工业4.0技术路线图PPT(34张)
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40张PPT详解“工业4.0”
40张PPT详解“工业4.0”
导读一夜之间，“工业4.0”这个词似乎就传遍了大江南北，每个人都希望自己活在一个经历重大转折的时代，我们都希望自己可以目睹世界未来的样子！我们寄希望于工业革命，因为似乎它可以解决一切问题！声明：部分文章来源于互联网及其他公众平台，内容仅供读者参考，不确保文章的准确性，重在分享，所有图片和文字来自网络，如有版权所属归原版权者所有，如果侵犯请告知，我将在24小时删除！点击“阅读原文”查看更多关于“服务赚钱新??模式”信息优秀微信号推荐：安凌软件微信号：a8208660推荐理由：安凌软件官方微信平台，立志于打造成为中国最实战、最高效、最有价值的数据库营销、客户关系管理CRM、大数据解决方案、O2O一站式落地解决方案的专业平台。
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工业4.0PPT资料
2018/10/23 2
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 以及机械制造带动经济 发展的模式。
2018/10/23 3
工业2.0
19世纪后半期至20世 纪初，在劳动分工的 基础上采用电力驱动 产品的大规模生产可 称为工业2.0。这次工 业革命，通过零部件 生产与产品装配的成 功分离，开创了产品 批量生产的新模式。
2018/10/23 17
如何转型成工业4.0（4）
六、夯实行业基础：把构建自主的信息产业体系和工业基础能力作为
建设智能制造的重要支撑 1、完善面向智能制造的网络基础设施：加快宽带网络演进升级，加强 对智能制造系统（CPS）的研发，加快推广下一代互联网（IPv6）。 2、增强电子信息技术支撑服务能力：坚持产用互动，面向智能工厂行 业应用，完善产业链协同创新体系。 3、强化工业基础能力：支持产业链上下游开展协同创新和联合攻关， 系统解决研发、设计、材料、工艺、检测和产业化等关键问题。 七、强化保障能力：人才、信息安全和制造业创新体系 1、关于制造业创新体系：我们要思考如何围绕智能制造趋势，结合中 国实践，建立自己的国家制造业创新体系，重组国家、企业、院所、 中介在交叉融合领域的组织体系和运行机制。 2、关于人才问题：创新型人才是“第二次机器时代”最稀缺的资源。 3、关于信息安全问题：培养三个能力，即智能制造系统中信息安全隐 患的“可发现”能力、“可防范”能力和“可恢复”能力。
人），面对中国制造业崛 起，德国危机感增强。
比例
2018/10/23
8
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 以及机械制造带动经济 发展的模式。
2018/10/23 3
工业2.0
19世纪后半期至20世 纪初，在劳动分工的 基础上采用电力驱动 产品的大规模生产可 称为工业2.0。这次工 业革命，通过零部件 生产与产品装配的成 功分离，开创了产品 批量生产的新模式。
2018/10/23 17
如何转型成工业4.0（4）
六、夯实行业基础：把构建自主的信息产业体系和工业基础能力作为
建设智能制造的重要支撑 1、完善面向智能制造的网络基础设施：加快宽带网络演进升级，加强 对智能制造系统（CPS）的研发，加快推广下一代互联网（IPv6）。 2、增强电子信息技术支撑服务能力：坚持产用互动，面向智能工厂行 业应用，完善产业链协同创新体系。 3、强化工业基础能力：支持产业链上下游开展协同创新和联合攻关， 系统解决研发、设计、材料、工艺、检测和产业化等关键问题。 七、强化保障能力：人才、信息安全和制造业创新体系 1、关于制造业创新体系：我们要思考如何围绕智能制造趋势，结合中 国实践，建立自己的国家制造业创新体系，重组国家、企业、院所、 中介在交叉融合领域的组织体系和运行机制。 2、关于人才问题：创新型人才是“第二次机器时代”最稀缺的资源。 3、关于信息安全问题：培养三个能力，即智能制造系统中信息安全隐 患的“可发现”能力、“可防范”能力和“可恢复”能力。
人），面对中国制造业崛 起，德国危机感增强。
比例
2018/10/23
8
工业4.0时代的中国制造 (ppt 24张)
SS 在工业4.0时代，我们面临挑
系统的安全、信息与物理世界的 战，但同时我们也有创造新工业
在数字环境下的 工程技术管理
智
从车间的创新来看，其 问题，这是模式创新的
SS 为了实现经营及产品的模式创
现效率的提升，这样才会为进一 条件，实现技术约束条件的突破
案例：海尔基于“互联 端的深度集成，为新的
SS
演讲 • 工业4.0时代就是第四次工业
化和高度网络化的特征，其中， 来制造业应遵循三个阶段的演进 的端到端集成以及融合的多产业 的可选发展路径。 •
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
激励学生学习的名言格言 220、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。 221、世界会向那些有目标和远见的人让路（冯两努——香港著名推销商） 222、绊脚石乃是进身之阶。 223、销售世界上第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。 224、即使爬到最高的山上，一次也只能脚踏实地地迈一步。 225、积极思考造成积极人生，消极思考造成消极人生。 226、人之所以有一张嘴，而有两只耳朵，原因是听的要比说的多一倍。 227、别想一下造出大海，必须先由小河川开始。 228、有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。 229、以诚感人者，人亦诚而应。 230、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会都看到某种忧患。 231、出门走好路，出口说好话，出手做好事。 232、旁观者的姓名永远爬不到比赛的计分板上。 233、怠惰是贫穷的制造厂。 234、莫找借口失败，只找理由成功。（不为失败找理由，要为成功找方法） 235、如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。 236、伟人之所以伟大，是因为他与别人共处逆境时，别人失去了信心，他却下决心实现自己的目标。 237、世上没有绝望的处境，只有对处境绝望的人。 238、回避现实的人，未来将更不理想。 239、当你感到悲哀痛苦时，最好是去学些什么东西。学习会使你永远立于不败之地。 240、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴们都睡着的时候，一步步艰辛地向上爬 241、世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。 242、坚韧是成功的一大要素，只要在门上敲得够久、够大声，终会把人唤醒的。 243、人之所以能，是相信能。 244、没有口水与汗水，就没有成功的泪水。 245、一个有信念者所开发出的力量，大于99个只有兴趣者。 246、环境不会改变，解决之道在于改变自己。 247、两粒种子，一片森林。 248、每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。 249、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。 250、大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。
工业4.0系统宣传课件
（六）专业的售后团队
双方达成合作意向，我方会派专业的工程师上门安装，同 时对客户方的工程师进行培训。培训内容： 1、产品使用 2、产品安装 产品支持一个月包退，三个月包换，一年保修。 全年365天，全天24小时，售后服务。
（七）不仅仅是工业4.0系统
1）大数据分析
我们会根据客户的需求，对大
量的数据进行分析，帮助企业
是停止还是运行的，是否发生故障，哪台设备发生故障，系统
自动通过短信/邮件/平台报警的方式通知企业，极大提高响应 的效率。
（三）巨大的市场竞争压力
在当今的市场经济环境下，竞争日益激烈，企业必须在众多竞 争者里面脱颖而出，其中设备的差异化和客户对设备以及企业 的满意度至关重要。 企业通过工业4.0系统的远程故障诊断功能快速帮助客户解决设 备故障，恢复生产；同时通过系统大数据功能进行分析，找出 常见故障点及故障原因，找出解决方案，帮助企业提升设备工
（三）远程故障诊断
当设备发生故障时，系统会主动报警通知企业（通过短信、邮 件、平台报警方式），企业可通过调取历史数据，查找故障点， 远程对故障进行排查，帮助客户快速恢复生产。
（四）PLC程序远程上下载
设备的程序更新，用户可以
远程对设备进行编程和调试，
减少运维成本和客户的停机 时间。 当企业尾款不能及时收回时， 通过远程对程序进行修改，
三、为什么需要工业4.0系统
（一）高昂的售后维护成本
（二）设备分散，不便管理 （三）巨大的市场竞争压力 （四）尾款回收
（一）高昂的售后维护成本
目前对于大多数机械设备的故障诊断，PLC程序升级大多是必须由人工 去完成。而很多时候设备故障仅仅是操作人员操作失误或软件故障引起 的，且有时设备售后人员由于开始无法判断设备的故障点，导致售后人 员不得不多次来回维修，这不仅大大提高了企业的售后维护成本，还大
智能制造：工业4.0与中国制造2025PPT演示文稿
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；
智能工厂：重点研究智能
化生产系统及过程，以及网络化
1
2
分布式生产设施的实现。
3、工业强基工程
解决基础零部件、基础工 艺、基础材料比较落后
5、高端装备创新工程
“核高基” 、互联网、数 控机床、大飞机等专项已 经在做
还要推进一些新的专项来 启动，来提高整个装备制
造业的水平。
1
2 3 2、智能制造工程
4 5 4、绿色发展工程
带动各个产业提高数字化
破解环境和资源制约，节约资源，
水平和智能化水平。
中国制造2025
2021略目 标
第一步：力争用十年时间，迈入制造强国行列。
到2020年： （1）基本实现工业化，制造业大国地位进一步巩固，制造业信息化水平大
幅提升。 （2）掌握一批重点领域关键核心技术，优势领域竞争力进一步增强，产品
质量有较大提高。 （3）制造业数字化、网络化、智能化取得明显进展。 （4）重点行业单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放明显下降
术体系和产业体系。
2021/3/10
7
中国制造2025-战略规划
一条主线 核心关键
互联网+
信息化与工业化深度融合
智能制造
创新驱动、智能转型
网络化、数字化、智能化
五大工程
国家制造业创新 中心建设工程
大力推进 智能制造
工业强基 工程
绿色发展 工程
高端装备 创新工程
德国工业4.0标准化路线图v3
开源 用例
服务机器人
德国工业4.0标准化路线图（第三版）
人和工作
人 性 化 的 工 作 设 计
工 作 系 统 的 设 计
组 织 工 作 的 设 计
任 务 和 工 作 的 设 计
产 品 ︐ 设 备 和 接 口 的 设 计
工 作 环 境 ︐ 工 作 区 和 工 作 站 的 设 计
设 计 工 作 要 促 进 学 习 和 能 力 发 展
•人和工作 产品，设备和接口的设计 工作环境，工作空间和工作站的设计
设计工作，以促进学习和能力的发展
Question？
谢谢！
Thank You!
14
•主题和标准化需求
语义
语义，属性，本体 形式化描述工业系统语义的图论方法（工业自动化 和控制系统 - IACS）
标准化术语 参考模型
德国工业4.0标准化路线图（第三版）
•主题和标准化需求
体系结构和数据模型
数字模型 参考架构模型 属性 参考架构模型RAMI 4.0 管理外壳和工业4.0组件 产品准则 国际几何产品规范（GPS）
德国工业4.0标准化路线图（第三版）
•人和工作 人性化的工作设计
工作系统设计的人体工程学原理 正在增长的需求：与信息一起工作 与标准化无关的领域的联接 IT安全：人类的角色
德国工业4.0标准化路线图（第三版）
•人和工作 工作系统的设计 工作组织的设计
任务的设计
德国工业4.0标准化路线图（第三版）
德国工业4.0标准化路线图（第三版）
•主题和标准化需求 生产系统的生命周期
应用领域 开发 维护
非功能性特性
定义非功能性特性的术语。 功能安全 安全保密 可靠性和鲁棒性 可维护性 用标准明确非功能特性
德国工业4.0标准化路线图v3
德国工业4.0标准化路线图（第三版）
•主题和标准化需求
工业4.0部件的生命周期记录
电子生命周期记录的模块和要求 符合DIN 77005-1的生命周期记录 生命周期记录向工业4.0组件的可转移性 特定环境下的生命周期记录 生产过程中与环境相关数据的记录 在职业健康和安全方面使用生命周期记录
开源 用例
服务机器人
德国工业4.0标准化路线图（第三版）
人和工作
人 性 化 的 工 作 设 计
工 作 系 统 的 设 计
组 织 工 作 的 设 计
任 务 和 工 作 的 设 计
产 品 ︐ 设 备 和 接 口 的 设 计
工 作 环 境 ︐ 工 作 区 和 工 作 站 的 设 计
设 计 工 作 要 促 进 学 习 和 能 力 发 展
•人和工作 产品，设备和接口的设计 工作环境，工作空间和工作站的设计
设计工作，以促进学习和能力的发展
Question？
谢谢！
Thank You!
14
•主题和标准化需求
语义
语义，属性，本体 形式化描述工业系统语义的图论方法（工业自动化 和控制系统 - IACS）
标准化术语 参考模型
德国工业4.0标准化路线图（第三版）
•主题和标准化需求
体系结构和数据模型
数字模型 参考架构模型 属性 参考架构模型RAMI 4.0 管理外壳和工业4.0组件 产品准则 国际几何产品规范（GPS）
德国工业4.0标准化路线图（第三版）
•主题和标准化需求 生产系统的生命周期
应用领域 开发 维护
非功能性特性
定义非功能性特性的术语。 功能安全 安全保密 可靠性和鲁棒性 可维护性 用标准明确非功能特性
30张PPT解读工业4
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------30张PPT解读工业430 张张 PPT 解读工业 4.0 德国的国家战略 2019-01-02 博士中国工业 4.0（Industry 4.0）是德国政府《高技术战略 2020》确定的十大未来项目之一，并已上升为国家战略，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
中国首套工业 4.0 流水线也已经亮相第十六届中国工业博览会。
1 、简介工业 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2019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。
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。
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。
1 / 3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技术路线图(PPT34页)
物联网平台系统在国内又称为两化融合系统，它是以 监控、管理及业务为导向的信息化系统。
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业物联网应用场景
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业物联网特性
集中监控：与生产中各环节（生产，库存，能耗等）底层 设备进行通讯，并将它们的数据进行集中管理、实时监控 和统一分析；
信息化及SOA：将晦涩的感知信号变为简单易懂的数据； 将具体的控制指令转化为直观的操作方法；将零散的过程 化数据汇总为有价值的业务信息；
大数据：作为工业大数据中的数据仓库层，负责将监控信 息，生产追溯信息与业务信息进行存档与汇总，并对外提 供历史查询服务及简单的数据分析服务。
标准而系统化的服务：实时数据服务，历史查询与分析服 务，事件与报警服务，事务与操作服务，会话与审计等；
软件: 软件工程的体系化，软件人才的充裕，以及底 层开发模块的开源与共享大大降低了工业软件的开 发周期与成本，同时丰富了工业软件的功能。
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0体系的复杂性
众多专业领域：机械，电子，自动化，IT，工程管 理；
多样性应用技术：信息技术，感知技术，控制器， 人工智能，仓储物流。
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0概念体系
物理信息系统（Cyber-Physic System） 工业物联网（Industry Internet Of Things） 互联网服务（Internet Of Service）
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业物联网应用场景
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业物联网特性
集中监控：与生产中各环节（生产，库存，能耗等）底层 设备进行通讯，并将它们的数据进行集中管理、实时监控 和统一分析；
信息化及SOA：将晦涩的感知信号变为简单易懂的数据； 将具体的控制指令转化为直观的操作方法；将零散的过程 化数据汇总为有价值的业务信息；
大数据：作为工业大数据中的数据仓库层，负责将监控信 息，生产追溯信息与业务信息进行存档与汇总，并对外提 供历史查询服务及简单的数据分析服务。
标准而系统化的服务：实时数据服务，历史查询与分析服 务，事件与报警服务，事务与操作服务，会话与审计等；
软件: 软件工程的体系化，软件人才的充裕，以及底 层开发模块的开源与共享大大降低了工业软件的开 发周期与成本，同时丰富了工业软件的功能。
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0体系的复杂性
众多专业领域：机械，电子，自动化，IT，工程管 理；
多样性应用技术：信息技术，感知技术，控制器， 人工智能，仓储物流。
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0概念体系
物理信息系统（Cyber-Physic System） 工业物联网（Industry Internet Of Things） 互联网服务（Internet Of Service）
工业4.0技术路线图(PPT34页)
30张-工业4.0图解
智慧工厂2…N 智慧工厂1
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
4.1 第四次工业革命——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
服库
现场层
硬件相关 设备控制
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
请握中间
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
已经打开2分 钟了，请盖上
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
第四次工业革命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）
仪器仪表产品 供应链管理系统 产品全生命周期系统
4.1 第四次工业革命——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
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
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
高精度高品质多品种小 批量的智能产品
以信息物理生产系统CPPS为模型构建智慧工厂，或者数 字化工厂
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
第四次工业革命自动化-信息物理系统（CPS）
服务
算法
文档
云
三维模型 工艺数据
…
物理 对象
CPS：系统中的物理对象和相应的虚拟对 象通过泛在信息网络进行通信
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
4.1 第四次工业革命——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
服库
现场层
硬件相关 设备控制
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
请握中间
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
已经打开2分 钟了，请盖上
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
第四次工业革命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）
仪器仪表产品 供应链管理系统 产品全生命周期系统
4.1 第四次工业革命——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
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
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
高精度高品质多品种小 批量的智能产品
以信息物理生产系统CPPS为模型构建智慧工厂，或者数 字化工厂
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
第四次工业革命自动化-信息物理系统（CPS）
服务
算法
文档
云
三维模型 工艺数据
…
物理 对象
CPS：系统中的物理对象和相应的虚拟对 象通过泛在信息网络进行通信
OPC UA-工业4.0技术路线图(培训)(课堂PPT)
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2020/5/10
工业物联网应用场景
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2020/5/10
工业物联网特性
集中监控：与生产中各环节（生产，库存，能耗等）底层 设备进行通讯，并将它们的数据进行集中管理、实时监控 和统一分析；
信息化及SOA：将晦涩的感知信号变为简单易懂的数据； 将具体的控制指令转化为直观的操作方法；将零散的过程 化数据汇总为有价值的业务信息；
Prosys OPC提供OPC UA Java SDK和OPC UA Web API OPC基金会是OPC UA规范的制定者及OPC UA协议栈的提供者
2020/5/10
谢谢
34
2
UA Server是由OPC UA框架(OPC UA SDK)二次开发生成的服务端程序，该 程序即可以是CPS体系中的CPS设备： PLC, RFID Reader或传感器，也可 以是物联网体系中的应用平台：MES，SCADA，EMS, WMS等。
UA Client负责与UA Server进行通讯，并访问UA Server中的数据与服务。 由UA Client开发的程序可以是界面应用（HMI、报表和报警中心），企 业管理与决策平台（ERP和大数据平台），物联网系统（与CPS设备进 行通讯的MES或SCADA）或是CPS设备（与RFID Reader进行协同的PLC）。
通用公司的工业互联网平台采用OPC UA框架，该产品已在能源管理系统，智能制造领 域得到应用。
SAP的智能制造管理系统能够无缝的与OPC UA对接
PLCopen与OPC UA的融合构成了新的行业标准-IEC 61131-3
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最新智能电网规约IEC 61970将OPC UA纳入其标准体系
Unified Automation是OPC UA Ansi C, C++和.NET SDK的供应商，同时也是UA客户端 UA Expert的提供者
工业4.0学习材料(PPT 40页)
应用场景
减少能耗
当前汽车车身激光焊接生产线运行具有间歇性。间歇期各种设备的能 耗占总能耗的12%。工业4.0之下，采用“网络唤醒模式”，可大幅 减少间歇期能耗
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。
目录
第一部分 工业发展历程 第二部分 工业4.0简介 第三部分 核心技术内涵 第四部分 应用场景 第五部分 机遇与挑战
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 。
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 提出以重振制造业为核心、以信息网络 技术、数字化制造技术应用为重点，旨 在依靠科技创新，抢占制造业新的制高 点的“再工业化”战略。
人口红 利消失
劳动力 供给减少
人口成 本上升
从事制造业 意愿降低
中国的“世界工厂”面临双重挑战
发达国家正在进行“再工业化”运动 东盟国家、印度和拉美国家则拥有更 低的劳动力和资源成本。
工业4.0学习材料
目录
第一部分 工业发展历程 第二部分 工业4.0简介 第三部分 核心技术内涵 第四部分 应用场景 第五部分 机遇与挑战
工业4.0与智能制造 PPT
个性化制造的三类基本任务： 三、小批量 不知道批量多少
有一些客户需求相同； 能够知道客户是谁；
小批量，形不成规模化生产，而且知道数量； 企业能够盈利
八 智能制造的四大要素
智慧的人
客户 智力资源 员工 评论员
智能产品
智能产品特性 集成了信息存储、传感、无线通信功能
工业4.0与智能制造
目录
工业4.0及其智能制造 工业互联网及智能制造2025 未来制造业
一 工业4.0
工业 4.0 的提出
工业4.0平台发布
白皮书（实施计划）
德国科学-产业经济研究联盟与德 国国家科学与工程院（Acatech） 共同制定工业4.0发展战略
2014年
2013年
4月
在德国科学-产业经济研究联 盟 （Forschungsunion Wirtschaft-Wissenschaft） 的倡导下，开始研究工业4.0
• 从中国沿海港口过南海 到南太平洋。
培养全球眼光 世界格局迫在眉睫！
对内：全国调动
两个核心区：新疆(陆)、福建(海)
四门户：西北、东北、广西、云南
八高地：西安；兰州、西宁；宁夏； 重庆；成都、郑州、武汉、长沙、南 昌、合肥；西安、宁夏、重庆、上海 自贸区；前海等开放合作区；
这里还一条到 南太平洋的。
CPS：系统中的物理对象和相应的虚拟对 象通过泛在信息网络进行通信
Cyber：算法和服务，服务的动态集成 和服务提供商，并跨越边界进行信息交流
Cyber：包括3D模型，仿真模型，文档， 关系，工作条件等数据能够通过可变信息 网络在任何地方和任何时间进行搜集
Physcial：在生产系统中的人和自动化模 块具有智能化、自我解释、自我意识、自 我诊断、交互评估能力
最新 工业4.0图解概述 工业4.0图解PPT
物理对 象
Physcial：在生产系统中的人和自动化模块具有智能化、 自我解释、自我意识、自我诊断、交互评估能力
CPS系统触发了工业自动化模式转变
21
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
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
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
面向智慧工厂的APP商店
下载量身定制的用户界面
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
面向智慧工厂的室内精确定位
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
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4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
第四次工业革命自动化-信息物理系统（CPS） 信息物理系统（Cyber Physical System，CPS）强调物理过程与信息间的反馈。 2008年美国加利福利亚大学的Lee.E在其技术报告《信息物理系统：设计挑战》中指出：信息物理 系统是计算和物理过程的整合集成。嵌入式计算机和网络对物理过程进行监测和控制。 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） 以信息物理生产系统CPPS为模型构建智慧工厂，或者数字化工厂
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4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
2016-2017年工业4.0实施方案ppt课件
1.2.4 大数据 1.2.5 云计算
2 组织形态进化
3 企业文化进化 实施维度：
1 3
13
个项目组合
个项目集
个子项目
4
工业 4.0 实施目标
第一个阶段实施目标
第一阶段实施目标
实现智能工厂
IT系统总体方案设计，实现SOA和BPM
组织形态进化到与智能工厂相匹配 文化进化与智能工厂相匹配
1 GW工业4.0智能生产
项目组合：（项目关联的项目） 1.1 智能生产 1.2 IT系统进化 1.3 智能工厂
项
目：
1.1.1端（客户端、云端）
第二阶段实施维度
1.1.2 人机交互（虚拟现实） 1.1.3 智能开发 1.1.4 智能物流 1.1.5 智能服务
1.1.6 大数据决策
1.2.1 CPS、移动互联（APP） 1.2.2 SOA面向服务的架构（数据集成） 1.2.3 BPM业务流程管理（价值集成）
3
工业 4.0 实施维度
维度模型
第一个阶段实施维度
第一阶段实施维度
项 目 集：(围绕公司战略）
1 GW工业4.0智能工厂
项目组合：（项目关联的项目） 1.1 智能工厂 1.2 IT系统进化 项 目：
1.1.1 网络化分布式生产设备
1.1.2 3D打印等生产设备
第一阶段实施维度
1.1.3 柔性制造流程 1.1.4 智能生产系统 1.1.5 全面质量管理（TQM） 1.2.1 CPS、移动互联（APP）
沸腾期
物——智能化 CPS
领域
100度
宇宙（人类2.0） 工业4
工业1-3 地球（人类1.0）
领域进化： 金融：虚拟货币
工业4.0和两化融和类素材PPT文档
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1.1、一次传感器与控制器之间的互联
工业4.0的核心是 单机智能设备的 互联，不同类型 和功能的智能单 机设备的互联组 成智能生产线， 不同的智能生产 线间的互联组成 智能车间，智能 车间的互联组成 智能工厂。
2017/9/16
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DCS控制系统
2017/9/16
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智能车间
2017/9/16
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2017/9/16 20
3、工业4.0是数据
从工业1.0、2.0、3.0演 进的角度来看，这一认 识不无道理，数据是区 别于传统工业生产体系 的本质特征。在“工业 4.0”时代，制造企业的 数据将会呈现爆炸式增 长态势。
2017/9/16
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3.1、产品数据
产品数据，包括设计、建模、工 艺、加工、测试、维护、产品结 构、零部件配置关系、变更记录 等数据。产品的各种数据被记录 、传输、处理和加工，使得产品 全生命周期管理成为可能，也为 满足个性化的产品需求提供了条 件。
2017/9/16
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2、工业4.0是集成
“工业4.0”将无处不在的传感 器、嵌入式终端系统、智能 控制系统、通信设施通过 CPS形成一个智能网络，使 人与人、人与机器、机器与 机器以及服务与服务之间能 够互联，从而实现横向、纵 向和端对端的高度集成。
2017/9/16
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2.1、纵向集成
纵向集成是一个公司拥有一个供 应链各个部分的方法。一个高度 纵向集成的企业，可以控制从原 料准备到产品零售的全部行动。 可以使公司在买卖交易市场中的 交易成本降到最低，它对于更好 地控制物流、交流信息和降低成 本有利。工业4.0所要追求的就是 在企业内部实现所有环节信息无 缝链接，这是所有智能化的基础 。
工业4.0与智能工厂规划ppt课件
智能工厂的四个特征
自动化 数字化 网络化 智能化
1 2 34
小组研讨：
为什么汽车行业自动化程度比较高？
汽车制造过程
冲压
白车身
喷漆
总装
28
自动化视频案例：特斯拉汽车工厂
自动化设备
冲压设备（模具、切割、压铸） 焊机设备（点焊、凸焊、缝焊、弧焊） 喷漆设备 装配设备 检测设备 清洗设备 运输设备（线体、吊装、AGV、搬运） 固定工装
可实现对设备的数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各 类信号报警等各项功能
47
SCADA系统
48
信息化总体规划及架构
基础信息平台
数字化制造信息平台
智能制造信息平台
研发软件 PDM
ERP
MES
WMS 仿真优化 APP
PLM
大数据 工业云 智能服务
数字化 产品研发 财务管理 可仿真 图文管理 计划库存 数据交互 项目管理 供需管理
实施数字化工厂带来的收益
典型案例：汽车行业 用于奇瑞、江淮、一汽海马等自主品牌汽车生产
企业
奇瑞汽车 江淮汽车 一汽海马汽车
指标
发动机装配出错率 整车交验合格率
总装线设备综合效率
实施前
0.5‰ 91.57%
77%
实施后
0.03‰ 93.73%
83%
小组研讨：
推行数字化需要哪些先决条件？
智能工厂的四个特征
生产管控 仓储管理 数据建模 远程管理 设计生产 可视过程 物流管理 过程仿真 远程监控 流程管理 质量追溯 生产物控 综合优化 市场互动 生命周期
数据采集 云计算 远程诊断 分析优化 云服务 服务支持 数据应用 云协同 智能运营
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OPC UA-工业4.0技术路线图
工业4.0
工业4.0简介
工业4.0已成为近两年科技领域及财经领域的热门词汇，它是德国人根 据自身的工业基础、生产经验以及已有的科技手段所总结出的一套最 佳实践(Best-Practice)理论体系。
工业4.0 概念源于德国联邦教育部与联邦经济技术部的一份报告，该 报告中提出了一种崭新的“智能制造”模式，从而更加有效的整合生 产过程中的资源，并更加快速的适应来自市场的生产需求。
RFID Reader+信息系统将增强生产各环 节的可追溯能力。
物联网平台
SCADA系统的功能将向上延伸（更 丰富的业务处理能力及数据管理 能力）；
MES,EMS,WMS系统将向下扩展 （具备更多与底层设备进行通讯 的能力）；
伴随着彼此之间的渗透与融合， 工业物联网平台将逐渐形成，并 凭借其标准而灵活的架构，方案 可定制化程度高等优势，将传统 系统取而代之。
工业物联网应用场景
工业物联网特性
集中监控：与生产中各环节（生产，库存，能耗等）底层 设备进行通讯，并将它们的数据进行集中管理、实时监控 和统一分析；
信息化及SOA：将晦涩的感知信号变为简单易懂的数据； 将具体的控制指令转化为直观的操作方法；将零散的过程 化数据汇总为有价值的业务信息；
大数据：作为工业大数据中的数据仓库层，负责将监控信 息，生产追溯信息与业务信息进行存档与汇总，并对外提 供历史查询服务及简单的数据分析服务。
OPC UA简介
OPC UA又称为OPC统一架构，它是一套集信息模型定义， 服务集与通讯标准为一体的标准化技术框架。OPC UA规范 由OPC基金会主导制定，并由多家厂商参与技术层面的设 计、开发与产品化。
OPC UA架构的目的在于为行业内的软、硬件厂商和解决方 案提供商提供一套指导性的技术路线图，从而帮助它们无 缝的融入到工业4.0中的各个体系当中。
不符合两项原则的设备
工业物联网系统（IIOT）
工业物联网概述
CPS系统主要负责工业现场层面的具体任务，因此它无 法满足企业管理层面的需求。在此背景下，工业4.0在 CPS体系之上引入了物联网平台系统作为CPS系统的有 效补充。
物联网平台系统在国内又称为两化融合系统，它是以 监控、管理及业务为导向的信息化系统。
标准而系统化的服务：实时数据服务，历史查询与分析服 务，事件与报警服务，事务与操作服务，会话与审计等；
高度定制：能够根据应用场景的不同，灵活的定制信息模 型与业务模型。
未来的智能工厂
CPS系统
RFID+PLC，条码+PLC组合将使工厂的 定制化生产成为可能；
条码+智能搬运车，智能货架+智能传 送的组合将明显提高工厂物流的效率；
物理信息系统（Cyber-Physic System） 工业物联网（Industry Internet Of Things） 互联网服务（Internet Of Service）
物理信息系统（CPS）
CPS概述
物理信息系统Cyber-Physical System(CPS)由一系列具 备CPS特性的智能设备组成，它们通过工业以太网实 现互联互通，相互协同，构成智能化的生产模式；
工业4.0技术路线图PPT(34张)培训课 件培训 讲义培 训教材 工作汇 报课件P PT
协同与合作
智能制造解决方案 RFI PLC
工业互联网平台
打造智慧工厂需要各类产品相互协作，才能形成一个整体的解决方案。 因此设备与设备、系统与设备、系统与系统间的协同与交互变得至关 重要，这也使OPC UA这一标准诞生最主要原因
软件: 软件工程的体系化，软件人才的充裕，以及底 层开发模块的开源与共享大大降低了工业软件的开 发周期与成本，同时丰富了工业软件的功能。
工业4.0体系的复杂性
众多专业领域：机械，电子，自动化，IT，工程管 理；
多样性应用技术：信息技术，感知技术，控制器， 人工智能，仓储物流。
工业4.0概念体系
控制等； 信息属性：涵盖一系列信息化手段，如数据管理，逻辑处
理及网络通讯等；
两项原则： 去中心化原则：原则要求CPS中的每个节点作为独立的运
行个体，独立的管理自身的数据、计算逻辑与网络通讯， 而无需依赖于第三方系统； 可交互性原则：原则要求CPS节点必须以标准化及网络化 的方式，实时、可靠、安全的与其他设备或系统进行通讯。
工业4.0技术路线图PPT(34张)培训课 件培训 讲义培 训教材 工作汇 报课件P PT
工业4.0技术路线图PPT(34张)培训课 件培训 讲义培 训教材 工作汇 报课件P PT 工业4.0技术路线图PPT(34张)培训课 件培训 讲义培 训教材 工作汇 报课件P PT
OPC UA
工业4.0技术路线图PPT(34张)培训课 件培训 讲义培 训教材 工作汇 报课件P PT
如何打造智能工厂
通过信息化技术与自动化技术的结合，构建深度整 合的数字化工厂；
将条码、射频、二维码等标示技术应用于仓储管理、 智能配料，生产追溯等环节，形成智能化的物流与 生产周期管理体系；
通过设备间的互联，提高设备间的相互协作能力， 从而使生产流程更加灵活；
利用机器视觉，人工智能等技术，使机器人与设备 具备更加智能化的功能；
在具体的应用中，CPS节点对应的是生产体系中的各 类设备，如PLC、机械手、RFID 读写器、传感器与摄 像头等；
CPS系统设备通常具备与其他设备进行横向协同的能 力，同时能够与工厂信息系统进行无缝整合。
CPS应用场景
CPS二元属性与两项原则
二元属性： 物理属性：具备与物理世界对接的能力，如传感，感知与
通过对能源与物料消耗情况的监测与分析，得出节 能降耗方案，打造绿色工厂。
新一代信息技术是工业4.0的契机
网络：工业以太网确保了设备与设备，设备与系统， 系统与系统之间的互联互通；
硬件：硬件架构的体系化与标准化对类Linux的操作 系统形成有力的支撑，使智能硬件的开发环境与运 行环境更接近于PC，从而方便实现复杂的数据处理 与网络通讯功能；同时硬件性能的提升也使图像识 别这种复杂算法变为可能；
工业4.0
工业4.0简介
工业4.0已成为近两年科技领域及财经领域的热门词汇，它是德国人根 据自身的工业基础、生产经验以及已有的科技手段所总结出的一套最 佳实践(Best-Practice)理论体系。
工业4.0 概念源于德国联邦教育部与联邦经济技术部的一份报告，该 报告中提出了一种崭新的“智能制造”模式，从而更加有效的整合生 产过程中的资源，并更加快速的适应来自市场的生产需求。
RFID Reader+信息系统将增强生产各环 节的可追溯能力。
物联网平台
SCADA系统的功能将向上延伸（更 丰富的业务处理能力及数据管理 能力）；
MES,EMS,WMS系统将向下扩展 （具备更多与底层设备进行通讯 的能力）；
伴随着彼此之间的渗透与融合， 工业物联网平台将逐渐形成，并 凭借其标准而灵活的架构，方案 可定制化程度高等优势，将传统 系统取而代之。
工业物联网应用场景
工业物联网特性
集中监控：与生产中各环节（生产，库存，能耗等）底层 设备进行通讯，并将它们的数据进行集中管理、实时监控 和统一分析；
信息化及SOA：将晦涩的感知信号变为简单易懂的数据； 将具体的控制指令转化为直观的操作方法；将零散的过程 化数据汇总为有价值的业务信息；
大数据：作为工业大数据中的数据仓库层，负责将监控信 息，生产追溯信息与业务信息进行存档与汇总，并对外提 供历史查询服务及简单的数据分析服务。
OPC UA简介
OPC UA又称为OPC统一架构，它是一套集信息模型定义， 服务集与通讯标准为一体的标准化技术框架。OPC UA规范 由OPC基金会主导制定，并由多家厂商参与技术层面的设 计、开发与产品化。
OPC UA架构的目的在于为行业内的软、硬件厂商和解决方 案提供商提供一套指导性的技术路线图，从而帮助它们无 缝的融入到工业4.0中的各个体系当中。
不符合两项原则的设备
工业物联网系统（IIOT）
工业物联网概述
CPS系统主要负责工业现场层面的具体任务，因此它无 法满足企业管理层面的需求。在此背景下，工业4.0在 CPS体系之上引入了物联网平台系统作为CPS系统的有 效补充。
物联网平台系统在国内又称为两化融合系统，它是以 监控、管理及业务为导向的信息化系统。
标准而系统化的服务：实时数据服务，历史查询与分析服 务，事件与报警服务，事务与操作服务，会话与审计等；
高度定制：能够根据应用场景的不同，灵活的定制信息模 型与业务模型。
未来的智能工厂
CPS系统
RFID+PLC，条码+PLC组合将使工厂的 定制化生产成为可能；
条码+智能搬运车，智能货架+智能传 送的组合将明显提高工厂物流的效率；
物理信息系统（Cyber-Physic System） 工业物联网（Industry Internet Of Things） 互联网服务（Internet Of Service）
物理信息系统（CPS）
CPS概述
物理信息系统Cyber-Physical System(CPS)由一系列具 备CPS特性的智能设备组成，它们通过工业以太网实 现互联互通，相互协同，构成智能化的生产模式；
工业4.0技术路线图PPT(34张)培训课 件培训 讲义培 训教材 工作汇 报课件P PT
协同与合作
智能制造解决方案 RFI PLC
工业互联网平台
打造智慧工厂需要各类产品相互协作，才能形成一个整体的解决方案。 因此设备与设备、系统与设备、系统与系统间的协同与交互变得至关 重要，这也使OPC UA这一标准诞生最主要原因
软件: 软件工程的体系化，软件人才的充裕，以及底 层开发模块的开源与共享大大降低了工业软件的开 发周期与成本，同时丰富了工业软件的功能。
工业4.0体系的复杂性
众多专业领域：机械，电子，自动化，IT，工程管 理；
多样性应用技术：信息技术，感知技术，控制器， 人工智能，仓储物流。
工业4.0概念体系
控制等； 信息属性：涵盖一系列信息化手段，如数据管理，逻辑处
理及网络通讯等；
两项原则： 去中心化原则：原则要求CPS中的每个节点作为独立的运
行个体，独立的管理自身的数据、计算逻辑与网络通讯， 而无需依赖于第三方系统； 可交互性原则：原则要求CPS节点必须以标准化及网络化 的方式，实时、可靠、安全的与其他设备或系统进行通讯。
工业4.0技术路线图PPT(34张)培训课 件培训 讲义培 训教材 工作汇 报课件P PT
工业4.0技术路线图PPT(34张)培训课 件培训 讲义培 训教材 工作汇 报课件P PT 工业4.0技术路线图PPT(34张)培训课 件培训 讲义培 训教材 工作汇 报课件P PT
OPC UA
工业4.0技术路线图PPT(34张)培训课 件培训 讲义培 训教材 工作汇 报课件P PT
如何打造智能工厂
通过信息化技术与自动化技术的结合，构建深度整 合的数字化工厂；
将条码、射频、二维码等标示技术应用于仓储管理、 智能配料，生产追溯等环节，形成智能化的物流与 生产周期管理体系；
通过设备间的互联，提高设备间的相互协作能力， 从而使生产流程更加灵活；
利用机器视觉，人工智能等技术，使机器人与设备 具备更加智能化的功能；
在具体的应用中，CPS节点对应的是生产体系中的各 类设备，如PLC、机械手、RFID 读写器、传感器与摄 像头等；
CPS系统设备通常具备与其他设备进行横向协同的能 力，同时能够与工厂信息系统进行无缝整合。
CPS应用场景
CPS二元属性与两项原则
二元属性： 物理属性：具备与物理世界对接的能力，如传感，感知与
通过对能源与物料消耗情况的监测与分析，得出节 能降耗方案，打造绿色工厂。
新一代信息技术是工业4.0的契机
网络：工业以太网确保了设备与设备，设备与系统， 系统与系统之间的互联互通；
硬件：硬件架构的体系化与标准化对类Linux的操作 系统形成有力的支撑，使智能硬件的开发环境与运 行环境更接近于PC，从而方便实现复杂的数据处理 与网络通讯功能；同时硬件性能的提升也使图像识 别这种复杂算法变为可能；