为提振经济以及在新一轮工业革命中占据制高点，纷纷提出了再工业化战略。
其中最著名的就是德国提出的工业4.0（Industrie4.0）。
A.错B.对2【多选题】(1分)从工业1.0到4.0其主要技术特征是（）。
A.网络化B.信息化C.自动化D.机械化3【单选题】(1分)工业4.0的核心技术是（）。
A.信息物理系统B.生物信息系统C.生物化学系统D.数字网络系统4【多选题】(1分)下列属于服务机器人的有（）。
A.智能护理机器人等B.消防救援机器人C.智能型公共服务机器人D.手术机器人5【判断题】(1分)制造业数字化、网络化、智能化（即智能制造）是新一轮工业革命的核心。
A.错B.对6【单选题】(1分)美国的基础教育领域中，机器人教育主要由（）种形式组成。
A.2B.5C.4D.37【多选题】(1分)我国中小学机器人实践教育的主要模式有（）。
A.竞赛模式B.实践教育C.素养培训D.兴趣小组8【判断题】(1分)国际上机器人公开赛，面向大学生最有影响力的是机器人足球竞赛。
A.错B.对9【多选题】(1分)新型学科专业的核心是（）。
A.理论化B.数字化C.信息化D.智能化10【判断题】(1分)机器人正在从工业应用型向服务型转变。
A.错B.对第一章测试1【单选题】(1分)中国古代先哲们发明的机器人，被称作？A.器B.偶C.机器D.机2【单选题】(1分)“机器人”和“机器人学”现已成为科学术语在各种专业教材和学术著作中使用，但它们最早却出自？A.演员B.科幻小说家C.演说家D.匠人3【单选题】(1分)创造“机器人”和“机器人学”两个名词的作家卡雷尔·恰佩克是哪国人？A.德国B.美国C.捷克D.英国4【单选题】(1分)“Robotnik”为波兰语，原意为？A.地主B.奴隶C.作家D.家人5【判断题】(1分)尽管机器人三定律及其补充定律是为推动科幻小说故事情节发展而出现，但对推动机器人发展也具有一定的现实意义。
工业4.0下的智能制造和职业教育
中国制造2025
武汉华中数控股份有限公司
《中国制造2025》出台 明确制造强国路线图
中国制造2025
武汉华中数控股份有限公司 高档数控机床和机器人领域既要重点发展又要为其他领域提供制造装备
中国制造2025
智能化
数字化
自动化
电气化
进而工业4.0（智能化）的串行发展，而应该是工业2.0、工业3.0和工业4.0并行发展的 道路。
本质是基于“信息物理系统（CPS）”实现“智能工厂” 核心是动态配置的生产方式，首要目标是工厂标准化
设备
客户
信息物理系统 CPS 信息物理系统 CPS
库存
产品
由传感器、嵌入式终 由传感器、嵌入式终 端系统、智能控制系 端系统、智能控制系 统、通信设施等组成 统、通信设施等组成
生产线
供应链
武汉华中数控股份有限公司
时间
电话 电报 武汉华中数控股份有限公司
目标：人在大数据支持下的智慧决策
计算机辅助可视化----》计算机辅助智能---》人工智能专家系统
武汉华中数控股份有限公司
世界各国在国际制造业产业链中的位置
美国、德国等
高端
品牌 核心技术 标准/专利
大规模集成电路芯片、关键元 器件等、高端消费类电子产品
韩国、日本等 中端
德国工业4.0
“工业4.0”的四大主题：智能工厂、智能生产、智能物流、智能服务
武汉华中数控股份有限公司
德国工业4.0
“工业4.0”提供智能服务的新模式
核心：CPS系统（通过协同计算元部件来控制各种物理实体的系统）； 智能服务：智能产品+状态感知控制+大数据处理，将改变产品的现有销售和使用模式，增加网上租用、
智能制造：工业4.0与中国制造2025
目标：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。
德国工业4.0三大主题
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
4、绿色发展工程
破解环境和资源制约， 节约资源，保护环境。特 别提到节能减排降耗、提 高资源利用率。
发展的质量和效益已 经成为中心任务。因为工 业占我国整体能源消耗的 73%。
（一）制造业创新中心（工 业技术研究基地）建设工程
制造业创新中心（工业技术研究基地）建设工程
围绕重点行业
转型升级和新 一代信息技术、 智能制造、增 材制造、新材 料、生物医药 等领域创新发 展的重大共性 需求
到 2020 年 ， 上 述领域实现自 主研制及应用。
到2025年，自主知 识产权高端装备市 场占有率大幅提升， 核心技术对外依存 度明显下降，基础 配套能力显著增强， 重要领域装备达到
开发一批标志性、带 动性强的重点产品和 重大装备，提升自主 设计水平和系统集成 能力，突破共性关键 技术与工程化、产业 化瓶颈，组织开展应 用试点和示范，提高 创新发展能力和国际 竞争力，抢占竞争制 高点。
式生产设施的实现。
《中国制造2025》的提出
2015年5月19日，国务院正式印发《中国制 造2025》计划
《中国制造2025》从国家层面确定了我国 建设制造强国的总体战略
明确提出：要以创新驱动发展为主题，以 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，实现制造业 由大变强的历史跨越。
竞争创新的社会机制 重塑 国家工业战略的制定 及推进
《智能制造概论》智能工厂和智能生产
服
EtherCAT
EtherCAT
驱
动
器
电缆 伺 服 电 机
239
3 ) 执行层级(Operation Level)
ISA 95 Level2 定 义 了 监 视 和 控 制 物 理 过 程 的 活 动 ，其 任 务 是 实 现 对 生 产 过 程 进 行 监 测 (Monitoring)、监控(Supervisory Control)和自动控制(Automatic Control)。
221
第4章 智能工厂和智能生产
【导读】本章阐述了从数字化工厂到智能化工厂的发展过程， 总结了智能 工厂的基本特征，从工厂自动化的标准化层级结构出发，介绍了智能工厂 的架构、赛博物理融合生产系统的构成，特别是从技术集成和应用功能实 现的角度，讨论了在智能工厂中的横向、纵向和端到端的3大集成的技术实 现，以及在智能生产系统中动态感知、实时分析、自主决策和精准执行4项 功能应用技术，介绍了多个智能工厂、智能生产具体场景和智能制造过程 实现过程的实例。
厂能够以最少的干预来适应 计划和产品的变化。
【图例】智能工厂的主要特性[来源：德勤咨询]
229
4.2 智能工厂的核心与构成
4.2.1 数字化工厂
1．数字化工厂的概念 数字化工厂主要涉及产品设计、生产规划与生产执行3大环节
基于3维建模的产品设计
工艺仿真使能的生产规划
实时数据联通的生产执行
230
2．数字化工厂的构成
4.2.3 工业4.0三大集成的技术实现
1. 纵向集成和网络化制造系统的技术实现
纵向集成和网络化制造系统将工厂或设备的 所有要素，依据“ANSI ISA-95企业控制 系统集成”标准的5层级结构，从现场层级 的底层感知和执行设备开始，通过控制层级 的PLC和操作层级的SCADA/HMI/DCS等， 连接到企业顶层管理层级的MES和ERP，构 建成一个网络化制造系统，从而实现各个资 源要素的纵向贯通和集成。
【人工智能】上海工程师继续教育--人工智能试题答案合并
1. 人工智能技术对农业生产影响不大。
（× ）对错2. AI 研究三大主要途径为：符号主义、联结主义、行为主义。
（√ ）对错3. 惯性导航系统是一种有源的自主导航系统，依赖于外部信息。
（× ）对错4. 自动驾驶共可以分为6 个阶段。
（√ ）对错5. 使用除草机器人完全避免了除草剂的使用。
（× ）对错6. 人工智能应该遵循的基本道德准则和伦理原则，只包括人工智能研发、应用的基本原则，不包括今后具有自主意识的超级智能所应该遵循的基本原则。
（× ）对错7. 简单遗传法的三种遗传操作是：选择、交配和变异。
（√ ）对错8. 机器学习有多种不同的分类方法，可以分为符号学习、分析学习、遗传学习、联结学习等。
（√ ）对错9. 自动泊车辅助系统英文简称为APA。
（√ ）对错10. 通常情况下风险表现是滞后的，智能金融以大数据和智能算法为基础的反欺诈和风控体系实现从滞后、被动、局部到实时、主动和全面的风险管理。
（√ ）对错11. 目前，将人工智能与教育结合的主要一些私利的教育机构，其中真正有技术含量的智能教育已经非常多。
（× ）对错12. 智能医疗可以实现疾病的早期风险预测，以及干预治疗效果监测。
（√ ）对错13. 机器学习有多种不同的分类方法，如果按照对人类学习的模拟方式划分，可以分为符号学习、（B ）、分析学习、遗传学习等。
A、逻辑学习B、联结学习C、语言学习D、进化学习14. 智能时代的机器人拥有智能化人格。
（√ ）对错15. 国内哪所大学首次研究出真正意义上的无人驾驶汽车？（D ）A、清华大学B、哈工大C、同济大学D、国防科技大学16. 自动紧急制动系统的英文简称（B ）。
A、ABSB、AEBC、ASRD、ADAS17. 认知信息学主要研究人的认知行为如何通过初级信息自然处理由生理活动为心理活动及其逆过程。
（√ ）对错17. 机器人的发展目前经历了几个阶段？（C ）A、B、二C、三D、四18. （D ）是信息技术革命的集大成者，在这方面遥遥领先于其他国家。
工业4.0时代之智慧工厂解决方案
工业4.0时代之智慧工厂解决方案作者：南京沃旭通讯科技有限公司一、智慧工厂智慧工厂发展必然经过三个阶段：初级阶段：运营效率提升这个阶段的效果最为明显，只是通过有效的感知和网络的手段，快速发现并解决目前的典型瓶颈，实现效率的快速提升。
最为典型的是离散制造企业的找料问题，由于管理等诸多原因，料与库的不对应，另外一方面，料/半成品的高度相似，必须对数字逐一对比，效率极低。
中级阶段：数据挖掘，实时决策在这个阶段，需要根据前一段的数据，进行有效的数据挖掘，发现其中效率的局限因素，实现个体/群体的数据挖据，现场实时决策以达到效率的提升。
高级阶段：先进智能化各个子系统之间能够通过感知和网络，和上一个阶段的数据挖掘的结果，此阶段各个系统能够通过机器学习，自己形成决策，将极大降低残次品的几率，降低产线停机维护的次数，但在此模式下，还需要增加的环境的感知能力。
1. 初级阶段-效率提升在初级阶段，可以通过感知网络的等基础手段，达到两个方面的目标，一个是效率提升，另外一个是安全保障。
1.1 效率提升●资源利用率资源的利用率体现在两个方面1）更少的库存满足正常的交货，由于库存更为精准，通过数据分析，可以有效缩短库存周期和库存的数量，从而提升自己的利用率，降低库存。
2）机器的利用率，将企业的生产设备的利用率达到最高，提升产出量，有效降低产品的成本，提升产品竞争优势。
●员工生产力1）提升员工绩效管理，通过定位等方法，分析每个人每天在工位上工作的时长，对于存在的懒散的问题，进行有效管理；2）通过横向对比，发现一些绩效优秀的员工，通过对比与培训，提升绩效较差的员工，实现员工整体生产能力的提升。
特别对于一个生产线，若有5个工序，每个工序提升10% 的效率，系统提升的效率不是10%，而是1.1 的5次方，提升达到60% 。
●运营成本运营成本主要是通过前面两项效率的提升，最终实现运营成本的降低，运营效率上升。
1.2 安全保障安全保障主要有下面的四个：●正确区域工作在应该工作的位置工作，避免因为相似度大，进入错误的工作区；●安全区域非安全区域以及在一些危险区域的保障等，降低对工人带来伤害的风险。
工业4.0从智慧工厂到智能生产.ppt
工业4.0 从智慧工厂到智能生产工业4.0：第四次工业革命l 工业4.0最初是在2011年德国举办的 “汉诺威工业博览会”上提出的。
l 2013年4月德国在汉诺威工业博览会 上首次发布《保障德国制造业的未 来-关于实施工业4.0战略的建议书。
l 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。
工业4.0：第四次工业革命n Industry 4.0——德国高科技战略计划首位“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工业4.0：第四次工业革命工业4.0在德国被认为是继机械化、电 气化、自动化后的第四次工业革命。
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。
该建议书将：l 18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0；l 20世纪初的电气化定义为工业2.0。
l 自20世纪70年代自动化技术大发展以来，工业生产 的规模越来越大，工艺越来越复杂，技术要求越来 越高，在生产的效率、生产的质量上人们做了不断 地改进和提高，一个大规模、大批量的简单智能化 生产模式被定义为工业3.0。
2工业4.0：第四次工业革命目 录1.从蒸汽革命到工业4.0 2.什么是工业4.0 3.工业4.0的核心特征 4.搭上新工业革命的创新“头班车”31 从蒸汽革命到工业4.04从蒸汽革命到工业4.0第一次工业革命第三次工业革命18世纪60年代—19世纪中期（蒸汽时代） 20世纪70年代—至今（信息时代）机械化自动化第二次工业革命19世纪下半叶—20世纪初（电气时代）电力化第四次工业革命智能化5从蒸汽革命到工业4.0工业1.0：机器制造，机械化生产； 工业2.0：流水线，批量生产，标准化； 工业3.0：高度自动化，无人/少人化生产； 工业4.0：网络智能化生产，虚实融合。
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。
智能制造：工业4.0与中国制造2025
的智慧制造、物流提升等都是难 提升
点
共同课题
信息安全，社会法律体系，信息通信等领域的标准化；基础设施建设，传感器技术等，谁在这方面行动更快，效果更好， 谁就会更快实现自己的目标
“创新驱动、质量为先、绿色开展、结构优化、人才为本〞
根本原那么
“市场主导、政府引导；立足当前、着眼长远；整体推进、重 点突破；自主开展、开放合作〞
总体规划：三十年，三步走
✓ 世界强国 ✓ 强国领先地位
✓ 强国中位 ✓ 制造业强国
✓ 强国之列 ✓ 制造业大国
中国制造2045 中国制造2035 中国制造2025
航空
4 航天 装备
海洋工 程装备 及高技 术船舶
先进 轨道 交通 装备
节能 与新 能源 汽车
电力 装备
新材 料
生物医 药及高 性能医 疗器械
农业 机械 装备
国家效益：20年3万亿美元GDP增量。企业效益：效率↑20%，本钱↓20%，节能减排↓10%。
10大重点领域
新一代信息通
信技术产业
航空航天装备
2
3
?中国制造2025?的提出
2021年5月19日，国务院正式印发?中国制造2025?方案 ?中国制造2025?从国家层面确定了我国建设制造强国的总
体战略 明确提出：要以创新驱动开展为主题，以新一代信息技术
与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向， 实现制造业由大变强的历史跨越。
根本方针
形成一批制造业创 新中心〔工业技术 研究基地〕
到 2020 年 ， 重 点 形 成15家左右制造业创 新中心（工业技术研 究基地），力争到 2025 年 形 成 40 家 左 右制造业创新中心 （工业技术研究基 地）。
工业4.0与智能工厂
Smart Factories in China: why and how智慧工厂在中国为什么和怎么做Eelco van der WalManaging Director PLCopenYou live in interesting times….我们生活在奇妙的时代some words to thatDistribution分布不均Clean Water清洁水Sewage 污水和废弃物Traffic, transportation, mobility交通运输流动Food食物Production 生产Jobs就业Environmental环境Clean Air清洁空气Natural Resources 自然资源Human Resources人的资源Quality 质量Energy 能源Demographics in China中国人口按年龄分布图Trends in China Production生产Salaries工资待遇Quality Demands 生活质量需求Workforce 人力资源Solution:解决方案High level of automation 高水平的自动化In all categories在所有的领域Industrial Automation for production Flexible automation柔性自动化Smart factories智慧工厂Trend from big factories to flexible factories大型工厂向柔性工厂转换的趋势Providing consistent quality持续提供一致性的产品质量 Higher output, Higher efficiency更高产出，更高效率Less waste, smaller footprint, faster changeover废弃物减少，碳足迹更小，转变更快Industrial Automation –in production Smarter “Isles of Automation”让自动化孤岛有更多智能 Linked production lines让多条生产线连贯起来Smarter production lines让生产线具有更多智能More resilient production lines让生产线更灵活柔性Better (re-) scheduling更好的调度和再调度Better use of scarce resources更好利用稀缺资源PLCopen provides the key enablingtechnologies…tomorrows technologies here today…PLCopen提供关键的、可实际应用的技术明天的技术现在就可以拥有SolutionsFlexible automation灵活的自动化Mechatronic solutions机电深度一体化解决方案Integrated production lines将多条生产线整合集成Smart communication通信具有更多智慧Information versus data要的是信息而不仅仅是数据 Teaching and learning永远处在教授知识和学习知识中Problem:more and more softwaremore and more requirementsmore and more wishes…leading to…more and more software越来越多的软件，越来越多的要求，越来越多的愿望导致软件越来越多Managing Complexity软件管理越来越复杂100 –10,000 –1mio –100mio Lines of Codeincludes managing costs over the product life cycle包括在产品生命周期中的成本管理How? 怎么办？ Decomposition分解Reuse软件可复用Abstraction抽象Encapsulation封装Coding conventions制定代码编制的规则z like naming conventions如命名规则PLCopen®for efficiency in automationAbstraction抽象Looking to the problemfrom a different level从不同的层次观察和分析问题Abstraction: use a State Modelas highest machine levelto represent your machine抽象：从机械的顶层的视角用状态图来描述机械的全部行为use the OMAC PackML...用于美国OMAC的PackMLthe Weihenstephan...在德国正在为过程工业开发状态模型your own...建立自己的状态模型as long as you use it consistently达到长期一致性的运用OMAC PackML State Machine状态机Mapping theOMACState Diagram(partly)将OMAC状态图映射为SFC语言Results?Structured approach by machine builder采用结构化的方法进行机械设计和开发Harmonized view to your machine用全方位协同的方法来实现用户需要的机械Consistency in operation运行操作的一致性Basis for efficiency improvement (Metrics)奠定了高效改善的基础EncapsulationMechatronic solutions机电一体化解决方案Mechanicalsolution.ControlsolutionPLCopenCombining Logic, Motion and SafetyProviding Structuring, Decomposition, Reuse and less trainingCommunication (TC4)TC4 Communication通信技术委员会 OPC UA specifies HOW OPC UA规定怎么做PLCopen specifies WHAT PLCopen规定做什么PLCopen, OPC UAand naming conventionslike OMAC Packtagsan efficient communication cooperationPLCopen，OPC UA和命名规则像OMAC的Packtags一样构成高效的通信组合合作PLCopen 36printed at 11/20/2013Next steps:下一步：Providing controller to controller communicationand controller to “cloud” -‘from controller to IT level’提供控制器之间和控制器到“云端”从控制器直接把信息发至IT层PLCopen 38printed at 11/20/2013Modern Software Development Toolsand Processes –why?为什么要采用先进的软件开发工具和处理？Structuring结构化Decomposition分解Reuse可复用Encapsulation封装Abstraction抽象PLCopen 41printed at 11/20/2013Why Structured Software Development ?为什么采用软件开发结构化Software = key to system quality: errors cost money软件是系统质量的关键：软件出错时会付出成本的代价Increased requirements: 100 lines of codes now 10,000 lines or even 100,000软件的复杂程度大为增加Not a one-man job -but a team with different know how and background软件是由不同技术诀窍和背景构成的团队共同完成 Commissioning, Installation, Maintenance, andImprovements essential phases软件贯穿调试、安装、维护、改善各个阶段… software quality factors..软件的质量因素 Failure Rates: difference between hardware and software出错率：区别是硬件足够可靠，软件总存在不可靠的因素硬件External Quality (‘Perceived value’) versus Internal Quality重视软件内部质量才能保证外部质量（‘可被察觉值’）Correctness, reliability, robustness, integrity, persistence, safety正确性、可靠性、稳健性、完整性、持久性、安全性ease-of-use易于使用“… the never ending story of software ”软件永无停止之日enhancements…..提高….. new requirements ...新的要求…. new functionalities ….新的功能…. new wishes ...新的愿望It is key for your futureto control your software costs未来的关键是控制软件成本from the first line onwards从第1行代码就就努力控制成本PLCopen 46printed at 11/20/2013PC2 –Training培训Important to create sufficient human resources capable to create and innovate 重要的是开发足够的人力资源去创新去进一步发展PLCopen for efficiency in automationThanksQuestion?Check or PLCopen 50printed at 11/20/2013。
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智能物料
机床间通信
智能 … 智能
机床1
机床2
面向机床的APP平台
信息物理生产系统
智能产品
云安全网络
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的布局
——面向服务的工厂系统布局
硬件无关 抽象服务
服务库
现场层
硬件相关产
智慧工厂的车间 ——基于无线、RFID、传感器和服务的架构
工业40从智慧工厂到智能生 产
引言
12月1日至2日，工业和信息化部部长苗圩一行赴 江苏省调研两化融合工作情况。
12月5日-8日，以“众 创、众包、众需”为主 题的第七届全国3D大 赛暨3D大会在江苏常 州拉开帷幕，持续四天 的3D全产业链盛宴， 将共谋网络智能智造，
共享两化深度融合，共 推工业4.0落地，共同 呼唤“工业阿里”。
多个计算机：1个用户
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的架构
——基于物联网和服务互联网
服务互联网
智能物料 APP平台
基于语义的PLM、 ERP、QMS、ERP
智慧工厂 APP平台
信息物理生产系统
物联网
智能产品 APP平台
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的流程
——基于云安全网络
我生产于2010 年4月30日，5 月3日出厂
请握中间
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工业4.0时代发展机遇
如何把握工业4.0大趋势，利用国内传统工业急 需升级和创新有利时机，发挥作用，迎接工业智 能化时代的到来？
工业4.0时代发展机遇
自身学习和掌握技术方面
万物互联的时代意味着知识的积累变得更加重要，学习的范围
工业4.0时代发展机遇
嵌入式系统适应智能工业产品的高可靠性要求，要 做好开发和验证周期长的思想准备，脚踏实地的做 好产品的可靠性认证工作是将来做好嵌入式工业产 品的关键。
工业4.0时代发展机遇
如何使嵌入式产品实现智能，它又会在什么时间， 以什么样的方式实现智能互联成为一个智能产品？
工业4.0时代发展机遇
工业4.0下的多模式交互
语音
图形/视觉
手势
多模式交互
眼球跟踪
肢体动作
面部表情 身体语言
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂中的增强现实技术
工业环境
佩戴谷歌眼镜的工人
工具
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
以人为中心的基于信息物理系统的智能工厂辅助系统
基于上下文的自适应 故障诊断辅助工具
Industry 4.0
Industry 4.0
“工业4.0”概念的一个比较统一的 阐释是继机械化、电气化和信 息技术之后，以智能制造为主 导的第四次工业革命。主要是 指基于信息物理融合技术（CPS ），将制造业向智能化转型， 实现集中式控制向分散式增强 型控制的基本模式转变，最终 建立一个高度灵活的个性化和 数字化的产品与服务生产模式 。
Industry 4.0 两大主题：智慧工厂、智能生产 三个设想：产品、设施、管理
产品：集成有动态数字存储器、感知和通信能力， 承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必 需信息
设施：由整个生产价值链所集成，可实现自组织 管理：能够根据当前的状况灵活决定生产过程
工业4.0两个重要的内涵
互联集成
产品
制造设备
实体世界
虚拟世界
制造设备
产品
工业4.0两个重要的内涵 服务
传感器
传感器
传感器
传感器
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
基于物联网与服务的智能 智能化环境 环境发展过程
嵌入式计算机
智能工厂
中央计算机
智能手机
PC
A6188
智能卡
90%的计算机 都是嵌入式
1个计算机： 多个用户 1个计算机： 1个用户
）
仪器仪表产品 供应链管理系统 产品全生命周期系统
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
工业4.0下的产品特点
——集成了信息存储、传感、无线通信功能
产品是信息载体
产品在整个完整的供应链和生命周期中都一直 带有自身信息
产品是一个agent
产品会影响其所在环境
产品具有自监测功能
产品会对其自身状态和环境进行监测
基于肢体动作的物理 辅助
移动式个性化自适应 的辅助导航系统
基于位置的维护和规 划辅助工具
基于虚拟现实/增强 现实的复杂工作流程
辅助管理工具
多模式的人机交互
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
工业4.0下的数据挖据与知识发现
——大数据
制造业存储了超过其他工业部门的数据 从2010年以来新产品数据达到接近2艾字节（216
“工业4.0”概念的产生
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。
4.1 工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0
——德国高科技战略计划首位
“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。
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂中的智能装配
DFKI研发的抽象产品记忆系统用于自适应抓取和智能产品装配
在头部安装立体 相机，在手臂靠 近物体的地方安 装3D摄像头
机器人利用左手内部天线从产品内存中读 取尺寸、重量和加持点，同时机器人能够 从信息物理系统中获得产品装配说明书
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
要更加广泛 智能制造的产品要求我们学习和掌握知识的深度也要加强 工业4.0新时代的到来，对嵌入式系统的要求也不一样，需要我们
在学习和科研的过程中要有创新思维，要有大局观
工业4.0时代发展机遇
在德国联邦教育研究部工业4.0工作组的“实施工业 4.0 攻略的建议”的报告中：“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。
工业4.0时代发展机遇
工业4.0概念下的智能 工业系统中有大量的电 子控制装置，它们都是 嵌入式系统，比如今天 我们谈论得很多的工业 机器人，其中的高性能 控制器就是一个很复杂 的嵌入式系统，工厂自 动化中大量使用的PLC 也是一种嵌入式系统。
工业4.0时代发展机遇
智能工业设备中的嵌入式系统与消费电子产品有很 大的不同，一个重要标志是智能工业设备对实时性 和可靠性的严格的要求。
4.1 工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0 两大主题：智慧工厂、智能生产
智慧工厂
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、3D打 印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用等
4.1 工业4.0——从智慧工厂到智能生产
德国在工业4.0方面已经开展了好多工作，尤其是 软件方面，软实力在工业4.0时期比硬实力更加重 要。
和实时交互 优化模式和运算速度同样重要