全面解读德国工业4.0与中国制造2025
最全解析工业4.0_中国制造2025(演讲稿)
第三次工业革命
高自动化柔性生产 计算机信息技术驱动
第二次工业革命
批量流水线生产
电力驱动
第一次工业革命
机械化生产
蒸汽驱动
18世纪末
20世纪初
70年代初 第十一页，共71页。
至今
11
1.工业革命发展历程 - 12- 12 -
蒸汽机
工业1.0：机械化
普通机床
加工装备
+
电动机
=
电气化
数控机床
机床
+
电脑
=
按编程操作 适应能力低
第十五页，共71页。
2.数字化制造的特征
采用数学化仿真手段，对制造过程中制造装备、制造系
统以及产品性能进行定量描述，使工艺设计从基于经验的试
凑向基于科学推理转变。
铣削机床
镗拉机床
生产 线系
统
材料毛坯
冲压机床
第十六页，共71页。
焊接装备
实物产品
2.数字化制造的特征
数字化技术体系：产品表达数字化、制造装备数字化、制 造工艺数字化、制造系统数字化。
3.德国制造业面临的压力
-7-
1
2
3 4
老龄化社会带来劳动力减少 资源匮乏，能效仍需提升 产业转移带来国内制造业空心化
5 6
7
发展中国家技术实力不断增强 经济全球化中，需要对市场做出快速响应
需要根据消费者需求，实现差异化、个性化的生产
保持制造业国际领先地位所需的标准化
制造业占据全国GDP的25%、出口总额的60%，影响极大
第七页，共71页。
8
7
4.“中国制造”亟待技术跨越
-8-
产品质量有待提高 ✓ 在产业链的下游：核心技术亟待加强
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
中国制造2025与工业4.0介绍(最新版)
正文 . 第三章
第* 页
03
中 国 制 造 2 0 2 5
战 略 规 划： 远 超 制 造 本 身
总体规划：三十年，三步走。
3月6日，苗圩：中国从制造业大国向制造业强国的转变，大 概需要三个十年左右时间。其中，《中国制造2025》是三步 走的第一个十年行动纲领，也是一个路线图和时间表。
正文 . 第三章
第* 页
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。
正文 . 第一章
第* 页
01
工 业 4. 0
学
上世纪90年代，我国还处在世界第 8位。现在已经到了第4位，和德国 、日本还有一定的差距。
第三，是中国日益成为需求的关键。
习
我们制造业大而不强主要有四个 问题： •一是自主创新能力不强； •二是产品质量问题还比较突出； •三是资源效率利用比较低，能耗 比较高，污染比较严重； •四是产业结构不是很合理，低端 产品产能严重过剩，高端产品能 力比较差。
第* 页
03
中 国 制 造 2 0 2 5
规 划 纲 要 概 述
《中国制造2025》 由工信部牵头研究编制：20多个部委参与，50多名院士、100多位专家论证。 是整个工业、制造业领域的顶层设计，包括一个纲要和一个专项的行动规划。未来还将： 成立国家制造强国建设领导小组。 制定“1+X”的实施方案和规划体系。 发布高端领域技术路线图的绿皮书。 涉及整个制造业，分为两类： 第一类是跟国际先进水平不相上下，或者差距很小的。比如高铁、能源装备。 第二类涉及国家经济安全和产业安全的，比如航空、航天、海洋工程这样的装备。 不包括市场化行业：像纺织、食品，这些主要靠市场去优化、配置资源。
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。
工业讲解4.0图解
中国制造2025 李克强的王牌计划 制造业赶超 德日？ 李克强在政府工作报告中指出要实施“中国制 造2025”。 实施“中国制造2025”是推动中国制造业从 大国向强国转变的第一步。国务院总理李克强 在政府工作报告中指出，制造业是我们的优势 产业，要实施“中国制造2025”。
第四次工业革命自动化-信息物理系统（CPS）
通过价值链实现横向集成
跨整 个价 值链 的工 程
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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）
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配置的 规则将被定义，可以根据具体情况 进行工 厂结构的拓扑结构配置组合，其中包括针对模型，数据，通信 和计算 算法的所有相关要求。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
德国一些企业已经开始实施industry 4.0
TRUMPF公司
SAP公司
BOSCH公司
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
WITTENSTEIN公司
FESTO公司
4.1 第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
服务
云
文档 三维模型 工艺数据 …
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
CPS系统触发了工业自动化模式转变
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）
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。
德国工业4.0详细内容介绍
02 中
工 业 4. 0 各 国 战 略 国 距 离 工 业 4. 0 还 有 多
中德签署《中德合作行动纲领》 2014年10月10日，中华人民 共和国国务院总理李克强在访问 德国期间和德国总理默克尔，联 合发表了《中德合作行动纲领》， 重点突出了双方在制造业就“工 业4.0”计划的携手合作。双方将 以中国担任2015年德国汉诺威消 费电子、信息及通信博览会 (CeBIT)合作伙伴国为契机，推进 两国在移动互联网、物联网、云 计算、大数据等领域的合作。
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。
03
中 国 制 造 20 25
对外： 丝绸之路经济带：
用一 路一 带眼 光看 《中 国制 造 2025 》
• • • 中国至东南亚、南亚、印度洋。
培养全球眼光、 世界格局迫在 中国经中亚、俄罗斯至欧洲（波罗的海）； 中国经中亚、西亚至波斯湾、地中海； 眉睫！
21世纪海上丝绸之路：
• 从中国沿海港口过南海到印度洋，延伸至 欧洲； • 从中国沿海港口过南海到南太平洋。
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
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
深刻剖析德国工业4.0战略
深刻剖析德国工业4.0战略对中国电商和劳动密集制造业的双重瓦解过去三十年，中国经济得益于劳动力红利，在制造业发展上畅通无阻。
在过去十年，中国互联网经济的一个特殊现象是电商的异军突起。
而德国提出工业4.0的原本战略意图正是对抗以美国为首的互联网经济，防守中国劳动密集制造业。
当中国人疯狂迷恋于金融、电商，天天喊着要颠覆这个颠覆那个的时候，德国已经进入了制造4.0时代，并作为它的国家战略被鲜明的提出，在整个德国企业界得到广泛应用。
所谓制造工业4.0的概念，是以智能制造为主的第四次工业革命，它把德国的传统制造技术与现代无处不在的互联网技术相融合，产生智能化的机械设备制造，将再次在全球范围内提升德国的全球竞争力。
一、德国工业4.0的本质与目标是什么？工业4.0在德国被认为是第四次工业革命，是德国政府2011年11月公布的《高技术战略2020》中的一项战略，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，保持德国的国际竞争力。
2013年4月，德国机械及制造商协会、德国信息技术、通讯与新媒体协会、德国电子电气制造商协会合作设立了“工业4.0平台”，并向德国政府提交了平台工作组的最终报告——《保障德国制造业的未来——关于实施工业4.0战略的建议》。
报告提出，德国向工业4.0转变需要采取双重策略，即德国要成为智能制造技术的主要供应商和CPS（信息物理系统）技术及产品的领先市场。
报告还展望了德国工业4.0战略的发展前景。
1、本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”工业4.0，其实就是实现“智能工厂”。
第一次工业革命始于18世纪后半期由蒸汽机实现工厂的机械化；第二次工业革命始于19世纪后半期用电力来实现大规模化批量生产；第三次工业革命始于20世纪后半期通过电气和信息技术实现制造业的自动化。
工业 4.0将在前三次工业革命的基础上进一步进化，基于信息物理系统（CyberPhysical System）实现新的制造方式。
信息物理系统是指通过传感网紧密连接现实世界，将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中，从而在生产制造过程中，与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析，形成可自律操作的智能生产系统。
制造2025规划全文内容及解读、工业4.0
制造2025规划全文内容及解读、工业4.0 从德国工业4.0提出到中国制造2025出台，有报道称中国制造2025是工业4.0的中国版，本文将介绍中国制造2025全文及解读，工业4.0解读1、《中国制造规划纲要2025》内容制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。
十八世纪中叶开启工业文明以来，世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明，没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛。
打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。
新中国成立尤其是改革开放以来，我国制造业持续快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，有力推动工业化和现代化进程，显著增强综合国力，支撑我世界大国地位。
然而，与世界先进水平相比，我国制造业仍然大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。
当前，新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇，国际产业分工格局正在重塑。
必须紧紧抓住这一重大历史机遇，按照“四个全面”战略布局要求，实施制造强国战略，加强统筹规划和前瞻部署，力争通过三个十年的努力，到新中国成立一百年时，把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国，为实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实基础。
《中国制造2025》，是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。
一、发展形势和环境（一）全球制造业格局面临重大调整。
新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。
各国都在加大科技创新力度，推动三维（3D）打印、移动互联网、云计算、大数据、生物工程、新能源、新材料等领域取得新突破。
基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革；网络众包、协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理、全生命周期管理、电子商务等正在重塑产业价值链体系；可穿戴智能产品、智能家电、智能汽车等智能终端产品不断拓展制造业新领域。
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
工业4.0背景下我国机械制造业面临的新的机遇
工业4.0背景下我国机械制造业面临的新的机遇摘要：在2008年世界经济危机以后，全球经济进入低迷的发展状态。
尤其是以传统工业和机械制造业为主的发达国家相继提出了经济复苏计划和经济发展计划，在这种历史条件下和背景下，中国提出了“中国制造2025”和德国工业4.0的战略计划。
我们应该在如何利用好这次战略机遇期，发展我国的机械制造业，扩大我国机械制造业的优势，实现弯道超车。
本文从德国工业4.0的历史背景、我国机械制造业的发展现状和如何抓住机遇促进我国机械制造业的快速腾飞三个方面进行论述，以期能为我国的机械制造业发展提供智力支持。
一、德国工业4.0的理论内涵工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。
该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。
旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。
其技术基础是网络实体系统及物联网。
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德国企业。
德国政府和企业凭借其在工业方面的传统优势提出工业4.0的概念不仅是为了保持他们在先进制造业领域方面的优势，同时也是为了适应新的未来机械制造行业的发展趋势，保持德国在机械制造业的优势地位不动摇。
德国工业4.0的概念的提出不仅仅是机械制造业方面的概念，同时也是国家战略层面的重要理念，从一定程度上确立了德国工业未来的发展方向和动力。
我们要清楚的认识到德国工业4.0概念的提出，对于我国的机械制造行业的挑战和积极作用，以更好的态度去迎接德国工业4.0带给我国机械制造业的挑战。
二、我国机械制造业的发展现状我们国家的传统机械制造业起步的时间比较晚，同比德国的历史发展条件和优势来讲具有很大的差距，我们国家机械制造业长期以资源生产为主，我们生产的产品大部分都具有高能耗、污染高、产品附加值低的产品，在世界的产品竞争当中，不具有特殊的竞争优势，但是随着科学技术的发展和我国经济水平的快速提高，我国的产品越来越多在市场竞争中占有一席之地，我们不仅注重在机械制造领域方面突出我国的传统优势，同时积极吸纳外国的优势产品。
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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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
Industry 4.0——德国高科技战略计划 两大主题：智慧工厂、智能生产 智慧工厂
解读德国 工业4.0
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
电力广泛应用 蒸汽机 工业革命2.0
1784 18世纪末 20世纪初
工业革命1.0
时间
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环境 发展过程
中国制造的问题
产品中低端、低价位竞争。
中国制造2025
向高端的努力——中国工业3.0
CIMS开启自动化研究：
信息化有成效，如甩图板工程、试点企业；
信息化救活了Oracle，数控帮助了Fanuc的成长；
未重视装备基础：数控机床、机器人成短板。
数控专项：
高档数控系统及机床有重要突破； 产业化尚需政策与市场倡导，04专项在调整。
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 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
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
பைடு நூலகம்
工具
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂中的机器人技术
机器人不再被固定在 安全工作地点而是与人一起协同工作
今天
明天
新一代轻量化，灵活的机器人与人类在智能工厂一起协同工作
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
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
多模式的人机交互
基于虚拟现实/增强 现实的复杂工作流程 辅助管理工具
工业4.0——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
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
面向智慧工厂的室内精确定位
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
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）
服务
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
算法
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
智能物料 APP平台
智慧工厂 APP平台
智能产品 APP平台
信息物理生产系统
物联网
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
智慧工厂2…N 智慧工厂1
机床间通信
智能物料
智能 机床1
…
智能 机床2
智能产品
面向机床的APP平台 信息物理生产系统
云安全网络
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
绿色驾驶 APP
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智能产品案例-波音
波音公司已经在一些领域（军用民用）应用信息物理系 统，从中获益匪浅。 CPS 对于波音公司航空航天领域至关重要
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
德国一些企业已经开始实施industry 4.0
TRUMPF公司
SAP公司
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。
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——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
基于语义的PLM、ERP 、QMS、ERP
云
文档 三维模型 工艺数据 …
物理 对象
CPS系统触发了工业自动化模式转变
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）
物联网
经济 文化 …
与所有领域相关的通用技术 （语义技术、云计算服务平台）
工业 CPS应用 智慧工厂 CPPS 能源 CPS应用 智能电网 移动通信 CPS应用 智能手机
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
工业4.0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
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
现场层 服务库
硬件相关 设备控制
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的车间
——基于无线、RFID、传感器和服务的架构
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
我生产于2010 年4月30日，5 月3日出厂
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。
多通道增强现实系统能够允许个性化的工作流程和快速学习 新产品工艺。
2. 中国制造2025
中国制造2025
中国制造2025
中国制造业——发展现状
中国制造走向高端
家电、汽车、飞机等装备制造一步步走向高端。
已成为制造业大国
增加值占全国工业收入的86.7%，占出口总量的95.09%； 制造业世界第一，占20%。
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下的多模式交互
语音
图形/视觉 手势
多模式交互
面部表情 身体语言 眼球跟踪 肢体动作
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
基于肢体动作的物理 辅助
基于上下文的自适应 故障诊断辅助工具
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
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
智能化环境 智能工厂
嵌入式计算机
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
工业4.0——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
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
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。
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。