智能制造与互联网+制造德国工业4.0与中国制造2025
“中国制造2025”和“工业4.0”战略异同解析
深 化双 方合 作 ， 共创 中德 制造 业 美好 的 明天
中德 两国都是制造业 大国， 制造 业在各 自经济社会发展 中都 具有十
促进 “ 阴基” 建 设 制造 强国建设 同步发展 。 要加强 “ 四基 ” 创新 能力建 分重要 的地位 和作用。 绎过长期 的交流合作 ， 中德 两 国在 制造业领 域 已 设， 荷力突破一批 基础 零部件 的关键技术 ， 加大 基础材料 的研发力度 ， 经 形成 了良好 的俞作念势， 中国已成为德国企 业最 重要的市场和 利润来 利用现 有资源建 立一批基 础 艺研 究机构 ， 不断夯实产业 技术基础 。 要 源地 ， 比如 人众、 两门 Ｆ 、 ｓ Ａ Ｐ 等 德国 业在华发展 势头 良好， 取得 了高
，
额 回报 。 更 重要的是 ， 面 向未来 ， 我们还 要看 到中德制造 业具 有很 强的 互补性 ， 比如在高端 装备制造 、 节 能环保 、 新 能源、 新能源汽车 以及 巾小 企业 发展 等领域 ， 双方 之间的合作空 问和发展潜力巨大 。 我们双方应 进 步加强联 系 ， 建 机 制， 深化合作 ， 共同促进 制造业 发展 。 在此 ， 我提
、
１ ． ０ ”
ห้องสมุดไป่ตู้
特点 ， 推进再 点仃、 Ｉ 智能 制造应用示范 ， 不 断探 索大 规模个 性化定制 、 ｚ ÷ 制造 等新型制造模 式。
持强 化基 础 ， 夯实工 业基 础作 为制造 强 国建设 的重要 支撑 。 础材料 、 躯 础零 部件 、 基 础工艺 、 技 术基 础等工 业基 础能力 ， 直 接决 定 着工业 产品的性能 、 质量 和可靠性 ， 是一个 国家产业竞 争能力的根本 体 现。 要 把强化基 础作为推进制造 强国建设 的一项基 础性长期性工作 ， ｍ 点做 好 ｌ ＿ 业强基 工程的组 织实施 。 要加强统 筹规划 和发展 引导 ， 制定 业强基专项 规划和 “ 四基 ” 发展 指导 目录 ， 发布工 业强 基发展 报告 ，
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。
德国工业4.0与中国制造2025的区别
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、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。
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。
德国是一个很重视发展战略规划的国家，特别是进入21世纪以来，一直在努力建立部门间高技术战略协调机制，制定德国的创新发展国家战略。
2006年。
德国政府制定了“高科技战略”，2010年7月，发布了《德国2020高技术战略》报告，2011年11月，德国政府特别提出把德国工业4.0作为《德国2020高技术战略》的重心，具有非同一般的意义，充分说明德国制造业在德国整体发展战略中的基础性作用。
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。
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
工业4.0与中国制造2025
世界工厂
习
•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 。
销售模式 转变 工业模式 悄然改变 互联网时 代到来 发达国家正在进行“再工业化”运动 中国的“世界工厂”面临双重挑战
智能生 产
智能物 流
学习国外流模式，但 效率高，国内人口集 中，发展前景大
2.发展市场空间
对外： 丝绸之路经济带： • 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； • 中国至东南亚、南亚、印度洋。 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。
智能物流
物流过程可视化智能管理网络系统
这是基于GPS卫星导 航定位技术、RFID 技术、传感技术等多 种技术，在物流过程 中实时实现车辆定位、 运输物品监控、在线 调度与配送可视化与 管理的系统。目前， 初级的应用比较普遍。
提高生产 效率降低 成本
大数据
物联 网 互联 网
虚拟与现实世界的完美融合
工业4.0与中国制造2025
叶振齐
1630788
同济大学机械与能源工程学院
工业1.0:机器制造，机械 化生产； 工业2.0:流水线，批量生 产，标准化； 工业3.0:高度自动化，无 人/少人化生产； 工业4.0:网络化生产，虚 实融合。
第四次工业 革命
1959年第一个可编程 逻辑控制器PLC
系统基于信息 物理融合
工 业 三 大 趋 势
生产网络 制造运行管 理系统（ MOM）将 帮助生产价 值链中的供 应商获得并 交换实时的 生产信息。 供应商所提 供的全部零 部件都将在 正确的时间 以正确的顺 序到达生产 线。
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与智能制造
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。
工业4.0最好的满足了科学生产观的四项基本原则
2012年 3月
2012年 4~10月
4月
工业4.0发展战略 发布；由VDMA、
2011年 1月
《德国2020高技术战略》行
BITKOM、ZVEI 组成秘书处，组 建工业4.0平台
动计划发布，11个“未来项
2010年
目”缩减为10个（投资84亿 欧元）；“工业4.0”一词
首次出现（投资2亿欧元）
《德国2020高技术战略》发布， 并重点推出11个“未来项目”
工业互联网的应用
工业互联网包括传统方式以及最新混合方式，以便通过特定行业的高级分析 来充分利用历史数据和实时数据。
工业互联网的数据流
工业互联网可以被看作是数据、硬件、软件和智能的流通与互动。从智能 设备和网络中获取数据，然后利用大数据和分析工具进行存储、分析和可 视化。最终的“智能信息”可以供决策者（在必要时实时）使用，或者作 为各工业系统中更广泛的工业资产优化或战略决策流程的一部分。
战略
成本领先战略：通过降低成本、提 差异化战略：通过快速反应、提供个
高生产效率获取竞争优势
性化的产品获取竞争优势
目标
以低价格开发、生产、销售、交付 以多样化和定制化开发、生产、销售、
产品和服务
交付顾客买得起的产品和服务
大规模定制的优势
成本低 效率高 交货快
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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。
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。
4. 系统协同技术
主要包括
5. 故障诊断与健康维护技术 6. 高可靠实时通信网络技术 7. 功能安全技术 8. 特种工艺与精密制造技术 9. 识别技术
一、为什么要发展智能制造？ 一、智能制造技术概况 二、智能制造与工业 4.0 二、解读德国工业4.0
三、数字化制造及其研究进展 三、中国制造2025与互联网+ 四、智能制造技术及应用展望 四、智能制造技术发展趋势
2015年03月06日
智能制造作为国家战略是 “十三五”规划重点内容
科技部先进制造领域正在规划的四个重点专项
“双基工程”
3D打印 “器换人”
“互联网+”
基础件
激光制造及 3D打印
机器人
网络制造
密切相关：智能制造
智能制造的内涵和特征
智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化 技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化 的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程、制 造过程和制造装备智能化，是信息技术和智能技术与装备
解读德国工业4.0
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。
健康 CPS应用 智能健康
…
安全、工程、教育、参考框架、模型
解读德国工业4.0
工业4.0自动化-信息物理系统（CPS）
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
解读德国工业4.0
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
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
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
解读德国工业4.0
工业4.0自动化-信息物理系统（CPS）
智能制造系统
智能制造系统是先进制造技术、信息技术和智能技术在 装备产品上的集成和融合，体现了制造业的智能化、数 字化和网络化。
数字化企业 数字化工厂 数字化车间 自动化智能化生产线
激 光 器
电 子 标 签
光 电 器 件
传 感 系 统
执 行 系 统
伺 服 系 统
控 制 系 统
数 控 机 床
机 器 视 觉
解读德国工业4.0
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
解读德国工业4.0 基于物联网与服务的智能环境 发展过程
智能化环境 智能工厂
解读德国工业4.0
面向智慧工厂的APP商店
下载量身定制的用户界面
解读德国工业4.0
面向智慧工厂的室内精确定位
解读德国工业4.0
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
工具
解读德国工业4.0
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
解读德国工业4.0
工业4.0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
解读德国工业4.0
工业4.0下的多模式交互
语音
图形/视觉 手势
多模式交互
制造过程技术的深度融合与集成。
—— 《智能制造科技发展“十二五”专项规划》
智能制造 ：制造业第四次革命
制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信
息驱动型，要求制造系统表现出更高的智能。
电气化 数字化
机械化
智能化
蒸汽机
普通装备
数控装备
智能装备
制造业革命
智能制造技术组成
智能制造装备
智能制造系统 智能制造服务 信息获取，控制，执行，加工，成形，物流…… 智能生产线，智能车间，数字化工厂…… 生产性服务业智能化，供应链管理优化，物联网…… 智能制造技术
工 业 机 器 人
激 光 加 工 系 统
3 D 打 印 系 统
智 能 工 艺 装 备
物 料 运 送 仓 储 设 备
远 程 监 测 监 控 系 统
智能制造服务（案例：智慧城市）
感 知 化
智 慧 城 市 核 心 理 念
智能安防
物 联 化
智能消防
智能交通
城市智 能化
智能电网
智能楼宇 智能医疗
智 能 化
智能水资源 智能食品 智能城市规划 智能应急系统
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
解读德国工业4.0
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
解读德国工业4.0
智慧工厂的车间
——基于无线、RFID、传感器和服务的架构
解读德国工业4.0
工业4.0下的产品特点
面部表情 身体语言 眼球跟踪 肢体动作
解读德国工业4.0
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
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
智能制造装备
工况感知与智能识别 性能预测与智能维护 智能规划与智能编程 智能数控与伺服驱动
智能制造系统
系统建模与自行组织 智能制造执行系统 智能企业管控 智能供应链管理 流程智能控制
可重构生产系统 工业自动化控制 系统
……
智能制造装备
智能制造装备包括传感、控制、驱动等三大核心 技术，如工业机器人、智能数控系统等。
感知与测控网络 机器学习与制造知识发现 面向制造的综合推理 图形化建模与仿真 智能全息人机交互
数控机床 智能化工程机械 激光加工系统 自动化生产线
智能制造产品
智能制造装备
工业机器人
智能制造服务
服务感知与控制的互联 工业产品智能服务 服务过程的智能运控 制造物联网与物流智能服务 制造与服务的集成共享和协同
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
解读德国工业4.0
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
解读德国工业4.0
Industry 4.0 ——德国高科技战略计划首位
德国：强大的制造业+互联网 提出：工业4.0 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。
中国：完备的制造业+互联网的创新（互联网+制造） 提出：中国制造2025 李克强总理在今年的《政府工 作报告》中提出，要实施“中 国制造2025”，坚持创新驱动 、智能转型、强化基础、绿色 发展，加快从制造大国转向制 造强国。 《中国制造2025》强调了信息 技术和制造技术的深度融合是 新一轮产业竞争的制高点，而 智能制造则是抢占这一制高点 的主攻方向。
——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
产品是信息载体
• 产品在整个完整的供应链和生命周期 中都一直带有自身信息
请握中间
产品是一个agent