从工业1.0到4.0概要课件.ppt

1、1 2 3 4 5未来ing -工业4.0时代第一次工业革命是水和蒸汽动力带来的机械化。第二次工业革命是电力的使第一次工业革命是水和蒸汽动力带来的机械化。第二次工业革命是电力的使用使大规模生产成为可能。第三次工业革命是电子工程和用使大规模生产成为可能。第三次工业革命是电子工程和IT技术的采用，以技术的采用，以及它们带来的生产自动化。及它们带来的生产自动化。工业工业4.0是第四次工业革命。相对来说，这一次变革仍然处于起步阶段。依靠是第四次工业革命。相对来说，这一次变革仍然处于起步阶段。依靠高级的软件和能够通信的机器设备，工业高级的软件和能够通信的机器设备，工业4.0将使工业生产进一步优化。将使工

2、业生产进一步优化。工业工业4.0的关键是智能工厂。智能工厂是一种高能效的工厂，它基于高科技的关键是智能工厂。智能工厂是一种高能效的工厂，它基于高科技的、适应性强的、符合人体工程学的生产线。智能工厂的目标是整合客户和的、适应性强的、符合人体工程学的生产线。智能工厂的目标是整合客户和业务合作伙伴，同时也能够制造和组装定制产品。业务合作伙伴，同时也能够制造和组装定制产品。“工业4.0”已经成为制造业的一个流行概念。这个词起源于几年前的德国汉诺威工业博览会（Hannover Messe），它被定义为制造业的电子计算机化，包括更高层次的互联性、更智能的设备和机器与设备之间的通信。位于德国安贝格（Ambe

3、rg）的西门子电子工厂（Siemens Electronic Works）是新一代智能工厂的一个很好例子。这个高科技电子工厂面积为10.8万平方英尺，其内部是一组智能机器，它们能够协调从生产线到产品配送等一切要素。西门子电子工厂拥有超过16亿个机器组件，其产品种类多达950种。这意味着该工厂的生产系统所处理的数据真正是海量的。尽管如此，Gartner在2010年进行的一项产业研究发现，西门子电子工厂的可靠率超过99，每百万件产品中只有15件缺陷产品。这表明了未来的智能工厂将很可能在生产效率和安全性方面具有更大的自主决策能力。工业4.0更多的是依靠机器进行工作并解释数据，而不是依靠人类的智慧。当

4、然，人的因素仍然制造工艺是核心，但人更多地是起到控制、编程和维护的作用，而不是在车间进行作业。在工业4.0时代，机器设备具有强大数据处理能力，它们提供的信息、统计数据和动态分析能够使生产变得更精益、更节能。工业4.0乌尔里希森德勒编著的书籍工业4.0，该书是费尔达芬工业峰会系统领导2030年的配套用书，其中每个章节都从非常特殊的角度表达了对工业4.0的独特看法，所有这些观点综合在一起可以为我们清淅地勾勒出目前工业产业发展所处岔路口的情形。工业互联网是全球工业系统与高级计算、分析、感应技术以及互联网连接融合的结果。它通过智能机器 间的连接并最终将人机连接，结合软件和大数据分析，重构全球工业、激发

5、生产力，让世界更美好、更快速、更安全、更清洁且更经济。工业互联网将整合两大革命性转变之优势：其一是工业革命，伴随着工业革命，出现了无数台机器、设备、机组和工作站；其二则是更为强大的网络革命，在其影响之下，计算、信息与通讯系统应运而生并不断发展。伴随着这样的发展，三种元素逐渐融合，充分体现出工业互联网之精髓：工业互联网智能机器：以崭新的方法将现实世界中的机器、设备、团队和网络通过先进的传感器、控制器和软件应用程序连接起来。高级分析：使用基于物理的分析法、预测算法、自动化和材料科学，电气工程及其他关键学科的深厚专业知识来理解机器与大型系统的运作方式。工作人员：建立员工之间的实时连接，连接各种工作场

6、所的人员，以支持更为智能的设计、操作、维护以及高质量的服务与安全保障。将这些元素融合起来，将为企业与经济体提供新的机遇。例如，传统的统计方法采用历史数据收集技术，这种方式通常将数据、分析和决策分隔开来。伴随着先进的系统监控和信息技术成本的下降，工作能力大大提高，实时数据处理的规模得以大大提升，高频率的实时数据为系统操作提供全新视野。机器分析则为分析流程开辟新维度，各种物理方式之结合、行业特定领域的专业知识、信息流的自动化与预测能力相互结合可与现有的整套“大数据”工具联手合作。最终，工业互联网将涵盖传统方式与新的混合方式，通过先进的特定行业分析，充分利用历史与实时数据。工业互联网是指全球工业系统

7、与高级计算、分析、感应技术以及互联网连接融合的结果。它通过智能机器 间的连接并最终将人机连接，结合软件和大数据分析，重构全球工业、激发生产力，让世界更美好、更快速、更安全、更清洁且更经济。工业4.0通过科技将信息变成资源，这无疑又将是一次生产力飞跃，因此也势必将引起国际形势发生重大变革，大国间也将展开新一轮的博弈工业4.0计划 “工业4.0为德国提供了一个机会，使其进一步巩固其作为生产制造基地、生产设备供应商和IT业务解决方案供应商的地位。”德国工程院院长孔翰宁(Henning Kagermann)教授如此评价工业4.0。 集政治、科学和产业之力，从而达到在社会和经济领域的具体目标，工业4.0

8、无疑是实现社会与经济进步的典型的德国模式。虽然它并非德国实现工业转型的唯一路径，但其自身的重要性和巨大潜力让德国政府视之为首选。 在2013年才被正式推出的工业4.0概念，实际上早在2010年就已存在。当年7月，德国政府发布高技术战略2020，工业4.0是该战略确定的十大未来项目之一。按照规划，德国政府将投资2亿欧元，在10-15年的时间里，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完成大生产，最大程度地实现生产全自动化、个性化、弹性化、自我优化和提高生产资源效率，降低生产成本的全新生产方式，以实现革命性、大幅度提高生产力的最终目标。 工业自动化是德国得以启动工业4.0的重要前提之

9、一，主要是在机械制造和电气工程领域。目前在德国和国际制造业中广泛采用的“嵌入式系统”，正是将机械或电气部件完全嵌入到受控器件内部，是一种特定应用设计的专用计算机系统。数据显示，这种“嵌入式系统”每年获得的市场效益高达200亿欧元，而这个数字到2020年将提升至400亿欧元。 有专家预计，不断推广的工业4.0将为德国的西门子、ABB、通快(Trumpf)等机械和电气设备生产商，以及菲尼克斯电气(Phoenix Contact)、浩亭(Harting)以及魏德米勒(Weidmuller)等中小企业带来大量订单。德国联邦贸易与投资署专家Jerome Hull在接受时代周报记者专访时表示，工业4.0是

10、运用智能去创建更灵活的生产程序、支持制造业的革新以及更好地服务消费者，它代表着集中生产模式的转变。“所谓的系统应用、智能生产工艺和工业制造，并不是简单的一种生产过程，而是产品和机器的沟通交流，产品来告诉机器该怎么做。”Jerome Hull对时代周报记者说，“生产智能化在未来是可行的， 将工厂、产品和智能服务通联起来，将是全球在新的制造业时代一件非常正常的事情。”工业4.0是涉及诸多不同企业、部门和领域，以不同速度发展的渐进性过程，跨行业、跨部门的协作成为必然。同样是在2013年汉诺威工业博览会上，由德国机械设备制造业联合会(VDMA)、德国电气和电子工业联合会(ZVEI)以及德国信息技术、通

11、讯、新媒体协会(BITKOM)三个专业协会共同建立的工业4.0平台正式成立。中国制造“2025”中国制造2025是中国版的“工业4.0”规划。规划经李克强总理签批，已由国务院于2015年5月8日公布。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。到2020年，基本实现工业化，制造业大国地位进一步巩固，制造业信息化水平大幅提升。掌握一批重点领域关键核心技术，优势领域竞争力进一步增强，产品质量有较大提高。制造业数字化、网络化、智能化取得明显进展。重点行业单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放明显下降。到2025年，制造业整体素质大幅提升，创新能力显著增强，全员劳动生产率

12、明显提高，两化（工业化和信息化）融合迈上新台阶。重点行业单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放达到世界先进水平。形成一批具有较强国际竞争力的跨国公司和产业集群，在全球产业分工和价值链中的地位明显提升。第二步：到2035年，我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平。创新能力大幅提升，重点领域发展取得重大突破，整体竞争力明显增强，优势行业形成全球创新引领能力，全面实现工业化。第三步：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。制造业主要领域具有创新引领能力和明显竞争优势，建成全球领先的技术体系和产业体系。基本方针 创新驱动，质量为先，绿色发展，结构优化，人才为本。任务

13、与重点提高国家制造业创新能力 ，推进信息化与工业化深度融合 ，强化工业基础能力 ，加强质量品牌建设，全面推行绿色制造 ，大力推动重点领域突破发展 ，深入推进制造业结构调整，积极发展服务型制造和生产性服务业 ，提高制造业国际化发展水平 。支撑与保障深化体制机制改革，营造公平竞争市场环境，完善金融扶持政策，加大财税政策支持力度，健全多层次人才培养体系，完善中小微企业政策，进一步扩大制造业对外开放，健全组织实施机制。工业互联网在美国，“工业4.0”的概念更多的被“工业互联网”所取代，尽管称呼不同，但这两个概念的基本理念一致，就是将虚拟网络与实体连接，形成更具有效率的生产系统。从政策层面来讲，美国政府

14、在金融危机后将发展先进制造业上升为国家战略，希望以新的革命性的生产方式重塑制造业。从行业层面上看，行业组织工业互联网联盟的组建，宣告了企业界进军工业4.0时代的号角吹响。与德国强调的“硬”制造不同，软件和互联网经济发达的美国更侧重于在“软”服务方面推动新一轮工业革命，希望用互联网激活传统工业，保持制造业的长期竞争力。2009年4月，刚刚出任美国总统的奥巴马发表演讲，提出将重振制造业作为美国经济长远发展的重大战略。同年12月，美国政府出台重振美国制造业框架，详细分析了重振制造业的理论基础及优势，成为美国发展制造业的战略指引。 2011年6月，美国正式启动“先进制造伙伴计划”，旨在加快抢占21世纪

15、先进制造业制高点。2012年2月进一步推出“先进制造业国家战略计划”，通过积极政策，鼓励制造企业回归美国本土。上述计划包括两条主线，一是调整、提升传统制造业结构及竞争力，二是发展高新技术产业，提出发展包括先进生产技术平台、先进制造工艺及设计与数据基础设施等先进数字化制造技术。 2012年3月，奥巴马首次提出建设“国家制造业创新网络”，建立最多45个研究中心，加强高等院校和制造企业之间的产学研有机结合。2013年1月，美国总统执行办公室、国家科学技术委员会和高端制造业国家项目办公室联合发布了国家制造业创新网络初步设计，投资10亿美元组建美国制造业创新网络（NNMI），集中力量推动数字化制造、新能

16、源以及新材料应用等先进制造业的创新发展，打造一批具有先进制造业能力的创新集群。 过去两年中，上述规划已逐步展开。2012年8月，美国政府和私营部门联合出资8500万美元成立了“国家3D打印机制造创新研究所”。2013年5月，美国政府宣布提供2亿美元联邦资金，成立“轻型和当代金属制造创新研究所”、“数字制造和设计创新研究所”和“下一代电力电子制造研究所”等三个制造业创新中心。今年2月又成立了复合材料制造业中心。 据美国智库威尔逊中心发布的全球先进制造业趋势报告，美国研发投资量位于世界首位，其中四分之三投向制造业，在合成生物、先进材料和快速成型制造等先进制造业领域优势明显。分析人士认为，在政府和私

17、营部门的大力推动下，美国很有可能出现以无线网络技术全覆盖、云计算大量运用和智能制造大规模发展为标志的新一轮技术创新浪潮。 与德国工业4.0强调的“硬”制造不同，软件和互联网经济发达的美国更侧重于在“软”服务方面推动新一轮工业革命，希望借助网络和数据的力量提升整个工业的价值创造能力。可以说，美国版的工业4.0实际上就是“工业互联网”革命。而在此过程中，除了美国政府的政策扶持外，行业联盟的率先组建成为发展的重要推手。 “工业互联网”的概念最早由通用电气于2012年提出，随后美国五家行业龙头企业联手组建了工业互联网联盟(IIC)，将这一概念大力推广开来。除了通用电气这样的制造业巨头，加入该联盟的还有

18、IBM、思科、英特尔和AT&T等IT企业。 工业互联网联盟采用开放成员制，致力于发展一个“通用蓝图”，使各个厂商设备之间可以实现数据共享。该蓝图的标准不仅涉及Internet网络协议，还包括诸如IT系统中数据的存储容量、互连和非互连设备的功率大小、数据流量控制等指标。其目的在于通过制定通用标准，打破技术壁垒，利用互联网激活传统工业过程，更好地促进物理世界和数字世界的融合。 尽管上述标准的建立和最终批准可能需要几年时间，但一旦这些标准建立起来，将有助于硬件和软件开发商创建与物联网完全兼容的产品，最终结果可能是实现传感器、网络、计算机、云计算系统、大型企业、车辆和数以百计其他类型的实体得以全面整合，推动整个工业产业链的效率全面提升。4.0的未来？随着4.0时代所带来的科技，智能的发展我们的未来又会如何？Thank you !