德国工业4.0概况及研究计划
工业4.0概述
关于德国工业4.0的概述摘要：德国“工业4.0”是由德国产、学、研各界共同制定，以提高德国工业竞争力为主要的目的战略，目前已经上升为德国的国家战略。
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、网络化的发展趋势。
在德国工业4.0的背景下，中国制造的2025究竟该如何发展，工业又该如何转型……本文将就德国工业4.0的产生背景、动因，德国工业4.0是什么，它的本质、核心、特点又是什么，它的发展前景，与中国制造2025的异同，对中国制造2025的影响以及中国工业将如何发展，走中国特色德工业道路等几个方面进行论述。
关键词：德国工业4.0、工业革命、智能化、工业转型、中国制造2025、中国工业化的道路工业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。
工业4.0所描绘的未来工厂是这样的：工厂里，人、机器和资源如同在社交网络里一样沟通协作。
产品能理解制造的细节以及自己将被如何使用。
同时，它们能协助生产过程，回答诸如“我是什么时候被制造的”、“哪组参数应该被用来处理我”、“我应该被传送到哪”等等问题。
工厂拥有智能移动、智能物流和智能系统网络，从生产到最后的产品回收服务，都能实时监控。
可以说，未来，一切都是智能的。
同智慧地球、工业互联网等一样，工业4.0把生产制造业的未来作为关注点，其最大亮点是强调“机器在思考”。
大量遵循简单规则的个体的交互会导致整体出现复杂度极高的状态。
而这种复杂的程度是任何单独个体都不具备的。
比如,由神经元构成大脑。
这是凯文·凯利在他的著作《失控》中提出的“涌现”，这个概念也可以用来理解“工业4.0”中提出的“智能工厂”。
分散的、具备一定智能化的生产设备,在实现了数据交互之后,就形成了高度智能化的有机体。
德国工业40概况及研究计划
德国工业4.0概述大纲一、工业4.0的背景1. 历史回顾2. 人类社会的工业化进程3. 工业4.0提出的原因二、工业4.0的概念三、工业 4.0 的目标任务1．工业4.0的根本目标2．工业4.0的任务四、工业4.0的内涵1．工业化与互联网2．工业4.0战略的互联网与工业相融合3. 工业4.0的核心基础——信息物理系统知识点汇总原理和观点K01：工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。
K02：工业4.0是运用信息物理系统(, )，实现设计、采购、制造、销售等生产信息的数据化、网络化、智能化，最后达到快速、有效、个性化的产品供应。
K03：工业4.0也可以表述为信息化加上工业化，即两化融合。
两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合，是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是信息化支撑，追求可持续发展模式。
K04：工业4.0的根本目标是对智能工厂实行标准化。
K05：工业4.0的首要任务是提升价值附加链，拓展新的商业模式，其重要任务是提出整体方案，解决安全、隐私及知识保护等问题。
K06：工业4.0的核心基础是信息物理系统，其实质是物理进程与信息的反馈，即物理对象与互联网融合。
正文一、工业4.0的背景1.历史回顾“工业4.0（ 4.0）”一词于2011年首次提出。
“工业4.0”的提出者是德国人工智能研究中心（）的和科学总监教授。
2013年德国乌尔里希·森德勒编著出版了《工业4.0》一书，正式开启了德国工业4.0时代，在全球引起了巨大反响。
工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。
德国政府于2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”研究项目，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。
工业4.0的地位是国家级战略，推动者是德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界。
该项目由德国联邦教育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。
工业4.0详解
互联网与工业4.0的关系工业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。
“工业4.0”项目主要分为三大主题：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；二是“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；三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、物流网，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。
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)[5] 相结合的手段，将制造业向智能化转型。
德国的工业4.0没有明确指出它与互联网有什么关系，但实质上工业4.0依然是互联网进化过程中的一个组成部分，通俗的说，就是无数个行业被互联网浪潮冲击后，互联网开始改造工业制造业了。
我们在2007年发表的互联网进化论论文中提出“互联网将向着与人类大脑高度相似的方向进化，它将具备自己的视觉、听觉、触觉、运动神经系统，也会拥有自己的记忆神经系统、中枢神经系统、自主神经系统，也就是是说，互联网正在形成一个互联网大脑”，并绘制了下列互联网未来结构图.1.物联网是互联网大脑的感觉神经系统，因为物联网重点突出了传感器感知的概念，同时它也具备网络线路传输，信息存储和处理，行业应用接口等功能。
德国“工业4.0”_内容、动因与前景及其启示
德国“工业4.0”_内容、动因与前景及其启示德国“工业4.0”: 内容、动因与前景及其启示引言：近年来，随着科技的不断发展和产业结构的转型，智能制造与信息技术在全球范围内逐渐崭露头角。
其中，德国作为全球制造业强国，率先提出并推动了“工业4.0”的概念，引领了全球智能制造的潮流。
本文将就德国的“工业4.0”进行深入探讨，包括其内容、动因、前景以及启示。
一、德国“工业4.0”的内容德国“工业4.0”是指将物理设备、数字技术和网络系统有机结合，实现智能工厂和智能制造的理念。
它的核心在于使用信息技术与物联网的应用，通过实时数据的采集与分析，以及设备之间的通信与协作，实现生产过程的自动化、智能化，从而提高生产效率、增加产品的个性化和灵活性。
二、德国“工业4.0”的动因1. 技术发展：随着信息技术和互联网的发展，德国意识到利用数字化和自动化技术来提高企业竞争力的重要性。
2. 挑战孤岛现象：德国的制造业主要由中、小型企业组成，他们往往存在孤岛化的问题，德国希望通过工业4.0的推进，实现企业之间、企业与供应商之间信息的共享和协同，提高整体效率。
3. 持续竞争压力：全球化竞争加剧，德国制造业企业需要通过提高生产效率、降低成本和加大产品创新等措施来保持竞争力。
三、德国“工业4.0”的前景1. 制造业转型升级：德国“工业4.0”将为传统制造业带来巨大的转型和升级机遇，推动传统制造业向智能制造业转型。
2. 提高生产效率：通过智能制造，德国制造业企业将能够实现更高的生产效率、更精准的生产计划和更低的故障率。
3. 激发创新能力：德国“工业4.0”将为企业提供更多的数据和信息，推动产品和生产方式的创新，进而增强企业的竞争力。
4. 推动经济增长：德国作为制造强国，通过“工业4.0”的发展，将进一步促进国内经济的增长，提高就业率。
四、德国“工业4.0”的启示1. 技术创新驱动：科技创新是推动智能制造和工业4.0的关键。
企业需要不断加大技术研发投入，推动科技与制造的融合。
德国工业4.0调研
德国工业4.0调研实现工业4.0需要大量投资思略特咨询公司的调研结果表明：工业4.0将极大地革新和颠覆企业产品和服务组合，进而提升客户满意度；工业4.0实现了产品、商业模式以及价值链的数字化和互联互通；要实现工业4.0，需要大量的投资，投资规模不可低估。
工业4.0的精髓是提升相关数据的可用性和集成度。
目的是将价值链上所有的产品、公司和资源进行互联互通，从可用数据中挖掘附加值，从而最终实现客户价值的最大化。
要实现工业4.0，必须要彻底革新相关流程、产品和服务组合，以及现有的商业模式。
这些革新只有在公司高层的推动下才能成功。
研究显示，未来5年，企业在工业4.0解决方案上的投资将占其所有资本投资的50%以上。
其中，预计到2020年，德国公司每年的投资将高达400亿欧元（即428.9亿美元），而放大到整个欧洲工业领域，类似投资每年可能会达到1400亿欧元（即1500亿美元）。
此外，该研究预估：未来5年，企业80%的价值链将实现数字化。
在将来，仅仅是机械上完美无瑕的产品将不足以在全球工业舞台上大放异彩、驰骋疆场。
目前，有关如何全面实现工业4.0的相关标准尚未制定，数据保护这一难题也未解决。
根据调研参与者的反馈，要实现数字化需要企业员工具备特定的资质，这也为企业带来更多的挑战。
为此，企业必须与政策制定者以及产业协会通力合作共同迎接这些挑战。
重大变革推动企业实施工业4.0目前一些重大变革正推动着企业实施工业4.0解决方案。
主要变革如下：∙更好地集成和管理水平和垂直价值链：在所有调查的产业企业中，1/5的企业已经实现产业链上关键流程的数字化。
然而，他们希望部署完工业4.0解决方案之后的5年，生产效能能够提升18%以上。
∙∙实现产品和服务的数字化和互联互通：物联网（Internet of Things）/务联网（Internet of Services）每年将平均贡献高达2~3个百分点额外收入。
对于德国工业企业而言，这些额外收入每年将高达300亿欧元（即321.6亿美元）。
德国制造业工业4.0
德国制造业工业4.0实现创新、智能和可持续发展的未来工业4.0是一个全球范围内备受关注的概念，它代表着制造业的新时代。
德国作为一个工业强国，一直以其卓越的工程技术和创新能力而闻名于世。
德国制造业工业4.0的概念，旨在将传统制造业与信息技术相结合，实现智能化、灵活化、可持续发展的生产模式。
本文将探讨德国制造业工业4.0的背景、特点和对未来的影响。
背景工业4.0得以发展的背景是信息技术的快速发展和互联网的普及，这使得传统的制造业面临巨大的变革和机遇。
在这个数字化时代，大数据、物联网、云计算和人工智能等先进技术的发展，为工业4.0提供了强大的支持。
德国作为世界上最大的出口国之一，需要推动其制造业的创新和竞争力，工业4.0成为了实现这一目标的关键。
特点德国制造业工业 4.0的主要特点包括智能化、灵活化和可持续发展。
智能化是指通过将传感器、嵌入式系统和先进的控制系统应用于制造过程中，实现生产过程的自动化和智能化。
这可以提高生产效率、降低成本，并且增加产品的质量和可靠性。
灵活化是指通过数字化技术和智能控制系统，实现生产过程的灵活调整，以适应不断变化的市场需求。
可持续发展是指在生产过程中注重资源的效率利用、能源的节约和环境保护，以实现可持续的经济、社会和环境效益。
对未来的影响德国制造业工业4.0的实施将对未来的制造业产生深远的影响。
首先，工业4.0将推动制造业向智能制造的转型，实现生产的自动化、智能化和高效化。
这将大大提高生产效率和产品质量，促进企业的创新和竞争力。
其次，工业4.0将改变传统制造业中的组织结构和管理模式。
通过数字化技术和互联网，企业内部以及企业与供应商和客户之间的信息流动将更加便捷和高效。
这将极大地提高企业的决策速度和灵活性，并促进协同创新和资源共享。
最后，工业4.0将带来全新的商业模式和产业生态系统。
通过连接各种设备、产品和服务，形成数字化的价值链和价值网络，创造新的商机和市场。
德国作为工业4.0的倡导者和推动者，已经在这一领域取得了一定的成果。
德国“工业4.0”概览
汉诺威工业博览会上 ， “ 工业 ４ ． ０ ” 项 目被 正 式 推 出 ， 为 德 国勾 画 了下 一 代 更 高层 次 的 全 新 工 业 模 式 ， 是 整 套 的全 产 业 链 集 成 创
产、 营销、 物流乃至服务基于 网络物理 融合 式生产系统实现 网络
化， 构 成 实 时优 化 的 新 价 值 创 造 网络 ， 提 高 生 产 流 程 的透 明 度 、 应 对 突 发 情 况 的灵 活 性 ， 也 能 实 现 整 个 新 价 值 创 造 网络 的全 球 性优化 。 在 新 价 值 创 造 网络 中 ， 设计、 配置、 订购 、 规划 、 生 产 借 助 信 息 通信 技 术 实现 以顾 客 为 导 向 的衔 接 。在 从 订购 到 供 货 的 整
个流 程 中 ， 参 与 者 能 进 行 多维 度 的动 态 磋 商 ， 包 括质 量 、 时 间、 风 险、 强度 、 价格 、 环保性能等 。 特征 二 ： 纵 向集 成 和 网络 化 的 生产 系统 。 工业 ４ ． ０时 代 的 自 组织工厂在 多变的边界条件 （ 如 短 期 内多 变 的 需 求 、 库存 、 突 发 情况等） 下， 通 过分布式 生产 ， 制 造 出 多样 化 个 性 化 的 产 品 。 自 组 织 工 厂 的制 造 模 式 是 资源 与 产 品 的互 联 。材 料 与 部 件 能被 实 时定 位 ，通 过 生 产 系 统 自主 确 定 将 要 进 行 的生 产 步 骤 并 记 录 已
德国工业4.0战略计划实施建议
德国工业4.0战略计划实施建议（摘编）机械工业信息研究院战略与规化研究所一、德国实施工业4.0战略的重要意义德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一，其装备制造业全球领先。
这主要得益于德国在创新制造技术方面的研究、开发，以及在复杂工业过程管理方面高度专业化。
德国拥有强大的装备制造业，在全球信息技术领域处于领先地位，在嵌入式系统和自动化工程领域也具有很高的技术水平，这些都确立了其在世界制造业中的领导地位。
由于德国具备管理复杂工业流程的能力，使不同的任务可由不同地理位置的不同合作伙伴来执行。
几十年来，德国已经成功地应用信息和通信技术（ICT）做到了这一点。
当今，ICT大约支撑了90%的工业制造过程。
在过去的30年左右的时间里，IT革命给我们生活和工作带来了根本性变革，其影响不亚于第一次和第二次工业革命中机械化和电气化所带来的影响。
从个人电脑到智能设备的演进伴随着这样的趋势，越来越多的IT 基础设施和服务将通过智能网络（云计算）提供。
比以往任何时候都更加小型化的设备与势不可挡的互联网相结合，使无处不在的计算成为现实。
功能强大的、自主的微型计算机（嵌入式系统）正越来越多地相互间或与互联网以无线方式互联。
这正在导致引起实体物理世界与虚拟网络世界（cyberspace）以虚拟网络———实体物理系统（CPS）的方式相融合。
继2012年推出新的互联网协议IPv6，现在已有足够的地址使智能对象间通过互联网大范围直接互联。
这意味着有史以来第一次，有可能将资源、信息、物品和人进行互联，从而造就物联网和服务。
这种现象的影响也将反映到工业领域。
在制造领域，这种技术的渐进性进步可以被描述为工业化的第四个阶段，即工业4.0。
工业化始于18世纪末机械制造设备的引进，那时像纺织机这样的机器彻底改变了货物的生产方式。
继第一次工业革命后的第二次工业革命大约开始于19世纪70年代，在劳动分工的基础上，采用电力驱动产品的大规模生产。
20世纪70年代初，第三次工业革命又取代了第二次工业革命，并一直延续到现在。
德国工业4.0包含哪些内容
德国工业4.0包含哪些内容1. 引言工业4.0是指数字化、网络化、智能化和自动化的工厂生产模式。
它主要由德国提出，并随后得到了世界各国的广泛关注和应用。
德国工业4.0的成功经验为全球工业转型和创新注入了新的动力。
在这篇文章中，我们将探讨德国工业4.0包含的关键内容。
2. 物联网和传感器技术物联网是工业4.0的核心基础，它通过将各种设备和机器连接到互联网，实现信息的交流和数据的共享。
在德国工业4.0中，物联网和传感器技术被广泛应用于生产线和设备上，实现了实时数据采集和监测。
这些传感器可以收集到关于生产线运行状态、产品质量和设备维护等重要信息，为企业提供了精确的数据基础。
3. 数据和分析德国工业4.0注重利用大数据和分析技术来优化生产过程和增加效率。
通过物联网和传感器技术收集到的大量数据被传输到云平台进行存储和分析。
基于这些数据，企业可以实时监测和分析生产过程中的细节，识别并解决潜在问题。
此外，数据分析还可以帮助企业制定更准确的生产计划和预测市场需求。
4. 自动化和机器人技术自动化和机器人技术是德国工业4.0的重要组成部分。
德国企业在工业生产中广泛应用自动化设备和机器人系统，从而减少人为操作的需求，提高产品质量和效率。
自动化和机器人技术可以实现生产线的灵活性和自适应性，使企业能够快速响应市场需求的变化，并降低生产成本。
5. 虚拟现实和增强现实虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术在德国工业 4.0中的应用也日益增多。
虚拟现实技术可以提供模拟环境，帮助工人进行培训和模拟操作，从而提高他们的技能和工作效率。
增强现实技术可以将虚拟信息与现实环境相结合，为工人提供实时指导和支持，降低错误率并提高工作质量。
6. 云计算和边缘计算在德国工业4.0中，云计算和边缘计算起到了关键作用。
云计算可以提供高效的数据存储和处理能力，支持大规模数据的分析和应用。
边缘计算则更加注重数据的实时性和响应性，实现了更快速的数据处理和决策。
德国工业4.0(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：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：******************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。
工业4.0的实施建议-德国篇
德国工业4.0的实施战略一、德国工业4.0概况德国工业4.0是高技术战略2020行动计划的一部分，是德国政府定义的未来十个项目之一，旨在将德国建设成为一个完整工业体系的领先市场和供应者。
工业信息技术正在引发制造工程领域的革命，而工业4.0正是一个主动占领工业信息技术领先地位的战略，其信息物理系统能够提高生产效率并使得工作组织的模式变得更加灵活。
德国希望借此提高作为领先供应者的潜力，并变成工业4.0方案的领先市场，从而提升德国经济，加强国际合作，创造新的市场。
物联网正在努力发现进入生产的方式。
语义上的机器到机器的通信使工厂发生了分散控制的革命。
嵌入式数字产品存储器使智慧工厂灵活的业务流程成为可能，使得小批量、高度混杂的生产的实现成为可能。
新一代的工业助理系统将利用多样互动等形式，来帮助工厂的工人处理由信息物理系统和数字社会媒体引发的新的合作方式和复杂事物。
德国有机会实现工业4.0基于两个条件：德国具有世界上最具竞争和创新能力的制造业和工业生产研发的技术领导能力。
德国作为嵌入式系统技术烦人领导者，正在催生智能机器、输送系统和生产设备构成的信息物理系统，该系统可巧妙地联接数字虚拟世界和真实世界，使基于ICT的垂直一体化和网络化制造的整合成为可能。
为了追求跨越10—15年创新目标，德国政府设立了“高技术战略2020行动计划”，作为行动计划的一部分，德国政府定义了10个“未来项目”。
作为10个中的一个，工业4.0代表了一个重要的机会，德国借此可以巩固它的技术领导角色，并成为工业4.0的领先市场和提供者。
二、工业4.0实施战略为巩固德国的经济地位，德国“工业4.0平台”制定了工业4.0的实施战略。
新工业4.0平台的管理层由德国经济和能源部、德国教育和研究部以及经济、工会、科技界代表组成，提供决策支撑，平台下设指导委员会、六大工作组负责技术实践及决策，战略委员会、科技顾问委员会负责政策监管、社会及多部门协作，市场活动由产业财团负责应用成果转化，德国电气电工信息技术委员会等标准化组织负责标准的国际化推广。
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
工业4.0和中国政策
这是一场德国人挑起的“科技竞赛”。当“工业4.0”上升成为德 国的民族战略、由总理默克尔亲自代言，并把这一概念迅速风靡全 球时。
中德企业的“工业4.0”是在两国政府的推动下展开的。2014年10 月，中德共同发表《中德合作行动纲要》，宣布两国将开展“工 业4.0”合作。2015年10月，德国总理默克尔访华时，两国宣布， 将推进“中国制造2025”和“德国工业4.0”战略对接，共同推动 新工业革命和业态，达成双赢。
德国工业4.0的主题
二是“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。
三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、物流网，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。
球制造装备 领域拥有领头羊的地位。 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（即 信息物理系统）的供应国和主导市场，会使德国在继续保持国内 制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。
德国工业4.0的主题
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； 所谓的智能工厂就是在数字化工厂的基础上，利用物联网技术 和监控技术加强信息管理和服务，提高生产过程可控性、减少 生产线人工干预与合理计划排程。同时集智能手段和智能系统 等新兴技术于一体，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人 性化工厂。
德国工业4.0的拓延
德国学术界和产业界认为，自从德国提出了“工业4.0”，从此 世界进入了“4.0时代”。“工业4.0”即是以智能制造为主导 的第四次工业革命。 工业4.0：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。
工业4.0
工业4.0（Industry4.0）是德国政府《高技术战略2020》确定的项目之一，该项目旨在通过利用信息通讯技术和网络技术，将制造业向智能化转型，工业4.0已上升为德国的国家战略。
“工业4.0”分为两大主题，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，意味着设备之间可以相互沟通，并能在智能联网的生产流程中独立运作；二是“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。
IHS(Imformation Handling Sevices)公司高级分析师周万木指出，德国提出工业4.0，美国提出先进制造业国家战略计划，我国也在推进传统制造业的转型与升级，在这样的大背景下，传统的电机和电机控制行业也正在发生变化，对电机控制芯片也提出了新的需求。
分析师周万木认为主要的趋势包括以下三个方面：分布式电机控制系统与集成的电机控制产品趋势单独的机械设备中电机的轴数正变得更多，多轴控制越来越多的应用在包装机械、电子组装机械、食品饮料机械，机械手和印刷机械中。
为了满足小批量，定制化和柔性化的加工需求，客户需要灵活的调整电机控制的轴数，要求电机控制系统更加开放，可以重复编程。
另外，现代工厂的生产线正变得越来越复杂，比如汽车制造，包装，食品饮料，仓储物流等产线正在使用成百上千个变频器、伺服和电机来控制物料流动，这些产线对分布式电机控制系统需求量比较大。
以前的电机控制系统会有个中央电气控制柜安装电机驱动器，而分布式电机控制系统可提供一套紧凑的模块化解决方案，有助于简化接线、缩短调试时间和降低对额外机柜空间的需求，更少的线缆连接也可以减少干扰，提高生产线的可靠性，无需使用电气控制柜使得电机可以快速连接到工业以太网。
电机控制系统的分布式同时意味着电机控制产品的集成化，比如电机和电机驱动的集成，电机控制器和PLC的集成，电机控制器和驱动的集成。
电机，电机驱动及其控制系统的高度集成化，使得三者的设计，制造和运行都紧密融为一体，与传统电力传动系统相比，它们体积更小，重量更轻，功率密度更高。
德国工业4.0
02
提供资金支持
政府设立专项资金，支持工业4.0相关技术研发、应用示范和产业化项
目，鼓励企业加大投入。
03
加强法规建设
完善相关法律法规，保护知识产权，为工业4.0发展提供良好的法治环
境。
企业内部变革与创新
组织架构调整
企业为适应工业4.0的发展需求， 进行组织架构调整，强化跨部门 、跨领域的协作能力。
业务流程优化
运用先进的信息技术和管理理念 ，对企业业务流程进行优化，提 高生产效率和灵活性。
技术创新与应用
积极研发和应用新技术、新工艺 、新装备，提升企业在工业4.0领 域的核心竞争力。
产业链上下游合作与协同
供应链协同
加强与供应商、销售商等合作伙伴的协同，实现供应链的优化和 整合。
产业链整合
通过兼并重组、战略合作等方式，整合产业链上下游资源，形成 优势互补、协同发展的产业生态。
深化国际产能合作和装备制造合作
鼓励中国制造业企业“走出去”，积极参与国际产能合作和装备制造合作，推动中国制 造业在全球产业链和价值链中的地位提升。
THANKS
感谢观看
知识产权保护
工业4.0的创新成果涉及大量知识产权，如何加强知识产权保护和 管理是一个重要问题。
人才培训与职业发展挑战
人才短缺
工业4.0对人才的需求提出了更高的要求，目前市场上具备相关技能和经验的人才相对短 缺。
培训成本高
企业需要投入大量时间和资金进行人才培训，但培训成本较高且效果难以保证。
职业发展路径不明确
促进制造业与互联网深度 融合
鼓励制造业企业运用互联网思维和技术手段 ，推动生产、管理、营销等环节的变革和创
新，实现制造业与互联网的深度融合。
德国工业4.0成熟度标准最新研究
德国工业4.0成熟度标准最新研究文／陈伟康郑豪 Mathias Maerz2014年，德国正式发布“工业4.0战略计划”，成为第四次工业革命的晨光。
作为老牌工业发达国家，德国又一次引领了全球工业发展的步伐，引起了全球工业界的极大反响。
继德国之后，美国（I I C）、日本（4.1J）、中国（2025）等世界主要工业国家均出台了适应各自工业基础和发展环境的国家政策和战略，以应对新一轮工业革命所带来的挑战。
德国工业4.0的定义和背景工业4.0 是未来工业生产全面数字化的代名词, 是为未来更完美的生产系统做的准备。
工业4.0 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，并已上升为国家级高科技战略，它也可以看成是一个研究平台。
完美的工业生产系统是一个现代信息和通信技术相互关联体。
这方面技术的基础是智能和数字网络系统。
在它们的助力下, 组织的大规模定制生产成为可能：在工业4.0 中, 人员、机器、工厂、物流和产品之间实现直接的交流与协作。
通过物联网, 不仅能够优化一个生产步骤, 同时可以优化整个价值链。
它能贯穿整个产品生命周期的所有阶段——从产品的概念到开发、制造、使用、维护，再到回收利用。
德国工业4.0 RAMI模型参考建筑模型Industry 4.0，可看到三根轴，见附图。
第一根轴关于建筑模型分层，它很短，总共有六层。
在底部有最基本的资产层，资产层是真实的东西，包括所有的生产基地应有的配置。
再向上，有一个是集成层，它是数字化的，所有的资产信号都可以在这个数字世界里上升，随后另外四层分别是通信，信息交流，数据与功能和业务流程。
第二根轴是指产品生命周期，产品生命周期是从设计开发（一个概念）到生产销售和后服务（第二个概念），所以需要集合所有的数据，比如第四层（信息交流）层，这里是包含开发的第一个开发概念到所有后服务部门。
会将所有数据集合在一起，通过该参考体系结构模型进行分析和交流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
德国工业4.0概述大纲一、工业4.0的背景1. 历史回顾2. 人类社会的工业化进程3. 工业4.0提出的原因二、工业4.0的概念三、工业 4.0 的目标任务1．工业4.0的根本目标2．工业4.0的任务四、工业4.0的内涵1．工业化与互联网2．工业4.0战略的互联网与工业相融合3. 工业4.0的核心基础——信息物理系统知识点汇总原理和观点K01：工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。
K02：工业4.0是运用信息物理系统(CPS, Cyber Physical System)，实现设计、采购、制造、销售等生产信息的数据化、网络化、智能化，最后达到快速、有效、个性化的产品供应。
K03：工业4.0也可以表述为信息化加上工业化，即两化融合。
两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合，是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是信息化支撑，追求可持续发展模式。
K04：工业4.0的根本目标是对智能工厂实行标准化。
K05：工业4.0的首要任务是提升价值附加链，拓展新的商业模式，其重要任务是提出整体方案，解决安全、隐私及知识保护等问题。
K06：工业4.0的核心基础是信息物理系统，其实质是物理进程与信息的反馈，即物理对象与互联网融合。
正文一、工业4.0的背景1.历史回顾“工业4.0（Industry 4.0）”一词于2011年首次提出。
“工业4.0”的提出者是德国人工智能研究中心（DFKI）的CEO和科学总监Wolfgang Wahlster 教授。
2013年德国乌尔里希·森德勒编著出版了《工业4.0》一书，正式开启了德国工业4.0时代，在全球引起了巨大反响。
工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。
德国政府于2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”研究项目，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。
工业4.0的地位是国家级战略，推动者是德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界。
该项目由德国联邦教育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。
“工业4.0”战略已上升为德国的国家级战略，并得到德国科研机构和产业界的广泛认同。
2013年底，德国电气电子和信息技术协会发布了德国工业4.0标准化路线图，德国弗劳恩霍夫协会在其下属6－7个生产领域的研究所引入工业4.0概念。
德国西门子公司已经将工业4.0概念引入其工业软件开发和生产控制系统。
2.人类社会的工业化进程究竟什么是“工业4.0”呢？为什么是“4.0”？而不是“3.0”“2.0”“1.0”呢？首先需要了解一下人类社会的工业化进程。
工业化始于18世纪末机械制造设备的引进，那时像纺织机这样的机器彻底改变了货物的生产方式。
第一次工业革命也就是工业1.0，创造了机器工厂的“蒸汽机”时代。
1784年出现了第一台机械织布机标志着工业1.0的诞生；继第一次工业革命后的第二次工业革命大约开始于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。
工业2.0，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”；到了20世纪的五六十年代，信息化的浪潮席卷全世界，第三次工业革命的标志性事件是基于半导体技术的硅材料的信息化的运用，即晶体管的发明，进一步提高了生产的自动化水平，引领了至今的信息化革命，第三次工业革命引入了电子与信息技术，从而使制造过程不断实现自动化，并一直延续到现在。
那么几十年过去了，第四波的工业革命浪潮是否来临呢，它的基础和特征又是什么呢？随着德国工业4.0项目的隆重推出，工业革命已经进入到了第四个阶段，其特征就是智能化。
第一次工业革命，以英国1784年蒸汽机的发明为标志，延续时间86年。
第二次工业革命，以美国1870年发电机的发明为标志，延续时间99年。
第三次工业革命，以美国1960年半导体晶体管的发明为标志，直到现在并还会延续20年左右。
第四次工业革命，以德国2013年工业4.0研究项目的推出为标志，预计将延续30到40年。
3.工业4.0提出的原因德国政府提出工业4.0的原因是什么呢？其内部原因是，德国本来就是制造业强国，需要保持并提高自己的优势。
这种优势体现在两个方面，一个是技术水平处在较高的水平，二是高效率的创新体系。
工业4.0计划提出的外部原因主要有两个，一是美国等发达国家的“再工业化”带来的刺激，二是以中国为首的新兴国家的崛起使得德国产品在国际市场上的地位受到挑战。
因此工业4.0的提出并不完全是德国制造业领先的体现，也是被竞争对手逼出来的应对计划。
二、工业4.0的概念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。
也就是，运用信息物理系统(CPS, Cyber Physical System)，实现设计、采购、制造、销售等生产信息的数据化、网络化、智能化，最后达到快速、有效、个性化的产品供应。
“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。
从另一个角度来看，工业4.0也可以表述为信息化加上工业化，即两化融合。
两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合，是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是信息化支撑，追求可持续发展模式。
信息化与工业化主要在技术、产品、业务、产业四个方面进行融合。
也就是说，两化融合包括技术融合、产品融合、业务融合、产业衍生四个方面，从而产生工业 4.0的革命性的变化。
图中展示了工业化与信息化的融合形式，以生产商作为图中的核心要素，那么左边就是客户，作为设计者可以直接参与产品的设计，那么右端客户作为生产者，也可以通过一定的形式介入到产品的制造全过程，最终我们的产品买给客户。
那么生产商和客户直接是怎样的联系方式呢？生产商以客户为中心，提供全套的计划、生产、服务流程，与现在的规模化生产的区别是客户全程参与了设计、生产与销售，因此客户得到的产品是个性化的产品，这就是工业4.0的价值观。
三、工业 4.0 的目标任务1.工业4.0的根本目标工业4.0的根本目标是对智能工厂实行标准化，工厂的标准化主要做到以下四方面：围绕智能工厂生态链上各个环节制定合作机制；通过在生产过程中推行标准来优化生产流程制；制定工业4.0时代的游戏规则；推广标准化到国际市场，在未来的工业制造业处于领先地位。
可见，工厂的标准化完全实现了工业 4.0的目标。
2.工业4.0的任务工业4.0的首要任务是要提升价值附加链，要拓展新的商业模式。
工业4.0的重要任务是提出整体方案，解决安全、隐私及知识保护等问题。
为了完成以上任务，需要开展的实施策略即：政府需要支持研究项目；对于企业而言，需要工人进行再培训；此外，需要信息化融入工业化，因此需要建设良好的信息及通讯环境。
只有这样，才有可能完成工业4.0提出的任务。
四、工业4.0的内涵工业4.0最核心的即一个网络——信息物理系统。
三大集成包括：纵向集成、横向集成、端到端集成。
四大主题是：智能制造、智能工厂、智能物流、智能服务。
工业4.0的八项计划包括：标准化和参考架构、复杂系统管理、工业宽带基础、安全和保障、工作的组织和设计、培训与再教育、监督框架、资源利用效率。
以下将具体展开工业4.0的内涵。
1.工业化与互联网工业化的互联网引入了物联网的概念，物联网建立了物理对象之间的信息关联。
图中显示了物联网的发展与工业化的结合。
其中红线代表1个计算机对多个用户，绿线代表1个计算机对1个用户，蓝线代表物联网实现的智能工厂的要求。
可见，随着信息量的剧增，对物联网的要求也逐渐增加。
即嵌入式计算机、中央计算机、PC、智能手机、智能卡……等都需要物联。
物联网及服务互联网能够创造一个包含全部生产过程的网络，将工厂转变成为一个智能环境。
从工业角度来看，互联网+可以看做是互联网与工业融合的一种形式。
如图所示，左边的纵坐标是工业产业链，横坐标是生产制造流程，绿色方块的融合效果显示，颜色越深表明融合效果越好。
从生产制造角度看，互联网对工业的融合目前主要在供应链、营销这两个方面。
比如营销方面，我们从互联网淘宝上可以买到很多东西，这对于互联网的提供者来说，就是一个营销的过程。
生产商可以从网上买到很多的原材料，因此这两个方面正是互联网发展的高峰，很多互联网企业在这些方面得到了充分的发展。
图中显示制造部分互联网介入的程度较低，这也是今后整个制造业进行革命性生产的重要领域。
互联网正在加快向企业服务和研发环节渗透，包括制造服务化、个性化定制、众包设计、众筹融资等模式。
此外，互联网还要进一步向企业制造环节渗透，如网络协同制造、工业云等模式初露端倪。
最终互联网将打通工业生产的全生命周期，实现融合发展，彻底改变现有的生产范式，这将会是互联网+时代的一个重要应用领域。
2.工业4.0战略的互联网与工业相融合工业 4.0战略的互联网与工业相融合的图中显示，上层的网络是服务互联网，底层的互联网称之为物联网，硬件上包含了传感器、执行器、控制器和移动设备，主要建立了物理对象之间的信息互联。
那么底层的物联网与上层的服务互联网如何与工业产品的全制造过程相结合呢？两边的大数据流向何处呢？首先智能物料通过应用程序平台把底层物联网的信息以及来自服务互联网的信息流通到智能物料的平台上，进行智能物料的采购和管理。
最重要的中间部分就是智能工厂，它通过应用程序平台，把顶层的服务互联网的信息和底层的物理设备之间生产所相关的数据信息收集、采纳、分析、决策，然后实现一个智能化的生产过程。
第三部分服务互联网的信息和底层物联网的信息通过另一类应用程序平台转变到智能产品的内涵上，例如包括产品的生产日期、生产设备、组合材料等，对其进行身份标记，在随后的售后服务中，我们可以清醒地知道该类产品的智能属性，其身份信息将会贯穿产品的使用全过程。
那么互联网+的应用领域有哪些呢？服务业方面主要形式为消费互联网，这是目前应用最为广泛的一种形式。
随着互联网技术与工业的相融合，将会产生工业互联网，其所涵盖的产品应用对象和应用信息都来自于工业生产的全过程。
将互联网应用于农业会产生农业互联网，它将会包含每种农产品自身的某种属性。