全面解读德国工业40与中国制造202068
德国“工业4.0”战略对中国制造业的启示
德国“工业4.0”战略对中国制造业的启示德国是世界制造业强国,为了提高其工业竞争力,提出了“工业4.0”战略,这被德国学术界和产业界认为是以智能制造为主导的第四次革命。
目前,我国制造业存在着总产能过剩,结构不合理,缺少高新技术制造支撑,能耗高,制造业总体低水平徘徊等问题。
因此,借鉴德国“工业4.0”战略,提出我国制造业转型升级的发展路径。
标签:德国“工业4.0”战略;中国制造;发展启示doi:10.19311/ki.1672-3198.2017.08.005近年来,我国积极推进制造业的工业化与信息化的深度融合,借鉴德国“工业4.0”战略的基本思路和实施机制,借助于正在迅速发展的新产业革命的技术成果,有利于加快我国制造业的转型升级。
1 德国“工业4.0”战略的内涵德国“工业4.0(Industry4.0)”战略是德国政府确定的面向2020年的国家战略,代表着一种新的生产技术与生产方式,是人、机器和数据相互连接而构成的信息物理融合系统(Cyber-Physical System),是一种生产要素互联环境下的智能生产。
其以“智能工厂”和“智能生产”为重点,基础是分布式、自发式的生产流程与大规模、单件生产趋势的日益融合,不断进行工业技术领域新一代关键技术的研发和创新,这种变革不仅体现在生产工艺的自动化提速或效率的提升,也体现在从设计研发、生产到运输配送、售后服务等产品全生命周期的智能化,以最小的资源消耗获取最高的生产效率,以及供应链高效对接、消费者积极参与等。
2 我国制造业发展的困境新一轮的工业革命对于中国制造业来说,是极为严峻的挑战。
首先,西方发达国家经历了去工业化与产业空心化的危害后,重新提出再工业化,制造业回归本土,并与数字化、智能化紧密相连,我国制造业水平与其有不小的差距。
比如美国提出“工业互联网”,英国提出“英国工业2050战略”,欧盟提出“欧盟2020战略”。
其次,在低端制造业领域,东盟国家、越南、印度及拉美国家试图超过中国的阻碍,他们以更低的成本向劳动密集型产业转移,我国人力资本丧失了优势。
从“工业40”看中国制造
在漫长的信息化发展进程中,企业发展前 期很难在可持续发展的信息化规划下构建信息
系统,通常情况是对需求迫切的部门,先在相
“工业4.0”路线更清晰,值得我国制造业借鉴
参考。我国是世界制造业的重要中心,身处国
际舞台,无法躲避全球化竞争,必须积极应对 这一趋势。而未来工业竞争的关键在于谁能够 尽早将技术与关键业务融合,让技术充分服务 于业务,才能率先掌握技术推动发展的真谛, 获得竞争优势,建立战略高地。 当前存在的技术瓶颈 “工业4.0”实现的关键问题还在于如何 能确保网络安全,如何防止网络间谍、黑客等 网络犯罪所造成的侵害,以及是否应该普及到 所有行业,等等。这些都是避不开的话题,具 体来说有以下几个层面:
Bounda ries
Machines[g].OE,20 2(6) [2]陈志文.“工业4.0”在德国:从概念走向 现实[J】世界科学,201 4(5), 作者单位 刘文栋刘小辉牡丹江师范学院 陈建伟南开大学经济学院
理提议推销中国的云计算服务。
制造业已经进人大数据时代, 智能制造需要高性能的计算机和网
生产性信息技术、销售物流、零部件产业、商
随着生产系统与其他系统连接起来,整个 系统变得复杂,管理也随之变得越来越困难。
制造系统正在日益变得复杂,适当的计划、描
述和说明模型(模块化)可以为这些复杂系统 提供管理基础。工程师们应该为了发展这些模 型而进行更多的模块化研究,包括方法创新和
工具应用。
业信息技术等领域都将链接到一起。数字世界 和现实世界日益融合,网络安全挑战却越发严
2.标准化和参考架构的构建
关键词:工业4.0制造业大数据物联网
“工业4.0”于201 1年在德国汉诺威工业
博览会中被首次提出,并在2013年得到迅速 发展。实际上,工业4.0概念与我国2011年4 月我国工信部联合科技部、财政部等五部委发 布《关于加快推进信息化与工业化深度融合的
“工业4.0”与“中国智造”
“工业4.0”与“中国智造”作者:方晓东张延伟王维来源:《山东工业技术》2016年第19期摘要:“工业4.0”是一场新的工业革命,是科技及工业发展的必然结果,它的到来给我国制造业的发展带来了历史性机遇,符合国家发展趋势。
发展“工业4.0”不能闭门造车,必须联合以德国为代表的欧美发达国家,既要发挥我国的现有优势,又要吸收发达国家先进技术和现代化管理经验,互惠互利、各取所长、共同发展。
我国从事制造业及相关行业应抓住机遇,尽快地投身到“工业4.0”这场促进生产力变革之中去。
关键词:工业4.0;工业革命;要素驱动;全要素生产率DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.19.1970 引言“工业4.0” 是一场即将到来的对工业届乃至整个社会的颠覆性革命,它是改变现行制造业思维、生产模式甚至整个社会的创新模式。
1 “工业4.0”概念“工业4.0”也称为第四次工业革命。
近代工业发展史已经经历了三次工业革命。
第一次工业革命发生在18世纪60年代,起源于英国,其标志为:蒸汽机的发明;第二次工业革命发生在19世纪后半叶,其标志为:电气化的广泛应用;第三次工业革命发生在二次大战之后,其标志为:微电子技术的发展和应用。
第三次工业革命利用电子和信息技术(IT)提高了制造过程的自动化程度,随着科学技术尤其是网络技术、自动控制及机器人技术的迅猛发展,物联网、大数据、云计算概念的出现,促成了对“工业4.0”概念的构想。
“工业4.0”概念源于2011年汉诺威工业博览会,德国人起初只是构想通过物联网媒体来提升他们的制造业水平,保持其制造业的国际领先地位,随后,德国成立了“工业4.0 工作组”,并于2013 年4 月发布了报告《保障德国制造业的未来:关于实施工业4.0 战略的建议》,在德国工程科学院等德国学术界和产业界的建议和推动下,德国联邦教研部与联邦经济技术部同年将“工业4.0”项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中,从而将“工业4.0”提高到国家战略的高度[1]。
中国制造与德国4.0的异同
中国制造2025”与“德国工业4.0”的异同∙ 1. 德国工业4.0主要特点德国工业4.0可以概括为:一个核心,两个重点,三大集成,四个特征和六项措施。
一个核心:互联网+制造业,将信息物理融合系统(CPS)广泛深入地应用于制造业,构建智能工厂、实现智能制造。
两个重点:领先的供应商策略,成为“智能生产”设备的主要供应者;主导的市场策略,设计并实施一套全面的知识和技术转化方案,引领市场发展。
三大集成:企业内部灵活且可重新组合的纵向集成,企业之间价值链的横向集成,全社会价值链的端到端工程数字化集成。
四个特征:生产可调节,可自我调节以应对不同形势;产品可识别,可以在任何时候把产品分辨出来;需求可变通,可以根据临时的需求变化而改变设计、构造、计划、生产和运作,并且仍有获利空间;四是过程可监测,可以实时针对商业模式全过程进行监测。
六项措施:实现技术标准化和开放标准的参考体系;建立复杂模型管理系统;建立一套综合的工业宽带基础设施;建立安全保障机制和规章制度;创新工作组织和设计方式;加强培训和持续职业教育。
∙ 2.中国制造2025“中国制造2025”与德国“工业4.0”都是在新一轮科技革命和产业变革背景下针对制造业发展提出的一个重要战略举措。
比较两个战略可以看出各有特点,除了技术基础和产业基础不同之外,还存在战略思想等方面的明显差异。
德国工业4.0为德国工业发展描绘了细致的发展蓝图,反映了德意志民族特有的认真与严谨,在战略思想、基础研究、技术教育、政策机构和措施方面有很多值得我们学习和参考。
3.比较①战略思想的差异比较德国工业4.0与中国制造2025,一个重要的区别在于,德国工业4.0战略是一个革命性的基础性的科技战略。
其立足点并不是单纯提升某几个工业制造技术,而是从制造方式最基础层面上进行变革,从而实现整个工业发展的质的飞跃。
因此,德国工业4.0战略的核心内容并不拘泥于工业产值数据这个层面上“量的变化”,而更加关注工业生产方式的“质的变化”。
「德国工业 4.0」和「中国制造 2025」有什么区别?
中国制造2025≠工业4.0≈互联网+工业中国制造2025≠工业4.0自2014年10月中国总理李克强访问德国,并发表《中德合作行动纲要》以来,“工业4.0”的概念在我国迅速走红,一时间,“工业4.0”“智能制造”的战略地位迅速提升。
可以说,《中国制造2025》在一定程度上的确受到了德国“工业4.0”的影响,核心思路与“工业4.0”也有很多相似之处。
比如《中国制造2025》强调的一个主攻方向是“智能制造”,这也是“工业4.0”的核心思想;此外,《中国制造2025》中提及的作为智能制造基础的信息物理系统(CPS),也是德国“工业4.0”所强调的核心概念。
与“工业4.0”不谋而合的是,对于国内工业的转型升级,工业和信息化部早在三四年前就开始筹备未来十年期的制造业发展规划:《中国制造2025》。
如今,这项规划将借鉴德国“工业4.0”,学习德国的智能制造,为我国发展成现代化工业强国描绘出清晰的路线图。
“工业4.0”是一个发展的概念,《中国制造2025》也弱化了以往规划中为期五年的时间限制,规划年限扩展到2025年,更注重中长期规划,主要围绕我国工业有待加强的领域进行强化,力争使我国在2025年从工业大国转型为工业强国。
以前,我国制造业技术含量不高,一直处于国际产业价值链的低端环节。
在工信部的积极推动下,工业化和信息化的深度融合(“两化深度融合”)为制造业的网络化、智能化发展奠定了坚实基础。
毫无疑问,新一轮工业革命将更快地带动两化深度融合:信息技术向制造业的全面嵌入,将颠覆传统的生产流程、生产模式和管理方式;生产制造过程与业务管理系统的深度集成,将实现对生产要素高度灵活的配置,实现大规模定制化生产。
这一切都将有力地推动传统制造业加快转型升级的步伐。
从目标上来看,德国期望借助“工业4.0”继续领跑全球制造业,保持德国制造业的全球竞争力,抗衡美国互联网巨头对制造业的吞并。
而在ꊮ2015年3月的全国“两会”期间,工业和信息化部部长苗圩首次公开披露了《中国制造2025》的制定情况,表示中国大约需要用三个十年左右的时间,完成从制造业大国向制造业强国的转变,并提出了“三步走”的战略。
对工业4.0和智能制造2025的了解
对工业4.0和智能制造2025的了解整体内容上,工业4.0突出了行动策略,也就是供应和市场的双重战略。
中国制造2025,突出了战略、指导思想和基本原则。
两个核心文件都有明确的工作目标、行动的方向或基本策略、重点或优先发展的领域、支撑或保障体系。
虽然德国的目标是要保证制造业的领先地位,中国则是要跻身世界制造强国行列,但二者均是在对国际、国内产业发展形势进行研判后作出的决策,均指向先进制造业。
德国工业4.0定义了德国的地位:德国是全球制造业最具竞争力的国家之一,机械和装备制造业的自动化水平在全球领先,占据全球信息技术的显著地位。
中国制造业的定位:中国是制造大国而非制造强国,制造技术较之先进国家有较大差距; 自主创新能力不强,关键技术或核心技术缺乏; 能源利用效率低,环境污染严重;基本也就是和德国和中国的政府地位匹配。
中国想要发展的战略,往往都是中央提出战略思想,集中力量。
而德国则是更多中小企业作为市场和技术的基础,要跟多的以市场为导向,政府规划战略、引导。
工业4.0要建立CPS为基础的智能工厂,包括智能的生产机器、数据资料存储介质、生产资料和生产设备从入厂到出厂的整合、物流过程的数字化、信息技术的端对端等多个子系统。
中国则较注重体制机制的改革以及政府的组织实施。
前者主要集中于制造业生产模式、生产环境、安全保障、制度建设、员工培训等; 而后者则主要集中于生产制造的一些重要行业,并且这些行业多数是于2010 年公布的应重点发展的战略性新兴产业。
因此,从重点突破的领域看,“工业4. 0”已经不再把技术、品牌等作为发展目标,而是转向生产模式、生产管理、生产安全等更高层面的制造理念。
在德国,制造业已达到一种新境界; 在全球,德国制造已是一个符号、一种象征。
“工业4. 0”追求的是以网络化、智能化为主要特征的新工业革命生产模式。
这一模式不仅要在制造技术上实现革命性的突破,还要引致生产组织方式和社会经济方面的深刻变化,引致人类生产力的巨大飞跃。
德国工业4.0对中国制造的启示
工业 4 . 0信 息 物 理 融 合 技 术
通过通信 网络 , 将工厂 内所有设备互联 为“ 智 能工 厂” 就是其 中最 好的一个体现。德 国制造 业中 的所有行业正在实施该项 目的研究 , 并计 划为此投入 2 亿欧元 。智能工厂或者说是“ 工业 4 . 0 ” , 是从
嵌入式 系统 向信息物理融合 系统 ( c P s ) 发展的技术进化。作为未来 第 四次工业 革命的代表 , 工业 4 .
回顾 : 工业4 . 0 进 化 历 程
工业革命 1 . 0 : 1 8 世纪末期 始于英 国的第一 次工业革命 , l 9世纪 中叶结 束。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 制造带 动经济发展的模式 。 工业革命 2 . 0 : 第二次工业领域 大变革发生在 2 0 世纪初期 , 形成 生产线 生产 的阶段。通 过零部
有强 大的设备 和车间制造工 业 , 在世界 信息技术领域拥有 很高 的能力水 平 , 在嵌入 式系统 和 自动化
工程 方面也有 很专业 的技术 , 这些 因素 共 同奠 定 了德 国在 制造 工程 工业 上的领军 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 的供应 国和 主导市 场 , 会使 德 国在继 续保持 国
中国制造业及德国工业40比较研究及启示
中国制造业及德国工业40比较研究及启示首先,中国制造业在规模和人力资源方面具有明显优势。
中国作为世界人口最多的国家,拥有庞大的劳动力资源。
这为中国制造业提供了充足的劳动力,使得中国能够以低劳动成本生产大量的商品。
而德国由于人口较少,劳动力资源限制,因此更加注重技术创新和高附加值产品的生产。
其次,德国工业在技术水平和质量标准方面具有明显优势。
德国工业致力于技术研发和创新,注重高质量产品的生产。
德国工业最著名的例子就是汽车制造业,如奔驰、宝马等品牌,在技术、设计和制造工艺上都取得了很高的成就。
而中国制造业在技术创新和质量控制方面还存在差距,需要加大投入和改进管理,提高产品质量和技术水平。
第三,德国工业注重可持续发展和绿色制造。
德国在环境保护和资源利用方面非常重视,致力于实现工业化和可持续发展的平衡。
德国工业在减少能源消耗、降低排放、提高资源利用效率等方面积累了丰富的经验和技术。
中国制造业在可持续发展方面还存在一些问题,如能源消耗较大、环境污染等,需要加大环保投入和技术改造,实现绿色制造。
最后,德国工业注重职业教育和技能培训,重视人才的培养和创新能力的提升。
德国的职业教育体系和学徒制度非常完善,年轻人可以通过学徒制度获得实际工作经验和技能培训。
这为德国工业提供了稳定的人才供应,培养了大量的技术工人和高级工程师。
中国制造业在人才培养和创新能力方面还需要加大投入和,培养更多的高技能人才和创新人才。
从以上比较可以得出一些对中国制造业的启示。
首先,中国制造业可以借鉴德国工业的技术创新和质量标准,提高产品质量和技术水平。
其次,中国制造业可以加大投入和,提升环境保护和可持续发展能力,实现绿色制造。
此外,中国制造业可以加强职业教育和技能培训,培养更多的高技能人才和创新人才,提升创新能力和竞争力。
总之,中国制造业可以通过与德国工业的比较研究,发现自身存在的问题和差距,并借鉴德国工业的经验和做法,加强技术创新、提高产品质量和环境保护能力,并加强人才培养和创新能力的提升,以提升竞争力和实现可持续发展。
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40战略对中国制造业转型升级的借鉴
德国工业40战略对中国制造业转型升级的借鉴一、本文概述随着全球工业化的深入发展,各国纷纷寻求在新的工业革命浪潮中寻找自身的发展机遇。
德国提出的“工业0”战略,作为第四次工业革命的代表,不仅为德国制造业的未来发展指明了方向,同时也为其他国家,尤其是中国,提供了转型升级的重要借鉴。
本文旨在探讨德国工业0战略对中国制造业转型升级的借鉴意义,通过对德国工业0战略的分析,结合中国制造业的实际情况,提出适合中国国情的制造业转型升级策略。
本文将简要介绍德国工业0战略的核心内容和主要特点,包括智能化、数字化、网络化等关键要素。
分析中国制造业当前面临的形势和挑战,如产业结构不合理、创新能力不足、资源环境压力增大等。
在此基础上,探讨德国工业0战略对中国制造业转型升级的启示,包括推动制造业智能化转型、加强创新能力建设、优化产业结构、提高资源利用效率等方面。
结合中国制造业的实际情况,提出具体的转型升级策略和建议,以期为中国制造业的可持续发展提供有益参考。
二、德国工业4.0战略概述德国工业0战略,又称为“第四次工业革命”,是德国政府于2011年提出的一项国家级战略计划,旨在通过深度融合信息物理系统(Cyber-Physical Systems, CPS)和互联网,推动制造业向智能化、高度自动化的方向发展。
该战略强调以互联网为基础,通过大数据、物联网、云计算等新一代信息技术在制造业的广泛应用,实现生产过程的高度数字化和网络化,从而提升制造业的灵活性、效率和创新能力。
德国工业0战略的核心在于构建一个高度互联、信息透明的智能生产环境,其中智能机器和设备能够自动进行信息交换和协同作业,实现生产资源的优化配置和高效利用。
同时,该战略也强调在生产过程中实现个性化定制和柔性生产,以满足日益多样化的市场需求。
为实现这一目标,德国工业0战略提出了一系列具体的行动计划,包括推动信息技术和制造技术深度融合、建立统一的工业数据平台、加强人才培养和科技创新等。
浅谈德国工业4.0与中国制造2025
浅谈德国工业4.0与中国制造2025引言“工业4.0”作为当前国际上热门话题之一,引起了世界范围内的广泛关注。
在中国,也有类似的工业发展计划,即“中国制造2025”,两者都在强调利用信息技术对制造业进行升级改造,提高生产力和工业竞争力。
然而,德国工业4.0与中国制造2025之间的差异,在实施和目标方面有很大的差别。
本文将就此问题展开探讨。
工业4.0和制造2025的概念工业4.0工业4.0,最初由德国提出,是指采用物联网、云计算和大数据等现代信息技术,为制造业带来数字化、可视化、智能化的全面改造。
德国以推进工业4.0为战略目标,旨在通过科技创新、智能化生产和优化供应链等方式,提高企业的灵活性和竞争力,推动德国制造业的发展。
制造2025中国制造2025是中国政府为应对国际制造业格局变化,提高中国制造业整体竞争力和创新能力而制定的战略计划。
通过实施智能化生产、网络化制造、产业协同等措施,提升技术能力、缩小和消除与发达经济体在制造领域的差距,促进制造业产业升级。
差异比较驱动因素德国工业4.0在驱动方面主要是在技术方面的升级改造,特别是在数字化、可视化和互联网技术方面。
而中国制造2025的驱动因素1则更多地关注实质性的产业升级和自主创新。
中国制造2025的关注点主要是传统制造业的创新和加速升级,而工业4.0的关注点主要是通过新技术来提高现有制造业的效率和灵活性。
发展阶段德国的工业4.0是在德国制造业已经相对成熟的基础上推出的,通过在原有制造业生产过程中整合最新技术,使其更加智能化和高效化。
但是,中国的制造业仍1唐树森等. 制造2025与“工业4.0”[J].工业技术经济,2015(09):3-10.处于相对落后的阶段,从全球供应链中仍处于低端市场,与德国制造业总体差距很大。
战略目标德国的工业4.0 主要的战略目标是帮助公司提高竞争力,提高生产率并开发新市场。
而中国的制造2025 的战略目标是促使中国的可持续性发展。
德国工业4.0对我国的启示
如何将中国制造转变为中国创造,如何提升中国制造业的全球竞争力,成为中国 政府和企业的一大任务。
二、德国工业4.0对我国的启示
提出中国制造2025的背景
国际金融危机,凸显实体经济的重要性
美国、德国、英国等发达国家纷纷提出以重振制
人口成本 上升
从事制造业意愿 降低
造业为核心、以信息网络技术、数字化制造技术应
中国创造 中国质量
制造强国、绿色制造
智能制造
中国品牌
二、德国工业4.0对我国的启示
德国工业4.0 VS 中国制造2025
中国制造2025
相同点:
都是在新一轮科技革命和产业变革背景下针对制造业发展提出的一个重要战略举措。
不同点:
德国:直接实施工业4.0 仅与《中国制造2025》中的智能制 造规划、两化融合规划相当 是瞄准新一轮科技革命制订的措施 具有强大的技术基础,产业技术比较 好。在两化融合,在信息化推动“互 联网+”各方面具有优势。 中国:工业2.0、3.0和4.0同时推动。 更加复杂、更加艰巨 既要实现传统产业的转型升级, 还要实现高端领域的跨越式发展 始终贯穿应对新科技革命、推动两化 融合的思想理念和措施。需要顾及规 模庞大的传统产业的转型升级和整个 产业的创新能力的提升。
一、德国工业4.0
•德国一些企业已经开始实施工业4.0
二、德国工业4.0对我国的启示
大国战略
当“工业4.0”上升为德国的民族战略、由默克尔总理亲自代言, 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”,李克强总理也担任了“中国制造2025”的超级推销员,五次出
访累计带回了近1400亿美元的大单。
一、德国工业4.0
工业发展历程
浅谈德国工业4.0与中国制造2025
浅谈德国工业4.0与中国制造2025近日,在课堂上,老师上课时谈起了德国工业4.0与中国制造2025,这是在工业工程领域中时下热点的话题,对此,我也借此机会学习一下这方面的内容,增加自己的专业知识。
通过查找了相关的论文和背景资料,我了解到当前,德国工业 4.0、美国工业互联网以及中国制造 2025 规划相继出台,世界各国在智能制造领域的竞争日益加剧。
我国企业如何在此次工业革命浪潮中脱颖而出,已经成为影响中国经济转型升级的重大命题。
德国作为世界八大工业国之一,其优势领域主要有电子、航天、汽车、精密机械、装备制造、军工等。
德国工业以技术领先、品质精良而著称,但成本较高。
德国工业4.0,这一概念是由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。
其描绘了制造业未来的前景,提出继以蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术为标志的三次工业革命后,人们将迎来以信息物理融合系统系统为基础,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。
德国工业 4.0 的提出将成为工业战略性的革命,而中国也需要进行根本性的工业革命,从而提出了中国制造 2025。
目前,我国经济体系已经逐渐由以农业为主转型为以工业为主。
但是,相对于世界工业发达国家,我国的工业由于发展时间过短等原因,一直处于多制造、少创造的尴尬地位。
当前,全球新一轮工业革命正在进行,为抓住这一机遇,提出了中国制造强国建设三个十年的“三步走”战略。
中国制造2025是中国版的“工业4.0”规划,该规划经李克强总理签批,并由国务院于2015年5月8日公布。
该规划提出了中国制造强国建设三个十年的“三步走”战略,是第一个十年的行动纲领。
中国制造 2025 明确提出,到 2025 年迈入制造强国行列,2035 年制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平,新中国成立一百年时制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造强国前列,使中国工业与世界先进工业接轨,建设全球领先的技术体系和产业体系,使我国实现由“世界制造大国”向“世界制造强国”的根本性转变。
浅析德国工业4.0与中国制造的现状及发展
浅析德国工业4.0与中国制造的现状及发展随着科学技术不断发展,世界制造业的格局将进入新的调整期。
我国工业制造从业人员对下一阶段工业发展趋势认识还比较肤浅。
德国推出的工业4.0战略能给中国制造将来的发展带来一些启示和帮助。
文章对德国工业4.0进行了介绍,对比中国制造业目前所面临的突出问题,对“中国制造2025”的实施过程中将面临的问题进行了分析,提出了自己的觀点。
标签:工业4.0;中国制造;产业升级1 概述工业1.0是以蒸汽机为标志,以蒸汽动力取代人类劳动力,从而使手工业从农业中分离出来,进入工业时代。
工业2.0是以电气化被广泛应用为标志,用电力驱动机械取代蒸汽动力,工业也进入了大规模生产时代。
工业3.0是以广泛应用电子与信息技术为标志,使生产制造业的自动控制能力大大提高。
工业3.0即第三次工业革命从20世纪70年代发展至今,工业生产能力已经超过了人类的消费能力,众多工业产品已进入了产能过剩时期。
以中国服装制造业为例,2015年4月公布的数据显示,2014年中国生产299亿件服装,国内消费90亿件,剩余200多亿件无市场,贱价外销80亿件,去年一年库存120亿件,服装行业近几年累计的库存保守估计至少在500亿件以上。
工业3.0以来,传统的工业技术一直占据制造业的重要地位,随着科学技术的不断发展,传统工业技术的弊端已显露出来,如生产效率低下、资源浪费、企业对产业信息掌握不全等问题,都制约着制造业的发展。
因此传统制造业的转型升级已经迫在眉睫,第四次工业革命呼之欲出。
2 德国工业4.0德国于2011年初步提出工业4.0概念,2013年4月在汉诺威工业博览会上正式推出,工业4.0概念渐渐引人注目。
其意在坚守德国制造业的竞争优势,从而在新一轮的工业革命中从新引领全球制造业,抢占市场先机。
德国工业4.0是一个跨时代的新兴概念,它的战略框架可以用“1438”模型阐述。
包括:“1”个网络、“4”大主题、“3”个集成、“8”项优先行动计划。
最新比较中国制造2025,德国工业4.0战略的主要特点分析资料
比较中国制造2025,德国工业4.0战略的主要特点分析我国还是一个发展中的国家,仍处于工业化进程中,落后与先进并存、传统与现代共生,需要积极探讨中国特色工业化道路:提升传统产业与培育新兴产业相结合;传统手工艺与先进制造业相结合;第一次工业化与第二次工业化相结合;信息化与工业化相结合。
德国工业4.0在全球产生重大影响,标志着全球加快全面进入以智能制造为核心的智能经济时代。
德国工业4.0与美国比较流行的第三次工业革命提法和一些学者说的第五次工业革命等,都是以信息技术革命性突破为基础,反映了工业经济数字化、信息化、智能化、工业自动化、网络化的发展趋势。
本文着重分析德国工业4.0战略的主要特点,比较中国制造2025,得出一些重要启示。
德国工业4.0主要特点德国工业4.0可以概括为:一个核心,两个重点,三大集成,四个特征和六项措施。
一个核心:互联网制造业,将信息物理融合系统(CPS)广泛深入地应用于制造业,构建智能工厂、实现智能制造。
两个重点:领先的供应商策略,成为“智能生产”设备的主要供应者;主导的市场策略,设计并实施一套全面的知识和技术转化方案,引领市场发展。
三大集成:企业内部灵活且可重新组合的纵向集成,企业之间价值链的横向集成,全社会价值链的端到端工程数字化集成。
四个特征:生产可调节,可自我调节以应对不同形势;产品可识别,可以在任何时候把产品分辨出来;需求可变通,可以根据临时的需求变化而改变设计、构造、计划、生产和运作,并且仍有获利空间;四是过程可监测,可以实时针对商业模式全过程进行监测。
六项措施:实现技术标准化和开放标准的参考体系;建立复杂模型管理系统;建立一套综合的工业宽带基础设施;建立安全保障机制和规章制度;创新工作组织和设计方式;加强培训和持续职业教育。
把德国工业4.0放在全球范围和历史背景中比较发现,可以看出德国工业4.0有以下5个重要特点。
1.基础性。
与德国整体发展战略相关,发挥优势,应对全局性挑战。
浅谈对工业40与中国制造2025的理解
浅谈对工业4.0与中国制造2025的理解“工业4.0”是由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,提出继以蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术为标志的三次工业革命后,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。
蒸汽时代、电气时代、信息时代三大工业革命之后,全球化分工使生产要素加速流动和配置,市场风向变化和产品个性化的需求对企业反应时间和柔性化能力提出前所未有的要求,全球进入空前的创新密集和产业变革时代。
所谓工业4.0,是相对于前三次工业革命而言:工业1.0指的是18世纪开始的第一次工业革命,实现了机械生产代替手工劳动;工业2.0指的是:始于20世纪初的第二次工业革命,依靠生产线实现批量生产;工业3.0是20世纪70年代后开始的第三次工业革命,依靠电子系统和信息技术实现生产自动化。
工业4.0有何神奇之处?简而言之,工业4.0主要是将互联网、大数据、云计算、物联网等新技术与工业生产相结合,最终实现工厂智能化生产。
工业4.0可以理解为定制化智能生产,每个消费者都可以通过消费商联盟根据自己的需求支配企业的生产。
当然,实现这一目标绝非易事,智能制造的基本条件是需要更高的自动化程度,此外还要实现工厂、消费者、产品、信息数据的互联,重构整个社会的生产方式,这要涉及到一系列问题。
德国专家们提出的“工业4.0”的全新理念,主要就对联网工厂以及相关方面的演变进行研究。
以消费商联盟为基础,集中消费者的需求对产品开发、物流以及生产的集成将通过材料流、产品流、以及信息流得以实现,从而构建高度复杂又极为高效的全球化生产运营。
这样一来,一条生产线就能够跟供应商以及消费信息进行连接,从而根据消费者需求对生产环节进行动态调整,并对所交付的原材料进行相应调整。
互联网+消费商联盟为产业与互联网融合下的工业4.0提供了实现途径,在云计算这样的一种新技术载体下,互联网+消费商联盟作为一个重要的手段,对推进产业转型、企业商业模式创新以及企业内部组织架构的转变,带来新的巨大影响,而产业能否利用消费商联盟的支点在“互联网+”的转折点上占领先机,已关乎产业未来。
全面解读德国工业40与中国制造202568
从自动化技术的观点看,CPS是一种工程系统,由一个嵌入在物体 中的计算和通信的内核,以及物理环境中的结构所监测和控制。 (Karl Henrik Johansson,2011)
德国工业4.0与中国制造2025
背景
2008年-2010年,金融危机后,世界都在反思制造 业实体经济的发展。
首先,美国要重振制造业,要夺回制造业的领先优 势。
美国政府再次赋予机械工业行业更大的优先权。它 目前在努力实行积极的产业政策以创造就业机会和鼓 励制造业回归美国。2011年夏,奥巴马总统推出了先 进制造伙伴计划(AMP),这是一个汇集了来自研究 、商业和政治部门的代表私营机构,来共同描绘“投资 和促进新兴技术发展”的路线。
高精度高品质多品种小批量 的智能产品
绿色生产:清洁、资源利用 率高的可持续发展
智能工厂位于城市的 城市生产
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。
通过价值链实现横向集成
跨整个 价值链 的工程
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
工业4.0自动化-信息物理系统(CPS)
垂直集成与网络化制造
在明天的智慧工厂,生产结构不会是固定的,预定义的。相反,一组IT扑结构配置组 合,其中包括针对模型,数据,通信和计算 算法的所有相关要求。
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全面解读德国工业40与中国制造 202068
•德国为了保持制造业在全球的领先优势,实时提出工
业4.0,主要是发挥德国在制造技术和制造装备的传统
优势,将制造业和互联网等技术融合,形成工业互联
网,以保持德国在世界领先地位。
•德国:强大的制造业+互联网
•
提出:工业4.0
•美国:创新优势的互联网+优势制造业
全面解读德国工业40与 中国制造202068
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2020/11/5
全面解读德国工业40与中国制造 202068
•背景
• 2008年-2010年,金融危机后,世界都在反思制造 业实体经济的发展。 • 首先,美国要重振制造业,要夺回制造业的领先优 势。 • 美国政府再次赋予机械工业行业更大的优先权。它 目前在努力实行积极的产业政策以创造就业机会和鼓 励制造业回归美国。2011年夏,奥巴马总统推出了先 进制造伙伴计划(AMP),这是一个汇集了来自研究 、商业和政治部门的代表私营机构,来共同描绘“投 资和促进新兴技术发展”的路线。
工业4.0——从智慧工厂Байду номын сангаас智能生产
•基于物联网与服务的智能环境
发展过程
•智能化环境
•嵌入式计算机
•智能工厂
•中央计算机
•PC
•智能手机
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
•多个计算机:1个用户
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
• 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
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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
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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 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
•
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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 两大主题:智慧工厂、智能生产
Ø 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
Ø 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
•
提出:先进制造技术伙伴
•发展路径和侧重点不一样,但目标是一样的。
•中国:完备的制造业+互联网的创新
•
(互联网+制造,制造业+互联网)
•
提出:中国制造2025
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•解读德国 工业4.0
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•高精度高品质多品种小批 量的智能产品
•绿色生产:清洁、资源利用 率高的可持续发展
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•智能工厂位于城市的 城市生产
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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。
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•此外,奥巴马政府正在将更多的研发资金用于制造业 研究。在2013年预算中,先进制造业拨款增加了19% 至22亿美元。负责标准化的国家标准与技术研究院( NIST)获得1亿美元资金,通过提供研究设备和技术诀 窍来支持本国制造业。NIST也负责先进制造门户网站 工作,该门户网站是在AMP的建议下成立的,旨在促
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•2012年7月,AMP提出了一份带有16条详细建议的报告 ,包括建立一个全国制造创新研究院网络(NNMII)建议 。这些研究院采取公—私合作形式,试图充当“区域性卓 越制造的枢纽”,旨在提高美国商业的全球竞争力和增加 对美国制造设施的投入。
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
•信息物联系统
•复 杂 程 度
•工业革命4.0
•电子、IT、工业 机器人
•工业革命3.0
•蒸汽机
•电力广泛应用
•工业革命2.0
•1784 •18世纪末
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•20世纪初
•工业革命1.0
•时间
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•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
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全面解读德国工业40与中国制造 202068
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全面解读德国工业40与中国制造 202068
•AMP指导委员会由顶尖级工程大学(麻省理工学院, 加州大学伯克利分校,斯坦福大学,卡内基梅隆大学 ,密歇根大学和佐治亚理工学院)校长和美国知名企 业(包括卡特彼勒公司,康宁公司,陶氏化学,福特 ,霍尼韦尔,英特尔,强生,诺斯罗普·格鲁门公司, 强生公司,宝洁公司和联合技术公司)老总组成。
进该领域政府、大学和私人之间活动的联网。最后, 美国政府的工作和创新加速挑战倡议组织投资2千万美 元在先进制造领域的十个进一步的公共—私营伙伴关 系。
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全面解读德国工业40与中国制造 202068
•CPS和物联网(IOT)已经在美国的公共资助中获益 了好几年。事实上,CPS系统早在2006年就被美国国 家科学基金会(NSF)确定为关键研究领域。然而, 实际上在制造业中很少具体使用CPS。网络信息技术 研究开发计划(NITRD)召集18家研究机构以协调包 括在人机交互和信息管理等不同IT领域的研究。在 2011年,NITRD有超过30亿美元预算供其使用。