工业4.0——理念_创新_发展.pdf
最新工业4.0背景.教学讲义ppt课件
工业4.0产生的社会需求
产品个性化需求 随着社会的不断进步，人对产品个性化的需求越来越强 烈。生产高度灵活的工厂可以迎合顾客对产品个性化、多 样化、不断改变的要求，顾客甚至可以参与到在产品生产 过程中去——向工厂输入对产品的要求，以及创造力。 私人定制将成为一种趋势。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0产生的技术背景
云计算
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0产生的技术背景
大数据
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0产生的技术背景
人工智能
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0在德国产生的背景
德国人的危机意识 在全球产业创新最活跃的互联网领域，全球市值最大 的20个互联网企业中没有德国企业，甚至没有欧洲企业。
第十一章 车间作业计划（PAC）的编制
11.1 PAC的概念 11.2 PAC的编制步骤 11.3 PAC的监督与控制 11.4 JIT模式
11.1 PAC的概念
11.1.1 什么是车间作业计划 （PAC） 11.1.2 车间作业计划（PAC） 在ERP中的层次关系
11.1.1 什么是车间作业计划（PAC）
德国人的机遇意识 智能制造不仅需要单项技术突破，也需要各种技术的 集成，而这正是德国的优势所在。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
德国核心的工业软件
工业4.0在德国产生的背景
德国人的机遇意识 德国的工业电子、基础材料、基础工艺、基础装备、基础元器 件一直在全球处于领先地位，机械出口占全球16%，居全球首位。
工业4.0产生的社会需求背景
生产人性化需求
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0：制造业智能化升级的新路径
工业4.0：制造业智能化升级的新路径导言工业革命以来，制造业一直是推动经济发展的重要产业之一。
然而，随着科技的进步和信息化的日益普及，传统的制造业面临着巨大的变革和挑战。
为了适应新时代的需求，工业4.0应运而生。
工业4.0倡导制造业的智能化升级，以提高生产效率、降低成本和改善产品质量。
本文将探讨工业4.0的概念、原则、应用以及对制造业发展的影响。
工业4.0的概念和原则什么是工业4.0？工业4.0是指通过信息技术、物联网、云计算等新兴技术手段来推动制造业的智能化升级。
它集成了各种先进技术，包括大数据分析、人工智能、机器人和自动化系统等，以实现工厂的数字化、网络化和自动化。
工业4.0的原则工业4.0有四个核心原则：1.真实世界和虚拟世界的融合：工业4.0通过将物理系统与虚拟系统相结合，实现了实时监控和数据分析，为制造过程提供了更高的可视化和可控性。
2.水平和垂直集成：工业4.0打破了传统制造过程中各个环节之间的壁垒，实现了内部各个环节的无缝连接，从而加快了信息流和物质流的传递速度。
3.自主决策和自我优化：工业4.0强调设备和系统的自主决策和自我优化能力，通过智能化系统的应用，实现了生产过程的自动化和优化。
4.实时和可靠性：工业4.0通过实时传感器和数据分析，实现了对整个生产过程的实时监控和反馈，提高了生产过程的可靠性和稳定性。
工业4.0的应用工业4.0的应用可以涵盖各个制造领域，包括汽车制造、电子制造、航空航天等。
以下是一些典型的应用案例：1. 智能供应链管理工业4.0使供应链管理变得更加智能化和高效。
通过物联网技术，可以实时监控物料的流动和库存情况，从而提前预警和调整供应链的瓶颈和风险。
同时，利用大数据分析和人工智能算法，可以优化运输路线和物料组织，提高供应链的效率和灵活性。
2. 智能制造工业4.0的核心目标之一是实现智能制造。
通过将传感器和互联网技术应用于设备和机器人，可以实现设备的自动化控制和智能维护。
工业4.0概述
一个网络
信息物理融合系统（CPS）
三个集成 纵向集成
纵向 集成
智能 工厂
横向集成
端到端的集成
CPS
两个主题 智能工厂 智能生产
端到 端集 成
横向 集成
智能 生产
工业 4.0
关联
工业4.0战略目标是实现两个主题 CPS、三个集成是实现智能工厂的前提条件 人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间通过CPS实现横向、纵向和端对端的高度集成
工业4.0概述
2016-09-05
目录
1. 发展背景 2. 解读工业4.0 3. 工业4.0技术基础 4. 中国工业2025 5. 汽车工业4.0 6. 启示与总结
工业发展历程
三次工业革命使得人类发展进入了空前繁荣的时代，但也带来巨大的能源以与资源消耗、巨大的环境代价以及生态成本 随着信息技术与工业技术的高度融合，资源、信息、物品和人力相互关联，网络、计算机技术、信息技术、软获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数 据集合，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。
人工智能
人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的 方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系 统等。 人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可 能超过人的智能。
国家战略 发展制造业是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一，“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，已上升为国家战略
正式提出 2013年4月，德国政府于2013汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”
工业4.0PPT资料
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。
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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。
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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
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第四次工业革命“工业4.0”
第四次工业革命——“工业4.0”随着制造业再次成为全球经济稳定发展的驱动力，世界各主要工业国家都加快了工业发展的步伐：从美国的“制造业复兴”计划到德国的“工业4.0”战略，再到中国的“十二五”发展规划，制造业正逐步成为各国经济发展的重中之重，引领未来制造业的方向也成为制造业强国竞争的一个战略制高点。
两个多世纪以前，蒸汽机的发明带来的第一次工业革命开启了农业社会向工业社会的转变。
20世纪初期，随着电力的应用、劳动分工和大规模生产的出现，拉开了第二次工业革命的大幕。
20世纪70年代后，随着自动化技术的出现，开创了第三次工业革命。
前三次工业革命源于生产的机械化、电气化和信息化改造。
当前，随着信息物理系统（Cyber-physical System，简称CPS）在制造业中的推广应用，正在引发第四次工业革命。
“工业4.0”概念就是以数字制造为核心的第四次工业革命，工业革命的历史如图1所示。
“工业4.0”首先是由德国工程院、西门子公司等产学界领袖联合提出的，被德国政府确定为《高技术战略2020》十大未来项目之一，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，并于2013年9月在上海工博会上推介给中国市场。
该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，西门子公司也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中。
提高生产力、缩短产品上市时间、采取更灵活的生产模式以及提高资源和能源利用效率，是全球工业面临的挑战，也是“工业4.0”提出的未来制造业的目标。
为了实现这种先进的生产模式，需要融合现实生产和虚拟生产的技术，基于大数据、互联网、人，通过数字化工程、数字化制造等各种信息技术实现柔性制造，经济高效地满足客户个性化的定制需求。
未来工厂的智能化程度将很高，这种智能将通过使用微型化处理器、存储装置、传感器和发送器来实现，这些装置将被嵌入几乎所有的设备、半成品和材料以及用于组织数据流的智能工具和新型软件中。
工业4.0
工业4.0李鹏1应用拉动和技术推动作为第四次工业革命的驱动力工业作为经济的一部分，在生产产品方面拥有着高度机械化和自动化。
自从工业化初期，技术飞跃导致了事后被命名为“工业革命”的范式转换：机械化领域（所谓的第一次工业革命），电能的集约使用领域（即所谓的第2次的工业革命），数字信息化领域（即所谓的第3次工业革命）。
基于工厂内的先进数字化技术，互联网技术和面向未来技术在“智能化”对象（设备及产品）领域的结合似乎酝酿着工业生产中的一个新的根本性范式转换。
未来产品生产的愿景中包含模块化和高效的制造系统，产品控制着自身的制造过程的情景。
这应该实现个别产品批量生产制造的同时保持具有大量生产的经济条件。
在这个未来愿景的吸引下，“工业4.0”的概念被提出为了酝酿中的“第四次工业革命”，这个术语就像一个软件版本的升级版。
“工业4.0”的迅速扩散，是德国政府的建议实施，并将该术语运用于标题中，联邦教育研究机构也乐意使用该术语，并且在2020高科技战略背景下已被命名为一个未来的项目。
目前由名为“工业4.0”的三个知名行业协会组成的工业平台致力于该术语的传播分散。
而在德国以外的地方，该术语还不常见。
本文中的“工业4.0”描述了一个由两个发展方向定义的未来项目。
一方面为巨大的应用拉动，引起了显著的变革需要由于操作框架条件的改变。
触发此变革的是由于社会，经济和政治变化。
特别是：⏹短期的开发：开发周期和创新周期需要缩短。
高创新能力正在成为许多企业一个重要的成功因素（“快速市场”）。
⏹个性化需求：如今几十年来市场从卖方变成了买方已经显得越来越明显，这意味着买家可以规定贸易条件。
这种趋势导致了个性化产品需求的上涨以及某些特殊情况下的个别产品，这也被称为“单一批量生产”。
⏹灵活性：由于新框架的要求，产品开发，尤其是产品生产过程中，具有更高的柔性是必要的。
⏹权力下放：为了处理规定的情形，更快的决策响应程序是必要的。
对于这一点，需要减少组织机构的层次。
工厂走向工业4.0发展故事分享
工厂走向工业4.0发展故事共享1.引言工业4.0已经成为如今工业界最热门的话题之一。
随着科技的不断进步和智能制造技术的广泛应用，传统工厂正在向数字化、智能化和自动化方向转变。
这种转变不仅仅意味着生产方式的改变，更是企业整体发展战略的重构。
今天，我们将结合一些真实的实践案例，共享一些工厂走向工业4.0发展的故事。
2.工业4.0的定义和内涵工业4.0是指基于物联网、大数据、人工智能等先进技术的工业制造模式和管理理念。
它旨在实现生产过程的数字化、网络化和智能化，对于提高生产效率、降低成本、灵活应对市场需求具有重要意义。
工业4.0的核心技术包括云计算、大数据分析、智能传感器、机器人技术等。
3.传统工厂实践案例共享以某某工厂为例，该传统工厂在应对市场变化和提高效率的需求下，积极转型升级，成功实现工业4.0的转变。
工厂引进了先进的物联网技术，通过智能传感器实现设备的远程监控和管理，极大地提高了设备利用率和生产效率。
工厂利用大数据分析技术对生产过程和设备运行状态进行实时监测和分析，以预测设备的故障，进而实现设备的智能维护和管理。
工厂还引进了自动化生产线和机器人技术，实现了生产过程的智能化和自动化，大大降低了人工成本，并提高了产品质量和生产效率。
4.工业4.0的优势和挑战工业4.0的发展为传统工厂带来了巨大的机遇和挑战。
工业4.0可以极大地提高生产效率，降低成本，提高产品质量，提升企业竞争力；另工业4.0的转型升级需要企业投入大量的资金和人力，推行过程中可能会遇到技术难题、员工培训等问题。
5.个人观点和总结工业4.0是未来工业发展的趋势，对于传统工厂来说，积极转型升级是必然选择。
然而，转型升级并非一蹴而就，需要企业在技术、人才、管理等方面全面提升，方能真正实现工业4.0的转变。
在未来，我相信工业4.0将成为我国制造业的核心竞争力，也希望更多的企业能够加入到工业4.0的行列，共同推动我国制造业向前发展。
工厂走向工业4.0发展，不仅仅意味着技术设备的更新和生产方式的改变，更是企业整体管理理念和发展战略的重构。
工业4.0标准
工业4.0标准工业4.0标准：工业4.0（Industry 4.0）是基于工业发展的不同阶段作出的划分。
按照共识，工业1.0是蒸汽机时代，工业2.0是电气化时代，工业3.0是信息化时代，工业4.0则是利用信息化技术促进产业变革的时代，也就是智能化时代。
工业4.0的概念最早出现在德国，2013年的汉诺威工业博览会上正式推出，其核心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。
随后由德国政府列入《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。
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、资源效率及基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。
[1] 德国所谓的工业4.0是指利用物联信息系统（Cyber—Physical System简称CPS）将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，最后达到快速，有效，个人化的产品供应。
“中国制造2025”与德国“工业4.0”的合作对接渊源已久。
2015年5月，国务院正式印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。
工业4.0已经进入中德合作新时代，中德双方签署的《中德合作行动纲要》中，有关工业4.0合作的内容共有4条，第一条就明确提出工业生产的数字化就是“工业4.0”对于未来中德经济发展具有重大意义。
双方认为，两国政府应为企业参与该进程提供政策支持。
成立背景编辑播报“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2013年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。
工业4.0
面向机床的APP 信息物理生产系统
工业4.0的核心
信息物理系统就是把物理设备连接到互联网上，让物理设 备具有计算、通信、精确控制（3C）、远程协调和自我管 理的功能，实现虚拟网络世界和现实物理世界的融合。
信息物理系统（Cyber-Physical Systems，简称C P S ）
作为计算进程和物理进程的统一体， 是集计算、通信与控 制于一体的下一代智能系统。CPS是在环境感知的基础上， 深度融合了计算通信和控制能力的可控、可信、可扩展的 网络化信息物理系统，通过计算进程和物理进程相互影响 的反馈循环机制实现深度融合和实时交互来增加或扩展新 的功能，以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制 物理实体，并最终从根本上改变人类构建工程物理系统的 方式。CPS也是一个分布式的异构系统，不仅包含了许多结 构和功能各异的子系统，而且这些子系统可以分布在不同 的地理空间内。CPS具有自适应性、自主性、高效性、功能 性、可靠性、安全性等特点和要求。
无线感测技术
工业通信无线化
2.智能工厂的建立
要素3：经济环境 商业模式 服务内容 企业管理软件
要素2：真实环境 机器对机器 资源利用效益 网络基础设施
要素1：智能化工厂
操作性网络 （内部外部全球） 要素4:人的因素 人机交互 验收与安全 数据与隐私保护 教育与培训 法律条款
要素5：技术因素 系统工程 通信技术 智能工程 智能生产 技术安全
1.智能工厂以数字化与智能制造技术向如下发展：
(1) 建模与仿真使产品设计日趋智能化 (2) 以工业机器人为代表的智能制造装备在生产过程中应用日 趋广泛 (3) 全球供应链管理创新加速 (4) 智能服务业模式加速形成
建模与仿真 工业机器人 智能服务 全球供应链
工业4.0
工业4.0概述一、概念“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。
“工业4.0”概念在欧洲乃至全球工业业务领域都引起了极大的关注和认同。
前三次工业革命的发生，分别源于机械化、电力和信息技术。
如今，随着物联网及服务的引入，制造业正迎来第四次工业革命。
不久的将来，企业能以CPS(CyberPhysicalSystems，信息物理系统)的形式建立全球网络，整合其机器、仓储系统和生产设施。
[3]迈向工业4.0，将是一个渐进的过程。
为了适应制造工程的特殊需求，现有的基本技术和经验必须加以改变，还必须探索针对新地点和新市场的创新解决方案。
如果成功，工业4.0将提升全球竞争力，并保持制造业继续发展。
[3]二、“工业4.0”三大主题：“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“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，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。
三、关键点工业4.0有一个关键点，就是“原材料(物质)”=“信息”。
具体来讲，就是工厂内采购来的原材料，被“贴上”一个标签：这是给A客户生产的XX产品，XX项工艺中的原材料。
准确来说，是智能工厂中使用了含有信息的“原材料”，实现了“原材料(物质)”=“信息”，制造业终将成为信息产业的一部分，所以工业4.0将成为最后一次工业革命。
工业4.0及智能制造解决方案
（一）本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”
二、工业4.0时代的智能制造
信息物理系统
信息
信息计算
CPS 系统通信
物理
物理控制
2006年2月 美国发布（美国竞争力计划） CPS 为重要的研究项目
二、工业4.0时代的智能制造
信息物理系统
二、工业4.0时代的智能制造
核心技术—物联网
inT研eh发xetre 行业支持
标准化
一、工业4.0是什么
科学的科学生生产产观观
生产观 效率、质量、成本、安全 科学的生产观遵循的四项基本原则：
第一、如何提高效率？ 第二、如何降低成本？ 第三、如何提升质量？ 第四、如何保障安全？ 四项基本原则应该从生产力和生产关系两个方面来运作：
以先进的科学技术为技术抓手；以先进的管理科学为管理抓手。
三、未来制造业畅想
（四）制造业将成为信息产业的一部分
三、未来制造业
制造业产品将被视为电子产品或者网络产品
三、未来制造业
未来的汽车能否与网络互联，可能成为汽车市场上的决定 性因素
三、未来制造业
三、未来制造业
制造业也将成为信息产业的一部分
三、未来制造业
谢谢观赏！
张彦国
一、工业4.0是什么
当前的外包开发
2000: 部分外包的价值链 • 外包包括工艺过程开发等核心环节 • 用供应链管理、产品生命周期管理等软件系统管理外包工作
1. 研发
2. 设计
工艺过程开发
3.原型制造 4.零部件生产
供应链管理 产品生命周期管理
5. 系统集成 6. 销售服务
子装配体 零部件
一、工业4.0是什么
如何理解工业4
如何理解工业4.0工业4.0这一概念是近年来崛起的一个热门话题，它被誉为第四次工业革命，是把互联网、物联网、大数据等信息技术应用于制造业的智能制造。
工业4.0的本质是数字化、网络化和智能化的制造，通过连接和信息化实现全球制造业的升级与转型。
工业4.0的特点工业4.0的特点主要体现在以下几个方面：一、高度自动化工业4.0的核心是高度自动化，即通过机器人、传感器、智能设备等技术手段，实现制造过程中的自适应、自修复、自我组织和自我优化。
二、高度智能化工业4.0的另一个特点是高度智能化，即通过人工智能、机器学习等技术手段，实现制造过程中的决策、预测、分析和优化。
三、强大的数据支撑工业4.0建立在大数据、云计算等技术基础上，通过数据的分析、挖掘和利用，实现对制造过程的实时监控和控制，提高生产效率和质量。
四、可持续发展工业4.0追求的是可持续发展，即通过提高能源利用率、降低污染排放和资源浪费等手段，实现经济效益和环境保护的协同发展。
工业4.0的应用工业4.0在制造业的应用非常广泛，涉及到诸多行业和领域，比如：一、智能制造工业4.0实现了制造过程的可视化、智能化和自适应性，可以实现批量定制、柔性生产和高质量生产，从而提高生产效率和满足不同用户的需求。
二、智能物流工业4.0不仅实现了制造过程的智能化，还可以对物流、客户服务等方面进行升级，降低库存、提高配送效率和服务质量。
三、智慧城市工业4.0还可以拓展到城市领域，实现城市的智能化管理和服务，改善公共交通、环境、医疗等方面的质量和效率。
工业4.0的挑战与机遇工业4.0的推广和应用虽然具有巨大的潜力和机遇，但同时也面临着一些挑战和阻碍。
一、技术壁垒工业4.0涉及到许多前沿的技术和领域，需要各种专业人才和高端设备的支持，因此面对技术壁垒，需要加大技术研发力度和人才培养。
二、安全隐患工业4.0在网络连接和数据共享的过程中，存在着安全隐患和信息泄露等问题，因此要加强网络安全意识和技术防范措施。
工业4.0的理念,形态和趋势V5
工业4.0
控制
指挥 执行 检测
监控
企业端的4.0 数据和生产 可视化
数据库建立 和传输安全
防火墙
传送带方式于 1870 1784 年，出现了第一台机械织布机 年开始在辛辛那提屠 宰场使用
1969 年，美国 Modicon 公司 推出 084 PLC
1800
数据来源：DFKI (2011)
1900
2000 今天
时间轴
工业发展史的自动化维度
从工业 1.0 到工业 4.0
第一次 工业革命 第二次 工业革命 第三次
查看运行情况，并绘制成各种专业图表。
比如大连石化集团曾购买陕鼓的一台风机机组，但机组送电后时常剧烈振动，所 有人都认为是风机出了问题。在远程监测设备安装上后，系统详细记录下了设备运 行时的频谱状况。当陕鼓的检测人员把频谱的时间调整细分至毫秒时，最后发现实 际并不是风机跳动导致故障，而是电机跳动了以后，风机接着停机，中间间隔了 0.6毫秒，人根本感觉不到。远程监测系统可以发现人眼看不到或者经验估计不到 的问题。
海尔互联网工厂
Dell开创了大规模定制
美国工业互联网
工业发展历史
从工业 1.0 到工业 4.0
第一次 工业革命
创造了机器工厂的 “蒸汽时代” 复杂程度
第二次 工业革命
将人类带入分工明确、 大批量生产的流水线模 式和“电气时代”
第三次
第四次
工业革命 工业革命 应用电子信息技术， 开始应用信息物理 进一步提高生产自动化水平 融合系统 (CPS)
“3”项集成
横向集成 纵向集成 “8”项计划
标准化 参考架构 工作的组织和设计 管理复杂系统 培训 持续的职业发展 工业ห้องสมุดไป่ตู้带基础 安全和保障
工业4.0文档
推进工业4.0的标准德国总理默克尔在近日发布的联邦政府播客中说，数字化生产对德国的繁荣富裕至关重要，德国可成为“工业4.0”标准的推动者，并在欧洲甚至全球推行这些标准。
默克尔说，德国工业产值占国内生产总值的20%，德国希望继续保持工业强国地位。
因此，德国工业生产必须迈向数字化，即实现“工业4.0”，而如今已是时候设立相关标准。
默克尔认为，德国应抓住欧洲内部市场的优势。
“也就是说，德国可以成为特定标准的推动者，并使其扎根欧洲，”她说，“同时我们也有机会将其推向全球。
伴随数字化生产而来的是海量的数据，数据安全与利用也成为重要话题。
默克尔说，一方面，数据保护需要重视;另一方面，对数据加工也不能有太多限制，妨碍新产品诞生。
默克尔表示，欧洲需尽快就筹划中的《数据保护基本条例》达成一致，在保护个人隐私的同时避免给工业生产带来负面影响。
默克尔还强调，工业领域的数字化生产必然对劳工市场产生影响，一些原来由人参与的工序变为由机器人完成，因此人们需要“终身学习”，跟上时代发展。
对此，德国应注重培养合格的技术人才，继续鼓励学生就读理工科专业，同时增加女性在相关领域的就业机会。
“工业4.0”是德国政府2010年正式推出的《高技术战略2020》十大未来项目之一，它强调“智能制造”，在生产要素高度灵活配置条件下大规模生产高度个性化产品，因此数字技术在其中至关重要，物联网、数据网等将成为未来工业的基础。
工业4.0的优势工业4.0又可以称之为第四次工业革命，这是相对于前三次工业革命而言的，随着信息技术与工业技术的高度融合，其颠覆的不仅仅是人们的生活方式，它还有更大的魔力，信息技术改变了制造业的生产模式，并在全球持续刮起工业4.0风。
随着制造业转型升级、互联网化推进，“工业4.0”概念有望成为羊年A股市场持续受关注的主题，具备估值优势和转型潜力的制造业股票值得关注。
中国面临的挑战和机遇挑战：中国制造业“大而不强”中国制造业传统制造业比重较大，且多处于工业2.0和工业3.0阶段。
《工业4.0体会》
《工业4.0体会》今天下午进行了关于工业4.0的培训，并且学习了相关的知识，对于工业4.0有了较深的认识。
其中我较深刻的一句话是：工业4.0不是一种技术，不是一种工具，而是一种可能改变人类未来几十年生产、生活方式的指导思想、理念。
工业4.0指导我们进行工业改革的重要指导思想。
工业4.0就是一场新的工业革命，即以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方式，目标是建立一个高度灵活的个性化、数字化的产品与服务的生产模式。
它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（cps）相结合的手段，推动制造业向智能化转型。
工业4.0才刚刚开始，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。
工业4.0是制造业发展的趋势，而这也将是中国未来的产业升级之路，也为新工业发展提供了新的方向。
面对工业4.0，中国该做什么。
中国现在是全世界第一大的制造业大国，但是现代化，信息化水平区域发展参差不齐，标准化程度低，处于工业2.0、工业3.0并存阶段。
要清楚地认识中国制造业面临的挑战。
中国的工业制造领域基本处于初级阶段，想要实现工业4.0需要面临的问题太多了。
从本质上来说，是否能在这一轮工业革命中占据先机，将在很大程度上决定一个国家未来在国际经济体系中的实力序列和话语权，乃至决定其综合国力。
如今，全球主要制造业国家均已经开始推动工业4.0，我们必须结合中国本土实际情况，应对挑战，谋求自身战略利益，而不能盲从西方标准，满足于充当“代工厂”。
中国如今环境污染、资源消耗等问题日益凸显。
同时，发达国家高端制造回流与中低收入国家争夺中低端制造转移同时发生，对我国形成“双向挤压”的严峻挑战。
这些表明工业制造业的转型升级迫在眉睫。
工业4.0对中国发展既是机遇也是挑战，我国必须根据本国国情，结合自身优势制定有特色的工业4.0战略，要以智能制造为主导，解决企业对密集劳动力的过分依赖，降低从生产到销售终端全流程的成本，从而提高企业的竞争力，是在新一轮全球产业竞争中占据先机的关键。
工业4.0 —— 理念·创新·发展
作流程和快速学习新产品工艺。
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智能制造 （工业4.0驱动）
智能制造。。。未来的工厂
我们的生产？
设备单元——智能化 人——机器人（机器换人） 输送单元——AGV 表格——信息整合MES/ERP
我们的生活？
行动生活的模式 移动经济的时候 云端及大数据的思维 决策者：移动+决策
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感谢聆听 批评指导
工业4.0 —— 理念·创新·发展
目录
1. 战略背景 2. 解读工业4.0 3. 工业4.0中国版 4. 启示与发展 5. 总结 6. 分工 7. 参考文献 8. 致谢
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目录
1. 战略背景 2. 解读工业4.0 3. 工业4.0中国版 4. 启示与发展 5. 总结 6. 分工 7. 参考文献 8. 致谢
物理世界和虚拟世界（网络空间）以信息-物理系统（CPS）的形式 实现了融合
由此引发了第四次工业革命——绿色工业革命
基本概念
“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，运用 信息物理系统，实现生产方式的现代化。
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发展背景
背景二
德国政府正面临着数十年来最严峻的经济与金融危机的挑战 经济与金融危机加速了全球的知识竞赛，人才、技术和市场领导地 位的国际竞争也将进一步加剧
重大全球性挑战 气候变化 人口增长 疾病扩散 粮食供应 化石原料与能源的有限性
工业基础雄厚 德国是全球八大工业国之一，其制造业尤为发达，是德国经济复苏 的重要拉动力 德国机械工业高度现代化、机械化、高效化
东方命脉 中国是德国出口增速最快的国家之一 过半数的德国企业视中国为全球范围内最为重要的三大市场之一
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
德国工业4.0实施建议(中文版)
把握德国制造业的未来实施“工业4.0”攻略的建议工业4.0工作组德国联邦教育研究部2013年9月【编者按】为了在新一轮工业革命中占领先机，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，“工业4.0”项目在2013年4月的汉诺威工业博览会上被正式推出。
这一研究项目是2010年7月德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一——旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
本文为“德国工业4.0战略计划实施建议”的全文翻译版本。
如有问题和错误，敬请批评指正。
主编：康金城供稿：中国工程院咨询服务中心刘晓龙、郗振宇、高金金、陈守双、占松林、王波、李贞、陈磊联系人：郗振宇联系方式：xzy@ 59300248目录【编者按】 (I)执行摘要 (1)1 引言 (5)2愿景：工业4.0作为智能、网络化世界的一部分 (12)2.1塑造工业4.0愿景 (13)2.2在工业4.0下未来会是什么样子？ (15)2.3新型的商业机会和模式 (17)2.4工作场所的全新社会基础设施 (19)2.5全新的基于服务和实时保障的CPS平台 (20)2.6工业4.0之路 (22)3双重战略：成为领先的市场和供应商 (27)3.1 领先的供应商策略 (27)3.2 主导市场策略 (28)3.3 双重战略及其关键特征 (29)3.3.1 价值网络下的横向集成 (30)3.3.2 全价值链的端到端工程 (30)3.3.3 纵向集成和网络化制造系统 (31)4 需求研究 (35)5 优先行动领域 (39)5.1标准化和开放标准的一个参考体系 (39)5.2管理复杂的系统 (44)5.3为工业提供一个全面宽频的基础设施 (48)5.4 安保是工业4.0成功至关重要的因素 (49)5.5 数字化工业时代工作的组织和设计 (58)5.6培训和持续的职业发展 (62)5.7规章制度 (67)5.8资源效率 (73)6 德国如何与世界其它国家竞争？ (80)7 展望 (91)背景资料： (92)工业4.0战略计划 (92)工业4.0平台 (94)执行摘要德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一，其装备制造行业全球领先。
2024年工业4
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数据隐私：如何保护工业4.0时代 的数据隐私
标准化：如何制定工业4.0时代的 标准化解决方案
安全问题
网络安全：保护工业控制系统和数据安全 设备安全：确保设备正常运行和维护 人员安全：提高员工安全意识和技能 供应链安全：保障供应链的稳定和安全
人才短缺问题
解决方案：加强职业教育和 培训，提高人才技能水平
题
物联网技术可以促进供应链 的协同和优化，提高物流效
率
Part Four
工业4.0对制造业的 影响
提升生产效率
自动化和智能化：工 业4.0将大大提高生 产过程的自动化和智 能化水平，减少人工 操作，提高生产效率。
实时数据分析：工 业4.0可以实现对生 产数据的实时分析， 及时发现问题并解 决，提高生产效率。
工业4.0的发展历程
起源：德国政府在2011年提出的概念 发展阶段：从自动化、信息化到智能化、网络化 关键技术：物联网、大数据、人工智能、机器人等 应用领域：制造业、物流、医疗、能源等 影响：提高生产效率，降低成本，提高产品质量，促进产业升级
工业4.0的核心技术
物联网技术： 实现设备、系 统、人之间的
创新
工业4.0促进制 造业企业之间 的合作与共享， 形成新的产业
生态
制造业企业通 过工业4.0技术， 实现生产过程 的透明化和可 追溯性，提高 产品质量和客
户满意度
Part Five
工业4.0面临的挑战 和解决方案
பைடு நூலகம்
技术难题
网络安全：如何保障工业4.0时代 的网络安全
人工智能：如何解决工业4.0时代 的人工智能技术难题
定制化产品