德国工业4.0详细介绍
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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
2018/11/7
01
工 业 4. 0 工 业 4. 0 简 介
工业4.0的概念
通过互联网等通信网络将工厂与工厂内 外的事物和服务连接起来，创造前所未有的 价值、构建新的商业模式的产官学一体的项 目。“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。
01
工 业 4. 0
工 业 4. 0 应 用 场 景
生产均具有高度的灵活性
当前产品设计已被高度固化，客户不可以将 跨一款车的雨刷器用于跨厂商的其它车型。工业 4.0之下，设计、生产均具有高度的灵活性，可 以完成端到端的从客户需求到加工制造等各方面 的配置，以较低的成本满足客户需求，实现产量 很低仍能获利的一次性生产，为客户生产该款雨 刷器。
2018/11/7
工业1.0
工业2.0
工业3.0
工业4.0
“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—赛柏物 理系统 （CyberPhysical System)相结
01
工 业 4. 0
虚拟与现实世界的完美融合
生产网络
工 业 三 大 趋 势
2018/11/7
在未来，生产过程中的每一步都将在虚拟世 制造运行管理系统 界被设计、仿真以及优化，为真实的物理世界包 （MOM）将帮助生产 括物料、产品、工厂等建立起一个高度仿真的数 价值链中的供应商 字“双胞胎” 获得并交换实时的 生产信息。供应商 信息物理融合系统 所提供的全部零部 在未来的只能工厂中，产品信息 三大趋势 件都将在正确的时 都将被输入到产品零部件本身， 间以正确的顺序到 他们会根据自身生产需求，直接 达生产线。 与生产系统和设备沟通，发出下 一道生产工序指令，指挥设备进 行自组织生产。这种自主生产模 式能够满足每个用户的“定制需 求”
工 业 4. 0 各 国 战 略
大国战略
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，中国工信部正 在狠狠推动“中国制造2025”，总理李克强也担任起了 “中国制造2025”的超级推销员，五次出访累计带回了近 1400亿美元大单。与此同时，美国的科技业正在一旁虎视 眈眈，准备随时一网打尽„„
01
工 业 4. 0
工 业 4. 0 应 用 场 景
远程维护服务
在工业4.0之下，生产系统将如同“社会机 器”，以类似于社交网络的方式运转，自动连接
到云平台搜索合适的专家处理问题。专家将通过
集成的知识平台，通过移动设备更有效地进行传 统的远程维护服务。
2018/11/7
第二章
工业4.0各国战略
02
工 业 4. 0 各 国 战 略
02
德 国 工 业 4. 0 战 略
国家战略下合作探索“工业 4.0”智能工厂
德国提出“工业4.0”这一概念本 身带有国家的反思。德国称得上是一个 高端制造的大国，制造业作为其经济增 长的动力，使其在欧债危机中长期保持 坚挺。但他们的制造业始终以产品为主。 他们一直在反思，为什么自己的产品只 有生产功能的价值，而没有服务的价值。 为此通过互联、数字、智能化的融合、 智能工厂的建设，可能是未来的方向。 基于自身较强的制造设备工业，在国家 战略下合作建设互联的智能工厂系统可 能是重要的路径，使得德国成为第四次 工业革命的先行者。
2018/11/7
2、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。 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。
2018/11/7
01
工 业 4. 0
工 业 4. 0 应 用 场 景
动态生产线
当前汽车生产线也是高度静态配置，不可能 将同一厂商不同产品组的部件相互置换。比如， 客户不能将同是大众品牌下的保时捷的坐椅用于 大众其它车型。工业4.0之下，将形成动态生产 线，实现车辆的混装并确保匹配。
2018/11/7
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。
2018/11/7
01
工 业 工 4. 业 0 4. 0 发 展 历 程
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:网络化生产，虚实融合。
1870年第一条生 产线 美国辛辛那提屠 宰场
第三次工业革命
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1959年第一个可 系统基于信 编程逻辑控制器 息物理融合 PLC
在生产能力上，工业4.0将确保 仅一次性生产，且产量很低时的获利 能力，确保工艺流程的灵活性和资源 利用率。另一方面，工业4.0将使人 的工作生涯更长，工作与生活更加平 衡，高工资时产业仍有强大竞争力。
实现方式
主要是通过深度应用CPS（信 息物理系统），总体掌控从消费需 求到生产制造的所有过程，由此实 现高效生产管理。
第四次工 业革命
第二次工业革命
1784年第一台纺 织机
用电子和IT技术实 现 制造流程的进一步 自动化
随着基于劳动分工 的、电力驱动的大 规模生产的出现
第一次工业革命
随着蒸汽驱动的机 械制造设备的出现 18世纪末 20世纪初 20世纪70年代
现在
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工 业 4. 0
工 业 4. 0 简 介
发展优势
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
2018/11/7
01
工 业 4. 0 工 业 4. 0 简 介
工业4.0的概念
通过互联网等通信网络将工厂与工厂内 外的事物和服务连接起来，创造前所未有的 价值、构建新的商业模式的产官学一体的项 目。“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。
01
工 业 4. 0
工 业 4. 0 应 用 场 景
生产均具有高度的灵活性
当前产品设计已被高度固化，客户不可以将 跨一款车的雨刷器用于跨厂商的其它车型。工业 4.0之下，设计、生产均具有高度的灵活性，可 以完成端到端的从客户需求到加工制造等各方面 的配置，以较低的成本满足客户需求，实现产量 很低仍能获利的一次性生产，为客户生产该款雨 刷器。
2018/11/7
工业1.0
工业2.0
工业3.0
工业4.0
“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—赛柏物 理系统 （CyberPhysical System)相结
01
工 业 4. 0
虚拟与现实世界的完美融合
生产网络
工 业 三 大 趋 势
2018/11/7
在未来，生产过程中的每一步都将在虚拟世 制造运行管理系统 界被设计、仿真以及优化，为真实的物理世界包 （MOM）将帮助生产 括物料、产品、工厂等建立起一个高度仿真的数 价值链中的供应商 字“双胞胎” 获得并交换实时的 生产信息。供应商 信息物理融合系统 所提供的全部零部 在未来的只能工厂中，产品信息 三大趋势 件都将在正确的时 都将被输入到产品零部件本身， 间以正确的顺序到 他们会根据自身生产需求，直接 达生产线。 与生产系统和设备沟通，发出下 一道生产工序指令，指挥设备进 行自组织生产。这种自主生产模 式能够满足每个用户的“定制需 求”
工 业 4. 0 各 国 战 略
大国战略
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，中国工信部正 在狠狠推动“中国制造2025”，总理李克强也担任起了 “中国制造2025”的超级推销员，五次出访累计带回了近 1400亿美元大单。与此同时，美国的科技业正在一旁虎视 眈眈，准备随时一网打尽„„
01
工 业 4. 0
工 业 4. 0 应 用 场 景
远程维护服务
在工业4.0之下，生产系统将如同“社会机 器”，以类似于社交网络的方式运转，自动连接
到云平台搜索合适的专家处理问题。专家将通过
集成的知识平台，通过移动设备更有效地进行传 统的远程维护服务。
2018/11/7
第二章
工业4.0各国战略
02
工 业 4. 0 各 国 战 略
02
德 国 工 业 4. 0 战 略
国家战略下合作探索“工业 4.0”智能工厂
德国提出“工业4.0”这一概念本 身带有国家的反思。德国称得上是一个 高端制造的大国，制造业作为其经济增 长的动力，使其在欧债危机中长期保持 坚挺。但他们的制造业始终以产品为主。 他们一直在反思，为什么自己的产品只 有生产功能的价值，而没有服务的价值。 为此通过互联、数字、智能化的融合、 智能工厂的建设，可能是未来的方向。 基于自身较强的制造设备工业，在国家 战略下合作建设互联的智能工厂系统可 能是重要的路径，使得德国成为第四次 工业革命的先行者。
2018/11/7
2、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。 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。
2018/11/7
01
工 业 4. 0
工 业 4. 0 应 用 场 景
动态生产线
当前汽车生产线也是高度静态配置，不可能 将同一厂商不同产品组的部件相互置换。比如， 客户不能将同是大众品牌下的保时捷的坐椅用于 大众其它车型。工业4.0之下，将形成动态生产 线，实现车辆的混装并确保匹配。
2018/11/7
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。
2018/11/7
01
工 业 工 4. 业 0 4. 0 发 展 历 程
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:网络化生产，虚实融合。
1870年第一条生 产线 美国辛辛那提屠 宰场
第三次工业革命
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1959年第一个可 系统基于信 编程逻辑控制器 息物理融合 PLC
在生产能力上，工业4.0将确保 仅一次性生产，且产量很低时的获利 能力，确保工艺流程的灵活性和资源 利用率。另一方面，工业4.0将使人 的工作生涯更长，工作与生活更加平 衡，高工资时产业仍有强大竞争力。
实现方式
主要是通过深度应用CPS（信 息物理系统），总体掌控从消费需 求到生产制造的所有过程，由此实 现高效生产管理。
第四次工 业革命
第二次工业革命
1784年第一台纺 织机
用电子和IT技术实 现 制造流程的进一步 自动化
随着基于劳动分工 的、电力驱动的大 规模生产的出现
第一次工业革命
随着蒸汽驱动的机 械制造设备的出现 18世纪末 20世纪初 20世纪70年代
现在
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工 业 4. 0
工 业 4. 0 简 介
发展优势