对德国工业4.0、美国互联网工业、中国制造2025的研究
工业4.0
工业时代4.0这条路刚刚开始，但给了我们大概的方向，未 来企业会变成数据的企业、创新的企业、集成的企业、不断 快速变化的企业。对于整个制造业来说，这是一个巨大的颠 覆，称之为工业革命，是毫不为过的。
代化所带来的压力将影响到中国几乎所有的行业，而工业 自动化和新一代信息技术的集成是关键。
工业4.0有哪些特点？
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。 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：工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式中端系统、 智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络。通过这 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。 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。 转型：对于中国的传统制造业而言，转型实际上是从传统 的工厂，从2.0、3.0的工厂转型到4.0的工厂，整个生产形态 上，从大规模生产，转向个性化定制。实际上整个生产的过程 更加柔性化、个性化、定制化。这是工业4.0一个非常重要的 特征。
“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，提出继 蒸汽机的应用、规模化生产和电 子信息技术等三次工业革命后， 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。“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。它 将推动中国制造向中国创造转型， 所以很多人说，工业4.0是整个中 国时代性的革命。
从德国“工业4.0”看中国制造强国建设
产能经济从德国“工业４．０”看中国制造强国建设于晓飞 梁 靓 车玲洁 浙江省工业经济研究所摘要：研究德国“工业4.0”，能够从智能化、信息化角度分析全球制造业的新动向，也对中国制造强国建设提供良好的借鉴。
本课题结合全球制造业发展动向、中国制造强国建设导向，提出：(1)把中国制造和德国制造的优势结合起来，强强联合走向第三国；(2)把美国制造业回归与德国工业4.0结合起来，权衡利弊，形成中国特色的工业4.0；(3)在制造业强国建设上，要注意中国与德国、美国的制造业优势差别，加快实施中国版工业4.0。
关键词：德国“工业4.0”；中国制造业；智能化；信息化中图分类号：F421 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2015)024-000295-02一、德国“工业４．０”的出台背景在全球，德国是制造业最出色的国家之一，竞争力非常强，特别是装备制造行业，全球领先。
2006年德国发布《德国高技术战略》，目标是通过创新，克服其成本劣势，使德国保持全球市场领导者的地位。
2013年，在《德国高技术战略》与《德国高技术创新战略2020》的基础之上，德国提出工业4.0战略。
2008年国际金融危机爆发后，2010年德国又提出《创意·创新·增长——德国2020高技术战略》，目的是根据国家重大任务制定研究和创新政策，有针对性地激发科研与经济领域的巨大潜力，为德国和全球面对的重大挑战找到面向未来的解决方案。
2013年由多领域专家组成的德国工业4.0工作组发布了专门报告——《保障德国制造业的未来：关于实施“工业4.0”战略的建议》。
该战略已经得到弗劳恩霍夫协会、西门子为代表的德国科研机构和产业界的广泛认同。
二、工业４．０是什么？“工业4.0”是什么？德国“工业4.0”战略希望能够将信息物理系统和信息通讯技术结合在一起，帮助制造业更好的转型，转向智能化方面。
“工业4.0”是互联，西门子、博世和蒂森克虏伯的专家提到工业4.0的核心是连接，希望能够连接设备生产销售的各个方面，并通过网络持续地保持数字信息的交流。
德国“工业4.0”与“中国制造2025”的比较及启示
二、背景与框架的比较
（一）背景 ２０世纪８０年代初起，世界发达国家开始了一股学界称为“再工业化”的浪潮。美国在２００９ 年至２０１２年的三年间，先后推出了《重振美国制造业框架》（２００９年１２月）、《先进制造业伙伴计
划》（２０１１年６月）与《先进制造业国家战略计划》（２０１２年２月），旨在借助这些规划的实施，巩 固美国制造业在全球的领先地位，优化制造业结构，增强制造业在全球的竞争力。日本政府也高度
上的延续性和大背景的相同性，“中国制造２０２５”也就被有些人看成了中国版的“工业４．ｏ”。 （二）框架 “工业４．ｏ”对全球制造业未来发展有着十分重要的影响，而“制造２０２５”则对中国制造业的 发展有着极为重要的意义。“制造２０２５”与“工业４．Ｏ”是否有着关联？比较这两个重要文献的框 架就可以有基本判断（如图１、２所示）。
严重；缺少世界著名品牌，产业结构不合理，生产性服务业发展滞后。这表明，中国将要在制造业 水平还不很先进、制造技术还较落后的基础上实施“制造２０２５”，跻身制造强国的行列。 在框架上，“工业４．ｏ”突出了行动策略，即所谓的供应和市场双重策略；“制造２０２５”则强调
了行动的指导思想和基本原则。“工业４。ｏ”一直强调要建立一个物理系统，即所谓的ＣＰＳ（Ｃｙｂｅｒ—
合成材料、分子生物等取得重大突破，科学技术有力推动了人类生产力的进步，形成了所谓的第三 次工业革命。三次工业革命，德国人分别将其称之为“工业１．ｏ”国人心中，此次的制造业技术革新是制造领域的颠覆性革命，具有划时代的意义，堪为第四次工 业革命，故称之为“工业４．ｏ”。
略的建议》［１］（简称德国“工业４．ｏ”，后文简称“工业４．ｏ”），其目的是借助发挥德国制造业的传 统优势，掀起新一轮制造技术的革命性创新与突破。报告的推出立即引起全球的广泛关注，产生了
工业智能与工业互联网共性关键技术
工业智能与工业互联网共性关键技术摘要：德国工业4.0、美国先进制造业国家战略计划、日本科技工业联盟、英国工业2050战略及“中国制造2025”表明，各国均将制造业向智能化转型作为国家战略目标。
通过信息化实现生产全自动化、个性化、柔性及系统优化，提高生产资源利用率，降低生产成本，实现分布式、柔性、定制化的生产制造模式。
作为“中国制造2025”中五大工程之一，智能制造工程将关键工序智能化、生产过程智能优化控制、关键岗位机器人替代等作为重点攻关项目，这也是中国智能制造战略卡脖子的核心技术之一。
工业互联网是实现工业智能的基础支撑，在产品设计、生产、制造、管理等环节进行高效、精准决策、实时动态优化、敏捷灵活响应。
所谓工业互联网，并非互联网技术和工业制造领域的简单融合，而是在技术、内涵层面进行深度外延。
工业互联网技术既是实现工业智能化转型的关键基础设施，也是云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术与工业经济深度融合的应用模式，更是一种新业态，将重塑企业形态、供应链和产业链。
工业智能和工业互联网技术将推动传统制造业进行新兴裂变和升级演化，推进核心硬件、基础软件、机理分析与算法等基础技术融合发展，逐步构建工业智能和工业互联网技术产业体系。
关键词：工业智能；工业互联网；工业4.0；中国制造2025；人工智能引言随着电子化、信息化和自动化技术的进一步发展，工业生产过程逐步实现了由人力为主向机械机器为主的转变，各类高精尖智能设备的应用使智能制造成为了当前工业社会的发展主流方向，企业纷纷投身于智能制造技术的研发与尝试，并在生产效率、质量、经济收益等方面逐步获得回报。
然而在实际生产的过程中，新技术的应用仍在一些因素的限制下阻碍了其进一步发展。
其中，工业智能制造中的网络安全问题便是最为突出的一项。
1分析“5G+工业互联网”时代下高端装备智能制造所面临的挑战在现代社会快速发展的背景下，我国进入了“5G+工业互联网”时代。
工业4.0与中国制造2025
工业4.0与中国制造2025本文通过对工业4.0及中国制造2025概念的阐述，提出了中国制造2025在发展过程中遇到的几个重要问题并提出了相关对策，为今后中国制造2025的相关研究提供了一定的依据。
标签：工业4.0；中国；制造；2025；对策1 工业4.0提到工业4.0与中国制造2025，相信大家都不陌生。
在人类近代史的两百多年中，人类由农耕时代进入到蒸汽时代到电气时代、信息时代，工业史上先后历经了三次工业革命[1]，全球一体化的进程不断加速，世界各地区、各个国家的政治经济格局被不断的改写，人类迎来了第四次科技革命——工业4.0时代[2]。
在每一次的工业革命中，工业革命的核心和焦點就是生产制造模式的变革，生产力推动了社会的发展，生产制造模式的变革提高了生产力。
但我们要明白一个概念，科技革命不等于工业革命，科技革命是推动工业革命的源动力，从而在工业领域产生了形态上变革，其表现的形态就是生产制造模式，所以，当第四次科技革命到来时，我们可以得出一个结论——工业4.0的核心和焦点就是生产制造模式的变革。
第四次科技革命——工业4.0到底是什么？首先要说一下关于创新的三个特征。
创新的第一个特征；颠覆性：例如互联网是颠覆性的创新，改变了人的意识和行为，甚至社会的伦理道德，大家可以想象一下，如今的我们，如果没有手机、或者说，手机没有网络，我们是否能够适应那样的生活？相信大部分的回答都是否定的，因为我们适应不了，所以，我们说，互联网是颠覆性的创新。
创新的第二个特征；价值性：价值性就是指研究开发产品是价值性的创新，人们可以直接运用这些开发成果创造价值，我们的发明，我们研究是否具有价值，能否服务于社会，对事物价值性的考量是创新的一个重要特征。
创新的第三个特征；影响性：在这里特别说一下工业4.0，工业4.0是影响性的创新，运用新型发展中的技术来影响工业的发展，工业4.0也不是对原有工业内容的颠覆，是在先进工业基础上，对原有生产制造模式、先进技术的进一步提高和改进。
读《中国制造2025》与“德国工业4.0”后的思考
读《中国制造2025》与“德国工业4.0”后的思考中机质协特别高级专家顾问沈烈初经建国六十多年，特别是改革开放三十多年来飞跃式的发展，中国制造业的总量已居世界第一位，但大而不强的格局尚无根本性改变。
纵观世界各工业发达国家，制造业在国民经济中都占有重要地位。
近年随着科技进步的迅猛发展，新的技术层出不穷地出现。
各国在迎接新一轮技术革命中，仍把制造业作为主攻方向，如美国在2012年推出“美国先进制造业国家战略计划”，2013年又推出“美国制造业创新网络计划”；2013年德国颁布“德国工业4.0”战略实施建议，同年法国颁布“新工业法国”战略；2014年日本提出“日本制造业白皮书”；2015年英国提出“英国制造业2050”等。
我国在2015年5月8日，国务院印发《中国制造2025》通知；不久之前国务院又公布了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，加上近十年来推进了包括01、02、03、04专项在内的十余项“国家重大科技专项”规划，构成了我国振兴制造业的战略与战术部署。
再分析改革开放以来，制造业虽有了巨大进步，但各行业间发展极不平衡，如高铁制造业只有十余年的发展史，电工行业已有较长发展史，但高铁与发电、输变电成套设备已在世界上具有重要影响力，两者都采用“以我为主”，引进技术合作生产，消化吸收再创新的模式取得成功。
航空航天、海陆军事装备，随着与信息技术的融合，以自力更生为主，吸收国外先进技术经验，取得了骄人的成绩。
一些家电行业不仅量上，而且在质与性能上都有较强竞争力。
但也要看到，随着经济全球化，国内外市场竞争激烈，优胜劣汰加速进行，以至我国有一些行业被淘汰出局，如照相机、办公设备行业基本全军覆没，分析仪器、大型科学仪器等似乎有些溃不成军，高端医疗装备特别是检查用的影像设备，大多由国外少数企业垄断。
随着新兴行业的出现，其装备主要靠工业发达国家进口，如制造大规模及超大规模集成电路芯片用的成套设备、原辅材料甚至清洗剂、超纯气体等；生产光伏电池用的核心设备及原辅材料都是依赖进口；还有不少关键零部件、元器件及各种专用材料，很多产品在我们国家是空白，或达不到这些高新产业的要求。
比较中国制造2025,德国工业4.0战略的主要特点分析
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。
杜品圣谈工业4.0：“中国制造2025”与工业4.0
杜品圣谈工业4.0：“中国制造2025”与工业4.0
杜品圣
【期刊名称】《自动化博览》
【年(卷),期】2016(0)10
【摘要】1中国智能制造发展之路的差异性相对于德国工业界发展现状,中国智能制造的推动路径与德国工业4.0有三大不同之处。
（1）＂中国制造2025＂与德国＂工业4.0＂要解决的问题不同简单地讲德国＂工业4.0＂是要解决生产制造模式的灵活性、自适应性的问题,从而降低产品的生产成本并加快生产制造的研发速度,以适应市场的需要,用户的需求,提高自身的竞争能力。
所以降低成本及加快产品更新换代的速度是德国实现＂工业4.0＂的根本目的。
而中国要实现《中国制造2025》战略的实施面临更大挑战。
首先,中国的工业化过程还没有完全走完。
【总页数】4页(P56-59)
【作者】杜品圣
【作者单位】菲尼克斯电气
【正文语种】中文
【相关文献】
1.德国工业4.0技术和中国制造2025完美结合--德国工业4．0技术无线数据传输与控制系统 [J], ;
2.杜品圣谈工业4.0：从工业4.0到产品4.0 [J], 杜品圣
3.杜品圣谈工业
4.0：工业4.0是“变革”还是“革命”？ [J], 杜品圣
4.德国工业4.0握手中国制造2025“德国‘工业4.0’战略解读”活动在京举办
[J], ;
5.德国工业4.0握手中国制造2025“德国‘工业4.0’战略解读”活动在京举办[J], 杨启森; 朱辉杰
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浅谈德国工业4.0与中国制造2025【范本模板】
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。
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。
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
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
形势与政策论文《工业4.0与中国制造2025》
新工业革命与中国制造202518世纪60年代从英国发起的技术革命是技术发展史上的一次巨大革命，它开创了以机器代替手工劳动的时代。
这场革命以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志，这就是第一次科技革命。
与之相关的生产方式发生变革，被称为第一次工业革命，进入工业1.0时代。
使得纺织、冶铁、交通运输等行业得到发展，轻工业化特征明显。
19世纪六七十年代起，电灯、电报、电话、发电机、内燃机、火力发电厂等一系列电气发明相继问世。
电力作为一种优良而价廉的新能源被广泛应用。
来到了第二次科技革命，人类历史从“蒸汽时代”跨入了“电气时代”。
生产方式再次变革，被称为第二次工业革命，进入工业2.0时代。
汽车、石油、钢铁等重化工行业得到迅速发展。
上世纪40年代后期的电子管计算机为第一代计算机，开创了电子信息时代。
到了第三次科技革命，人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术开始出现。
同时开启了第三次工业革命，开启了工业3.0时代，电子计算机的广泛应用，促进了生产自动化。
推动了电子信息、医药、材料、航空航天等行业的发展。
1991年，科学家提姆·伯纳斯李开发出了万维网及简单的浏览器，互联网开始向社会大众普及。
随着互联网的商业化发展，人类进入互联网浪潮时代。
互联网对生产生活产生了全面的影响。
然而每一次信息通信技术的重大创新都会为制造业带来新的变革，这一次可能是互联网引领的产业变革，推动制造业智能化、网络化。
使我们进入工业4.0时代。
工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。
德国人认为第四次工业革命是指：机械化+电气化+IT技术+Internet技术。
第四次工业革命就是第三次工业革命的成果上再加上互联网技术。
必须说明这里所要求的互联网是“Things and Services”的互联网，Things可理解为物和事情；Services泛指一切服务。
所以，第四次工业革命首先要建设“物事互联网”与“服务互联网”。
这意味着有史以来第一次将资源、信息、物事、人和对这一切的服务进行互联。
工业4.0与中国制造2025
开篇问题：
什么是第四次工业革命？
第四次工业革命与之前的工业发展有何根本的不同？
引
是什么推动了人类进入第四次工业革命？
言
这些推动因素在人类实现第四次工业革命中起到什么作用？
：
开
第四次工业革命对当今企业、社会、人类发展会产生什么样的影响？
篇
为什么各个国家提出不同的方式或概念来实现第四次工业革命？
互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等；
“智能物流”：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；
16
德国工业4.0
工业 4.0 对商业模式的影响 & 工业 4.0面对的挑战
2
未来商业模式
以解决客户问题为主
中国制造2025与工业4.0
背景材料分享
• 2015年3月25日，李克强国务院常务会议，部署推进实施 “中国制造2025”，实现制造业升级，审议通过了《中国 制造2025》。
• 2016年5月20日，美的提出45亿欧元收购KUKA。 • 2018年6月8日，富士康工业互联网在上交所上市（工业
富联）上市首日开盘涨44.01%，股价达到19.83元，市值 达到3905.58亿元，成为A股市值最高的科技企业”。 • 视频链接
模式和“电气时代”
业
“蒸汽时代”
革
命
信息物联系统
蒸汽机
自动化、信息化
人 机
电力广泛应用
物
18世纪末
互
20世纪初
1970年代初
今天
时间
联 互
目标：建立一个高度灵活的个性化、数字化产品与服务的生产模式
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）。
比较制造德国工业战略的主要特点分析
比较制造德国工业战略的主要特点分析公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-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。
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基础分歧
计算机科学的离散性与物 理世界的连续性
协同性
协同分析与协同设计
系统设计与验证
异构性与复杂性导致开发时间增长，验证 成本极大增加
缺少时间语义
challenge
要实现计算机与物理世界交互，不能 将时间抽象分离，而现有技术都隐藏 了时间属性，很难保证时间性能
网络阻碍实时性
现有网络存在各种复杂因 素，如：数据堵塞、延时、 丢包等，很难保证CPS的 实时性与稳定性
术把传感器、控制器、机器、人员和
物等通过新的方式联在一起，形成人 与物、物与物相联，实现信息化、远 程管理控制和智能化的网络。物联网
物联网
是互联网的延伸，它包括互联网及互
联网上所有的资源，兼容互联网所有 的应用，但物联网中所有的元素（所 有的设备、资源及通信等）都是个性
化和私有化【1】 Industry 4.0.
一个核心
2重战略
3大集成/关键技术/主题
德国工业4.0
5个特征
8项措施
一个核心
丁纯, 李君扬《德国“工业4.0”:内容、动因与前景及其启示》 乌尔里希· 森德勒《工业4．0：即将来袭的第四次工业革命》 德国国家科学与工程院《确保德国制造业的未来——对实施“工业4.0”战略计划的建议》
CPS的应用——无人驾驶
无人驾驶
无人驾驶汽车是通过车载传感系 统感知道路环境，自动规划行车路线 并控制车辆到达预定目标的智能汽车 。 集自动控制、体系结构、人工智 能、视觉计算等众多技术于一体，是 计算机科学、模式识别和智能控制技 术高度发展的产物。
CPS面临的挑战
与物理世界的深度融合以及系统的规模(时间与空间)与复杂性是CPS为计算机科学领域带来挑战的根本原因【1】。
CPS的特点
由于CPS体系结构的复杂性，它具备以下几点特点
全局虚拟、局部有形
网络集成与融合——全局虚拟 物理传感实现交互与协调——局部有形
1
2
异构性
不同类型的物理实体、计算部件、 不同类型的网络技术、操作系统和 计算模型等
网络化
3C（computation、 communication、control）通过 网络连接起来
技术革新
技术革新
德森德勒.《工业4.0》
工业革命的发展历史
工业4.0研究院《大数据在工业4.0演进中的价值》
3.0
1.0 •机械化 •大规模
3.0 相当于肯德基麦当劳门店全部机械化， 全程过程控制，任何一批不合格的产品， 都可以追溯到上游任何一个环节
工业革命 联系
4.0 •网络化 •定制
4.0跨越工厂的边界
工业革命的发展历史
复杂程度 3.0
工业4.0研究院《大数据在工业4.0演进中的价值》.
4.0
2.0
1.0
信息技术 社会分工 制造工具 电气应用 流水线出现 专业管理层
基于信息物理 融合系统
机械应用 工厂出现 工人阶级
2000年以前 200年 组织革新
时间 150年 组织革新 75年 技术革新 45年 组织革新
CPS的定义 CPS与物联网的关系
战略发展
物理信息系统
特点和应用
体系结构
面临的挑战
CPS定义
由于CPS涉及领域的广泛性，技术模型的复杂性，以及发展的迅速性，至今还没有比较完善的公认的定义，下面几个比较有代表性：
Helen Gill
CPS是融合计算与物理能力，能通过多种方式与人类进行互动的新一 代系统。与物理世界交互或者增大物理世界的能力是通过计算和通信 的方式，控制技术是实现新一代系统的核心【1】。
ICCPS官网
计算及通信能力被嵌入到物理环境各种物体中，把这种联 接信息世界与物理世界的系统称之为信息物理系统【2】。
Edward A LEE
CPS定义
CPS是一系列计算进程和物理进程组件的紧密集成，通过计 算核心监控物理实体的运行，而物理实体又借助于网络和计 算组件实现对环境的感知和控制【3】。
Shankar Sastry
CPS与物联网
物联网
利用局部网络或互联网等通信技
CPS可看做物联网的升级，更加注重人的参与，增加了控制和自治能力
CPS
CPS
海量运算是CPS接入设备的普遍 特征，因此，接入设备通常具有强大 的计算能力。 CPS是在物联网的基础上增加了 物品的控制和自治能力，因此人与物、 物与物之间可以实现协同作业，从而 实现智能化、集约化等目标。 二者都是以传感技术与计算技术 为基础，事物之间的信息交互为核心， 实现人与物和谐相处为目的【2】。 物联网可看做CPS的一个简约应
Байду номын санCPS技术为核心提出了相应的未来工业发展战略规划
CPS提出后，各国给予高度重视，先后提出相应发展战略
2015 2014 2013 2006
《美国竞争力计划》将 CPS列为重要的研究项 目，CPS概念正式提出 美国发布“AMP2.0”， 指出优先发展制造业中 的先进传感技术、控制 技术，虚拟化、信息化 和数字制造以及先进材 料制造，其技术核心依 然是CPS 中国政府正式发布“中 国制造2025”战略，力 争跻身制造强国行列， 其中CPS技术占据着举 足轻重的位置
2012
美国发布“先进制造业 国家战略计划”，将 CPS放在了未来工业发 展的战略层面
德国政府在汉诺威工业 博览会上正式推出“工 业4.0”战略，其技术核 心是CPS
CPS体系结构
CPS主要的组件有：传感器、执行器和分布式控制器【1】
Sensor
感知物理世界中的物理信息 转化为计算机可识别信息
Actuator
CPS的应用——智能电网
火电
传统电网
输电
变电 配电
工业用电
水电 调度 双向信息流 火电
居民用电
智能电网
输电 可再生能源 智能调度 实时调度 变电 配电
工业用电 居民用电 风光储
水电
新能源
电动汽车 能量流 信息流
CPS的应用——生物与医疗系统
智能医疗
全国健康信息网络、电子病情记 录仪、家庭护理、手术室等逐步被有 硬件、软件组成的电脑系统控制，并 且这种系统满足实时性和安全性。未 来的医疗护理越来越依靠联网的医疗 器械和系统，并且能够根据不同病人 病情进行医疗设备的动态重组。未来 的医疗设备和系统也拥有能与病人、 看护人交互的能力。
领先的供应商战略
关注生产领域，要求生产出具备“智 能”与乐于“交流”的生产设备。注重吸 引中小企业化身为“智能生产”设备的 供应者。
领先的市场战略
强调整个德国国内制造业市场的有效整 合。通过高速互联网络实现快速的信息 共享、最终达成有效的分工合作。生产 工艺重新定义、进一步细化、专业化。
3大集成、关键技术、主题
对德国工业4.0、美国先进制造伙 伴计划、中国制造2025的研究
组员：严雪君 李如月 赵治杰 指导教师：戚铭尧
清华大学深圳研究生院
物流与交通学部
目录
Content
1
第一章
工业革命
5 6 7 4
第五章
中国制造2025
2
3 4
第二章 第三章
第六章
信息物理系统(Cyber-Physical System)
CPS的应用
未来的生活向着智能化、网络化 方向发展，而CPS技术将是实现 这一发展目标的助推器。 智能化、精确化 智能手术室、智能检测人 体数据、智能调节人体健 康活动
健康 环境
社会
智能化、网络化、虚拟化
智能家居、智能工厂、VR
智能化、可视化
危险环境下的智能机器人作 业、智能监控环境指标、智 能化工业设备
2.0 •电气化 •自动化
4.0
3.0 •信息化 •产品标准
全部设备通过中央控制系统来进行控制， 所有的信息能够被汇总分析，实现每个环 节与环节的互动，每一个设备的每一个动 作都是精确可知的
信息物理系统
（Cyber-Physical System)
CHAPTER TWO
物理信息系统
Cyber-Physical System
安全性
因为CPS的开放性，现有 技术很难保证它的安全性
【1】 Li Zuopeng,Zhang Tianchi,Zhang Jing. Survey on the Research of Cyber-Physical Systems(CPS).Computer Science.2011,38(9):27-29.
“智能＋网络化”
CPS系统
通过人工开发的软件系统进行数据处理与指令发送
构建智能工厂
生产过程的智能化以及方便人工实时控制
2重战略
丁纯, 李君扬《德国“工业4.0”:内容、动因与前景及其启示》 乌尔里希· 森德勒《工业4．0：即将来袭的第四次工业革命》 德国国家科学与工程院《确保德国制造业的未来——对实施“工业4.0”战略计划的建议》
C2
Distributed Controller
C3
Distributed Controller
【1】 Li Renfa，Xie Yong,Li Rui,Li Lang. Survey of Cyber-Physical Systems[J]. Journal of Computer Research and Development.2012,49(6):1149-1161
德国工业4.0
CHAPTER THREE
德森德勒.《工业4.0》
德国工业4.0的发展历程
Industry 4.0.
2006年
2011年
1
《德国高技术战略》
3
德国举办的汉诺威工业博览会 工业4.0概念问世
2
2010年
《德国高技术创新战略2020》