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1、一一工業(yè)4.0 二二工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造三三未來制造業(yè)目錄工業(yè)4.0 是什么一20112011年年年年1 1月月月月20122012年年年年410410月月月月20142014年年年年4 4月月月月20122012年年年年3 3月月月月20132013年年年年4 4月月月月工工業(yè)業(yè)4.0發(fā)發(fā)展展戰(zhàn)戰(zhàn)略略發(fā)發(fā)布布；由由VDMA、BITKOM、ZVEI組組成成秘秘書書處處，組組建建 工工 業(yè)業(yè)4.0平平 臺臺工工業(yè)業(yè)4.0平平臺臺發(fā)發(fā)布布白白皮皮書書（實(shí)實(shí)施施計(jì)計(jì)劃劃）20102010年年年年德德國國科科學(xué)學(xué)-產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)研研究究聯(lián)聯(lián)盟盟與與德德國國 國國 家家 科科 學(xué)學(xué) 與與 工工 程2、程 院院（Acatech）共共同同制制定定工工業(yè)業(yè)4.0發(fā)發(fā)展展戰(zhàn)戰(zhàn)略略德德國國2020高高技技術(shù)術(shù)戰(zhàn)戰(zhàn)略略行行動動計(jì)計(jì)劃劃發(fā)發(fā)布布，11個(gè)個(gè)“未未來來項(xiàng)項(xiàng)目目”縮縮減減為為10個(gè)個(gè)（投投資資84億億歐歐元元）；“工工業(yè)業(yè)4.0”一一詞詞首首次次 出出 現(xiàn)現(xiàn)（投投 資資2億億 歐歐 元元）在在德德國國科科學(xué)學(xué)-產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)研研究究聯(lián)聯(lián)盟盟 （Forschungsunion Wirtschaft-Wissenschaft）的的倡倡導(dǎo)導(dǎo)下下，開開始始研研究究工工業(yè)業(yè)4.0老齡化社會帶來的勞動力減少老齡化社會帶來的勞動力減少資源匱乏，能效仍需提升資源匱乏，能效仍需提升產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移帶來的國內(nèi)制造業(yè)空心3、化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移帶來的國內(nèi)制造業(yè)空心化發(fā)展中國家技術(shù)實(shí)力不斷增強(qiáng)發(fā)展中國家技術(shù)實(shí)力不斷增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)全球化中，需要對市場做出快速響應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化中，需要對市場做出快速響應(yīng)保持制造業(yè)國際領(lǐng)先地位所需的標(biāo)準(zhǔn)化保持制造業(yè)國際領(lǐng)先地位所需的標(biāo)準(zhǔn)化需要根據(jù)消費(fèi)者需求，實(shí)現(xiàn)差異化、個(gè)性化的生產(chǎn)需要根據(jù)消費(fèi)者需求，實(shí)現(xiàn)差異化、個(gè)性化的生產(chǎn)制造業(yè)占據(jù)全國制造業(yè)占據(jù)全國GDP的的25%、出口總額的、出口總額的60%，影響極大，影響極大12356784工業(yè) 4.0 的社會背景一、工業(yè)4.0是什么四次工業(yè)革命一、工業(yè)4.0是什么工業(yè)1.0一、工業(yè)4.0是什么工業(yè)2.0一、工業(yè)4.0是什么工業(yè)3.0一、工業(yè)4.0是什么工業(yè)工業(yè)4.4、0概念概念什么是工業(yè)4.0 通過互聯(lián)網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)將工廠與工廠內(nèi)外的事物和服務(wù)連接起來，創(chuàng)造前所未有的價(jià)值、構(gòu)建新的商業(yè)模式的產(chǎn)官學(xué)一體的項(xiàng)目。“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標(biāo)是建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的活動領(lǐng)域和合作形式。創(chuàng)造新價(jià)值的過程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。發(fā)展優(yōu)勢發(fā)展優(yōu)勢 在生產(chǎn)能力上，工業(yè)4.0將確保僅一次性生產(chǎn)，且產(chǎn)量很低時(shí)的獲利能力，確保工藝流程的靈活性和資源利用率。另一方面，工業(yè)4.0將使人的工作生涯更長，工作與生活更加平衡，高工資時(shí)產(chǎn)業(yè)仍有強(qiáng)大競5、爭力。實(shí)現(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)方式 主要是通過CPS（信息物理系統(tǒng)），總體掌控從消費(fèi)需求到生產(chǎn)制造的所有過程，由此實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)管理。一、工業(yè)4.0是什么工業(yè)3.0與工業(yè)4.0有哪些不同？一、工業(yè)4.0是什么大規(guī)模定制生產(chǎn)與大規(guī)模生產(chǎn)的比較一、工業(yè)4.0是什么大規(guī)模定制的優(yōu)勢成本低效率高交貨快 品種多 個(gè)性化大規(guī)模定制生產(chǎn)大規(guī)模生產(chǎn)品種單一標(biāo)準(zhǔn)化 定制生產(chǎn)成本高效率低交貨慢一、工業(yè)4.0是什么工業(yè)4.0具體能實(shí)現(xiàn)什么？智能一、工業(yè)4.0是什么 傳統(tǒng)生產(chǎn)方式物質(zhì)生產(chǎn)產(chǎn)品信息材料能源一、工業(yè)4.0是什么生產(chǎn)智能化一、工業(yè)4.0是什么設(shè)備智能化設(shè)備智能化能源管理智能化能源管理智能化供應(yīng)鏈管理智能化供應(yīng)鏈管理智能化6、工業(yè)工業(yè)4.0 的兩大主題的兩大主題u智能工廠：智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。u智能生產(chǎn)：整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計(jì)劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時(shí)也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者。u智能物流：主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。工業(yè)工業(yè)4.0的三個(gè)重點(diǎn)、八大關(guān)鍵的三個(gè)重點(diǎn)、八大關(guān)鍵工業(yè)工業(yè)4.0的愿景的愿景工業(yè)4.0為何引起廣泛關(guān)注？改變改變制造業(yè)思維改變了制造業(yè)模式7、改變了創(chuàng)新模式一、工業(yè)4.0是什么創(chuàng)新的模式Text Text in herein here行業(yè)支持行業(yè)支持標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化研發(fā)研發(fā)一、工業(yè)4.0是什么 生產(chǎn)觀生產(chǎn)觀 效率、質(zhì)量、成本、安全效率、質(zhì)量、成本、安全 科學(xué)的生產(chǎn)觀遵循的四項(xiàng)基本原則：科學(xué)的生產(chǎn)觀遵循的四項(xiàng)基本原則：第一、如何提高第一、如何提高效率效率？第二、如何降低第二、如何降低成本成本？第三、如何提升第三、如何提升質(zhì)量質(zhì)量？第四、如何保障第四、如何保障安全安全？四項(xiàng)基本原則應(yīng)該從四項(xiàng)基本原則應(yīng)該從生產(chǎn)力生產(chǎn)力和和生產(chǎn)關(guān)系生產(chǎn)關(guān)系兩個(gè)方面來運(yùn)作：兩個(gè)方面來運(yùn)作：以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)為技術(shù)抓手；以先進(jìn)的管理科學(xué)為管理抓手。以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)為8、技術(shù)抓手；以先進(jìn)的管理科學(xué)為管理抓手。工業(yè)工業(yè)4.04.0最好的滿足了科學(xué)生產(chǎn)觀的四項(xiàng)基本原則最好的滿足了科學(xué)生產(chǎn)觀的四項(xiàng)基本原則 科學(xué)的生產(chǎn)觀科學(xué)的生產(chǎn)觀 科學(xué)生產(chǎn)觀傳統(tǒng)的生產(chǎn)鏈長期且固定的一種關(guān)系一、工業(yè)4.0是什么工業(yè)4.0的生產(chǎn)網(wǎng)相對動態(tài)的一種關(guān)系一、工業(yè)4.0是什么傳統(tǒng)的分工合作 1.研發(fā)3.原型制造4.零部件生產(chǎn)5.系統(tǒng)集成6.銷售服務(wù)2.設(shè)計(jì)1980:OEM價(jià)值鏈僅將零部件的生產(chǎn)分包給不同的供應(yīng)商一、工業(yè)4.0是什么當(dāng)前的外包開發(fā) 工藝過程開發(fā)子裝配體 零部件供應(yīng)鏈管理產(chǎn)品生命周期管理2000:部分外包的價(jià)值鏈外包包括工藝過程開發(fā)等核心環(huán)節(jié)用供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品生命周期管理等軟件系統(tǒng)9、管理外包工作1.研發(fā)3.原型制造4.零部件生產(chǎn)5.系統(tǒng)集成6.銷售服務(wù)2.設(shè)計(jì)一、工業(yè)4.0是什么工業(yè)4.0 的開放制造第一層 子裝配體零部件系統(tǒng)第二層第三層工藝過程開發(fā)項(xiàng)目管理質(zhì)量管理商業(yè)模式開發(fā)產(chǎn)品生命周期管理供應(yīng)鏈管理2025:開放的價(jià)值鏈 學(xué)習(xí)型組織和精益生產(chǎn)1.研發(fā)3.原型制造4.零部件生產(chǎn)5.系統(tǒng)集成6.銷售服務(wù)2.設(shè)計(jì)一、工業(yè)4.0是什么工業(yè)4.0能產(chǎn)生多少價(jià)值？一、工業(yè)4.0是什么社會效益：解決勞動力不足。生產(chǎn)力：倍速增長。一、工業(yè)4.0是什么德國電子電氣制造商協(xié)會研究報(bào)告美國GE預(yù)測：2015年，智能工業(yè)影響一半的全球經(jīng)濟(jì)工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造二二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造10、工業(yè)4.0的智能制造：本質(zhì) 是基于“信息物理系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)“智能工廠”核心 是動態(tài)配置的生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)“柔性生產(chǎn)”關(guān)鍵 是信息技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力飛速發(fā)展愿景 是解決能源消費(fèi)等社會問題（一）本質(zhì)是基于“信息物理系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)“智能工廠”二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造信息物理系統(tǒng)物理信息CPS系統(tǒng)通信信息計(jì)算物理控制二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造2006年2月 美國發(fā)布（美國競爭力計(jì)劃）CPS 為重要的研究項(xiàng)目信息物理系統(tǒng)二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造核心技術(shù)核心技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)文化科技工業(yè)CPS應(yīng)用智能工廠CPPS能源CPS應(yīng)用智能電網(wǎng)移動通信CPS應(yīng)用智能手機(jī)健康CPS應(yīng)用智能健康與所有領(lǐng)域相關(guān)的通用技術(shù)（語11、義技術(shù)、云計(jì)算服務(wù)平臺）經(jīng)濟(jì)安全、工程、教育、參考框架、模型物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)3C二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造核心平臺核心平臺信息物理系統(tǒng)信息物理系統(tǒng)信息物理系統(tǒng)（CPS）信息物理系統(tǒng)（CCPS）強(qiáng)調(diào)物理過程與信息間的反饋，信息物理系統(tǒng)是計(jì)算和物理過程的整合集成。嵌入式計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)對物理過程進(jìn)行監(jiān)測和控制。從自動化技術(shù)的觀點(diǎn)看，CPS是一種工程系統(tǒng)，由一個(gè)嵌入在物體中的計(jì)算和通信的內(nèi)核，以及物理環(huán)境中的結(jié)構(gòu)所監(jiān)測和控制?；谏舷挛牡淖赃m應(yīng)故障診斷輔助工具基于肢體動作的物理輔助移動式個(gè)性化自適應(yīng)的輔助導(dǎo)航系統(tǒng)多模式的人機(jī)交互基于位置的維護(hù)和規(guī)劃輔助工具基于虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜工作流程輔助管理工12、具6CCPS計(jì)算（Computing，云計(jì)算等）社群（Community，協(xié)同合作）定制化（Customization，個(gè)性化定制）控制（Control，傳感器、執(zhí)行器等）通信（Communication，無線通信等）內(nèi)容（Content，語義分析）二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造算法文檔三維模型工藝數(shù)據(jù)CPS：系統(tǒng)中的物理對象和相應(yīng)的虛擬對象通過泛在信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信Cyber：算法和服務(wù)，服務(wù)的動態(tài)集成 和服務(wù)提供商，并跨越邊界進(jìn)行信息交流Cyber：包括3D模型，仿真模型，文檔，關(guān)系，工作條件等數(shù)據(jù)能夠通過可變信息網(wǎng)絡(luò)在任何地方和任何時(shí)間進(jìn)行搜集Physcial：在生產(chǎn)系統(tǒng)中的人和自動化模塊具13、有智能化、自我解釋、自我意識、自我診斷、交互評估能力CPS系統(tǒng)觸發(fā)了工業(yè)自動化模式轉(zhuǎn)變服務(wù)云物理對象CPS平臺二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造智能工廠二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造智能工廠的三層架構(gòu)二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造 智能設(shè)備智能設(shè)備基于無線、RFID、傳感器和服務(wù)的架構(gòu) 智能產(chǎn)品智能產(chǎn)品智能產(chǎn)品特性 集成了信息存儲、傳感、無線通信功能產(chǎn)品是信息載體 產(chǎn)品在整個(gè)完整的供應(yīng)鏈和生命周期中都一直帶有自身信息產(chǎn)品是一個(gè)agent產(chǎn)品會影響其所在環(huán)境產(chǎn)品具有自監(jiān)測功能產(chǎn)品會對其自身狀態(tài)和環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測我生產(chǎn)于2010年4月30日，5月3日出廠請握中間已經(jīng)打開2分鐘了，請蓋上智能智能APP平臺平臺面向14、智能制造的APP商店下載量身定制的用戶界面工業(yè)工業(yè)4.0中的智能汽車中的智能汽車智能產(chǎn)品案例-智能化汽車動力管理動力管理APP駕駛員輔助駕駛員輔助APP智能用戶界面智能用戶界面APP綠色駕駛綠色駕駛APP工業(yè)工業(yè)4.0智能工廠的布局智能工廠的布局面向服務(wù)的工廠的布局服務(wù)庫服務(wù)庫硬件無關(guān)硬件無關(guān)抽象服務(wù)抽象服務(wù)硬件相關(guān)硬件相關(guān)設(shè)備控制設(shè)備控制現(xiàn)場層現(xiàn)場層橫向、縱向、端到端的集成二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造云計(jì)算推動工業(yè)4.0的創(chuàng)新能力發(fā)展，通過資源的平臺集中管理，實(shí)現(xiàn)智能化實(shí)時(shí)控制調(diào)配。同時(shí)大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)制造、庫存、采購、物流等的最優(yōu)化管理。行業(yè)云 SAAS IAAS PAASOA切削云焊接云數(shù)15、據(jù)分析云管理和業(yè)務(wù)這次恒安全CRM門戶即時(shí)通信郵件內(nèi)容管理工業(yè)應(yīng)用ansysabqqusfluentblast基服礎(chǔ)務(wù)基設(shè)礎(chǔ)施身份認(rèn)證ACLData Mining FrameworkCloud APIDevelopmentFramework虛擬化主機(jī)存儲網(wǎng)絡(luò)其他硬件數(shù)據(jù)存儲計(jì)算服務(wù)負(fù)載管理備份加工云 工業(yè)云（二）核心是動態(tài)配置的生產(chǎn)方式二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造汽車生產(chǎn)線的變遷二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造產(chǎn)品-服務(wù)坐標(biāo)產(chǎn)品開發(fā)服務(wù) C3P PLM 買方交易 賣方交易 物流交易供應(yīng)商客戶價(jià)值鏈坐標(biāo)企業(yè)坐標(biāo)生產(chǎn)管理CRMSCM ERP MES 信息交換 （數(shù)據(jù)）（三）關(guān)鍵是信息技術(shù)應(yīng)用二、工業(yè)416、.0時(shí)代的智能制造工業(yè)軟件決定工業(yè)4.0（四）愿景是解決能源消費(fèi)等社會問題二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造2010年德國能耗分布制造業(yè)節(jié)能途徑工業(yè)節(jié)能減排與綜合利用收集和分析能源信息識別問題管理運(yùn)營改變耗能不良習(xí)慣二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造未來制造業(yè)三三、未來制造業(yè)BusinessCustomersFINERPEAMEquipment&AutomationHRWMST&ASuppliersLean/CITMSHMIMISched產(chǎn)品 Productionetc.CAMQualityDesignMPMCRMCAD運(yùn)行設(shè)施 Operations Infrastructure企業(yè)設(shè)施 Enterpri17、se InfrastructureSCMSupportMES供應(yīng)側(cè)客戶側(cè)企業(yè)側(cè)支持設(shè)計(jì)（一）工業(yè)軟件定義制造業(yè)（二）大數(shù)據(jù)驅(qū)動制造業(yè)向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型三、未來制造業(yè)數(shù)據(jù)量的增速全球數(shù)據(jù)量預(yù)測（單位ZB）1980以來，每40個(gè)月翻一番數(shù)據(jù)量增速，是GDP增速的4倍數(shù)據(jù)處理能力，是GDP增速的9倍2000年人類信息75%是模擬數(shù)據(jù)，2007年是6%，現(xiàn)在1%？三、未來制造業(yè)制造業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)運(yùn)營數(shù)據(jù)制造業(yè)大數(shù)據(jù)AB外部數(shù)據(jù)D價(jià)值鏈數(shù)據(jù)C三、未來制造業(yè)市場預(yù)測精準(zhǔn)匹配生產(chǎn)管理社交應(yīng)用推送營銷大數(shù)據(jù)驅(qū)動制造業(yè)向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型三、未來制造業(yè)智能制造智能制造智能制造智能產(chǎn)品智能產(chǎn)品智能數(shù)據(jù)智能數(shù)據(jù)智能工廠智能工廠智能設(shè)備智能設(shè)備產(chǎn)生使用三、未來制造業(yè)（三）網(wǎng)絡(luò)信息安全同樣影響工廠三、未來制造業(yè)暢想（四）制造業(yè)將成為信息產(chǎn)業(yè)的一部分三、未來制造業(yè)制造業(yè)產(chǎn)品將被視為電子產(chǎn)品或者網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品三、未來制造業(yè)未來的汽車能否與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可能成為汽車市場上的決定性因素三、未來制造業(yè)三、未來制造業(yè)制造業(yè)也將成為信息產(chǎn)業(yè)的一部分三、未來制造業(yè)謝謝觀賞！張彥國