工业4.0与中国制造2025 PPT课件

智能生产
原材料
生产设备
管理系统
信息系统
百事可乐的生产车间里，生产线上连续过来了三个瓶子，每个瓶子都自 带一个二维码，里面记录着这是为张三、李四和王二麻子定制的可乐。
第一个瓶子走到灌装处时，通过二维码的无线通讯告诉中控室的控制器，
说张三喜欢甜一点的，多放糖，然后控制器就告诉灌装机器手，“加二斤白 糖！”（张三真倒霉……）。
2025
眼
光
》看
谢谢大家！
供应者；
智能工厂：重点研究智能化
1
生产系统及过程，以及网络化
23
分布式生产设施的实现；
智能工厂
“智能工厂”的定义相对明确，除了高端机床、热处理设备、机器人、 AGV、测量 测试设备等数字化、自动化的硬件生产设施以外，还包括在生产过程中进行管理与 控制的软件系统，我们可以称之为MES系统。“以及网 络化分布式生产设施的实 现”，这里面的分布式，英文是Distributed。就是将分布在不同地点的数控设备、 机器人等数字化生产设施联成网络，实现互联互通，乃至达到状态感知、实时分析、 自主决策、精准执行的自组织生产的最高境界，但基础就是实现数字化设备的联 网通讯、数据采集等网络化分布式管理。(生产环节的管控和执行）
趋
生产信息。 供应商所提
，直接与生产系统和设备沟通 ，发出下一道生产工序指令，
势
供的全部零
部件都将在
指挥设备进行自组织生产。这 种自主生产模式能够满足每个
正确的时间
用户的“定制需求”
以正确的顺
序到达生产
线。
工业4.0特点
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。
在未来，生产过程中的每一步都将在虚拟
工 业
生产网络
制造运行管 理系统（
世界被设计、仿真以及优化，为真实的物理 世界包括物料、产品、工厂等建立起一个高 度仿真的数字“双胞胎”
4.0
MOM）将
信息物理融合系统
帮助生产价
三大趋势
三 大
值链中的供 应商获得并 交换实时的
在未来的智能工厂中，产品信 息都将被输入到产品零部件本 身，他们会根据自身生产需求
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。
人口成 本上升
人口红 利消失
薄利多销 难以为继
Байду номын сангаас
从事制造业 意愿降低
有效劳动力 供给减少
强国战略规划：远超制造本身
2015年 《中国制造2025》+“1+X”实施方案和规划体系+高端领域技术路线图的绿皮书
一条主线
互联网+
信息化与工业化深度融合
智能制造
远程维护服务
在工业4.0之下，生产系统将如同“社会机器”，以类似于社交网络的方式运转，自动连接到 云平台搜索合适的专家处理问题。专家将通过集成的知识平台，通过移动设备更有效地进行传统 的远程维护服务。
中国制造业现状
“ 制造强国战略研究”咨询项目对8个国家：美国、德国、日本、英国、法国、 韩国、印度和中国，从1946年到2012年制造业的数据进行趋势分析。
到印度洋，延伸至欧洲； • 从中国沿海港口过南海
到南太平洋。
对内： ➢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；
《 中 国 制 造
用 一 路 一 带
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。
优势。
第一，经过几十年的快速发展， 我国制造业规模跃居世界第一位.
第二，在于“亚洲工厂”本身。 部分低端经济活动由于工资增长 从中国转移，却强化了以中国为 中心的地区供应链。
第三，内需在不断扩大。
学
世界工厂
习
不足：
核心关键
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 大力推进 工业强基 绿色发展 高端装备
中心建设工程 4 智能制造
工程
工程
创新工程
十大 重点 领域
新一代 信息技
术
高档数 控机床 和机器
人
航空 航天 装备
海洋 工程 装备
及高
技术 船舶
先进轨 道交通 装备
节能与 新能
源汽车
电力装 备
学习国外流模式，但 效率高，国内人口集 中，发展前景大
硬件技术必 须提高，注 重人才培 养，，引导 人才流向
利用国内 互联网发 展的成果， 加快数据 采集进程， 做好大数 据部分
进一步完善物 流体系，发展 自身优势
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
这就是智能生产。
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 （射频识别）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
互联
网
网
虚拟与现实世界的完美融合
•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
互联网时 代到来
工业模式 悄然改变
生产模式发生 转变
全球产能过剩
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
后达到快速，有效，个人化的产品供应。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。多品种、小批量、个性化 定制生产，这就是工业4.0的含义。
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
第二个瓶子过来，说李四是糖尿病，不要糖，控制器就告诉机器手， “这货不要糖！”
第三个瓶子过来，说王二麻子要的是芬达，控制就告诉灌可乐的机械手 “你歇会”，再告诉灌芬达的机械手，“你上！”
多品种、小批量、定制生产，每一灌可乐从你在网上下单的那一刻起，他 就是为你定制的，他所有的特性，都是符合你的喜好的。
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。
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。
新材料
生物医药 及高性能 医疗器械
农业机 械装备
国家效益：20年3万亿美元GDP增量。企业效益：效率↑20%，成本↓20%，节能减排↓10%。
智能工 厂
智能生 产
智能物 流
1.提升自身水平
当前国内工厂大都处 在工业电气3.0甚至2.0 的时代，关键零部件 依赖进口
信息数据的采集不 够，工业3.0+未完 成
物理融合
第三次工业革命
1870年第一条生产线 美国辛辛那提屠宰场
用电子和IT技术实现 制造流程的进一步 自动化
1784年第一台纺织机
第二次工业革命
随着基于劳动分工 的、电力驱动的大 规模生产的出现
第一次工业革命
随着蒸汽驱动的机 械制造设备的出现
18世纪末
20世纪初 20世纪70年代
现在
德国所谓的工业四代(Industry4.0)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
中国制造2025
黄河科技学院 于善甫
工业4.0与中国制造2025
于善甫
黄河科技学院 商贸学院
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
系统基于信息
1959年第一个可编程 逻辑控制器PLC
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。
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