工业4.0概述PPT课件.pptx

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目录,发展背景解读工业4.0工业4.0技术基础中国工业2025汽车工业4.0启示与总结,2,.,工业发展历程,三次工业革命使得人类发展进入了空前繁荣的时代，但也带来巨大的能源以与资源消耗、巨大的环境代价以及生态成本随着信息技术与工业技术的高度融合，资源、信息、物品和人力相互关联，网络、计算机技术、信息技术、软件与自动化技术深度交织，由此带来工业价值模型新的变革,3,.,战略的提出,初步概念2011年德国汉诺威工业博览会上，德国相关协会提出工业4.0的初步概念发展完善德机械设备制造联合会等协会牵头，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，成立“工业4.0工作组”进一步加强工业4.0的研究并向德国政府进行报告国家战略发展制造业是德国政府高技术战略2020确定的十大未来项目之一，“工业4.0”研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，已上升为国家战略正式提出2013年4月，德国政府于2013汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”中德合作2014年10月，李克强总理访德期间，中德签署了中德合作行动纲要：

共塑创新，提出两国将开展工业生产的数字化（工业4.0）合作,4,.,目前发展水平,新工业革命真的已经到来了吗？

现在,目前仍然处于工业3.0阶段，工业4.0仅处于理论研究和小规模实验性实践阶段；第一、二次工业变革都经历了100年左右的时间，第三次工业革命目前已经持续了半个多世纪，保守预测工业3.0时代将持续到2050年；与工业3.0时代相比，工业4.0时代肯定有完全不同的特征，至于特征是什么，各人见解不尽相同。

目前的认识是智能化和网络化，也有人认为是定制化。

5,.,工业升级的动力,市场需求和工业生产越来越复杂，传统技术无法妥善解决，倒逼工业升级；工业4.0一定会在将来某个时间到来；工业4.0只会在市场需求和工业生产的复杂性发展到一定程度后才到来。

6,.,目录,发展背景解读工业4.0工业4.0技术基础中国工业2025汽车工业4.0启示与总结,7,.,总体概念,定义工业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。

该战略旨在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-PhysicalSystem），推动制造业向智能化转型。

一个网络信息物理融合系统（CPS）三个集成纵向集成横向集成端到端的集成两个主题智能工厂智能生产关联工业4.0战略目标是实现两个主题CPS、三个集成是实现智能工厂的前提条件人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间通过CPS实现横向、纵向和端对端的高度集成,8,.,工业4.0的基础-CPS,分布式、智能化、网络化的世界,信息物理系统（Cyber-PhysicalSystems，CPS），是将物理设备（各类传感器）连接到互联网上，让物理设备具备计算、通信、精确控制、远程协调、数据采集等功能，从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合CPS将资源、信息、物体以及人联系在一起，从而创造物联网及相关服务，并将生产工厂转变为一个智能环境，这是实现工业4.0的基础,9,.,CPS构架,新一代无障碍网络,人机交互,提供监测数据,接受控制指令,10,.,CPS与物联网,物联网物联网（Internetofthings）：

通过各种信息传感设备，把需要监控、连接、互动的物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，实现智能化识别、跟踪、监控和管理CPS与物联网的区别物联网强调网络的联通作用，而CPS强调网络的虚拟作用。

物联网主要用于获取各类事物的信息，以及对这些信息的处理和应用。

CPS不仅要获取事物的信息，还能够实现现实世界与物理世界的相互作用。

CPS就像镜子一样把现实世界与信息世界一一对应起来，形成一个相互作用的闭环系统。

11,.,CPS与虚拟现实,虚拟现实是采用数字技术模拟现实，而CPS强调的是虚拟控制现实。

CPS是一个以通讯和计算为核心的集成的监控和协调行动的工程化物理系统，通过虚拟网络世界与现实物理世界的融合，将网络空间的高级计算能力运用于现实世界中，形成可自律操作的智能系统。

3C协同,CPS的基本核心是：

虚拟世界与物理现实之间能够连接、互动和映射，虚拟世界可以控制物理世界，物理世界亦可以反馈到虚拟世界，二者之间可以互看见、互操作,12,.,三大集成,13,.,纵向集成,纵向集成就是解决车间（工厂）内部信息孤岛的集成，工业4.0所要追求的就是在车间内部实现所有环节信息无缝链接，这是所有智能化的基础,欧盟“智能工厂”研发团队FRAME采用世界上最先进的创新型传感网络技术和人机交互技术，开发出具有自我意识、自我学习和自我适应能力的智能型自动控制系统。

14,.,端到端集成,围绕产品全生命周期价值链的集成，集成供应商（零件、原料、能源）、制造商（研发、设计、配送）、分销商（一级、二级、三级）以及客户信息流、物流和资金流，在为客户提供更有价值的产品和服务同时，重构产业链各环节的价值体系,西门子的阿基米德计划并购UGSPLMSoftware设计与生产的业务流程集成并形成闭环循环并行流程针对多学科多部门的并行流程信息交互信息同源化的信息集成按设计制造按客户和企业的需求制造产品仿真产品全生命周期仿真缩短产品发布时间缩短产品获得利润时间企业研发部门创新遍布全球的创新网络,15,.,横向集成,横向集成是多条产业链上企业的资源整合，是为了实现各企业间的无缝合作，各公司各环节数据共享，由传统制造企业向跨界融合企业转变,金融,通讯,物流,公共服务,原材料,用户需求,智囊、研究所,16,.,智能工厂与智能生产,工业4.0的最终目标是实现智能工厂与智能生产智能工厂和智能生产的标志是：

生产流程智能化，生产设备动态适应个性化的产品需求,17,.,应用价值,18,.,目录,发展背景解读工业4.0工业4.0技术基础中国工业2025汽车工业4.0启示与总结,19,.,物联网,国际电信联盟（ITU）对物联网定义：

通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

20,.,云计算,中国网格计算、云计算专家刘鹏：

云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务”,21,.,大数据,麦肯锡全球研究所：

一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。

22,.,人工智能,人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。

人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。

23,.,3D打印,3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

24,.,目录,发展背景解读工业4.0工业4.0技术基础中国工业2025汽车工业4.0启示与总结,25,.,中国制造现状,不足自主创新能力不强；产品质量问题还比较突出；资源效率利用比较低，能耗比较高，污染比较严重；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；工业发展不平衡，处在没有总体完成工业2.0和工业3.0的状态。

优势经过几十年的快速发展，我国制造业规模跃居世界第一位.在于“亚洲工厂”本身。

部分低端经济活动的确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。

内需在不断扩大。

26,.,面临的挑战,发达国家正在进行“再工业化”运动东盟国家、印度和拉美国家则拥有更低的劳动力和资源成本。

美国、德国、英国等发达国家纷纷提出以重振制造业为核心、以信息网络技术、数字化制造技术应用为重点，旨在依靠科技创新，抢占制造业新的制高点的“再工业化”战略,国际金融危机，凸显实体经济的重要性,中国的“世界工厂”面临双重挑战,27,.,中国制造业的互联网化,信息服务,通讯服务,文化娱乐,教育,商品零售,旅游医疗保健,住宿/餐饮中介,房地产,金融,批发服务,物流,工农支撑服务,公共卫生/教育公益服务,公共事务管理,电力,采矿业,采集业,畜牧业,渔业农业,林业,燃气,水利,建筑业,制造业,互联网化阶段,互联网化程度,发展制造业是振兴中国经济的不二选择中国比世界上绝大多数国家更亟需通过互联网提升制造业水品,28,.,总体规划,“中国制造2025”是中国制造强国总体规划三个十年“三步走”战略的第一个十年的行动纲领。

“中国制造2025”提出了加快制造业转型升级、提升增效的重大战略任务和重大政策举措，力争到2025年从制造大国迈入制造强国之列。

29,.,中国制造2025-战略规划,30,.,中国制造2025-五大工程,3、工业强基工程解决基础零部件、基础工艺、基础材料比较落后,5、高端装备创新工程“核高基”、互联网、数控机床、大飞机等专项已经在做还要推进一些新的专项来启动，来提高整个装备制造业的水平。

2、大力推进智能制造带动各个产业提高数字化水平和智能化水平。

智能制造是新一轮科技革命的核心，也是制造业数字化、网络化、智能化的主攻方向。

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%。

1、实施国家制造业创新中心建设工程要建设一批产学研用相结合的制造业创新中心:

在现有研究院所、大学和企业基础上，以产业联盟形式来承担制造业强国建设的核心任务，然后市场化的组建，阶段性地形成成果,31,.,中国制造2025重点,四大转变由要素驱动向创新驱动转变由低成本竞争优势向质量效益竞争优势转变由资源消耗大、污染物排放多的粗放制造向绿色制造转变由生产型制造向服务型制造转变一条主线以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化网络化智能化制造为主线八项战略对策推行数字化网络化智能化制造；提升产品设计能力；完善制造业技术创新体系；强化制造基础；提升产品质量；推行绿色制造；培养具有全球竞争力的企业群体和优势产业；发展现代制造服务业。

32,.,目录,发展背景解读工业4.0工业4.0技术基础中国工业2025汽车工业4.0启示与总结,33,.,汽车智能工厂,34,.,各国汽车工业体系,汽车工业是最庞大、复杂的民用工业体系，因此汽车工业成为各国新工业战略目标实施道路上的先驱,35,.,中国汽车工业,现状产能居于世界领先地位，但制造水平与发达国家差距显著；自主品牌自动化智能化水平较低，多数处于人工主导，机器人辅助的阶段；合资品牌的自主研发能力较弱，在产业价值链中扮演加工、组装等附加值较低的角色。

未来预计2020前后，人口红利消失和老龄化导致人工成本上升，将倒逼汽车厂商加快部署智能工厂和智能生产；预计2025年前后，汽车工业将率先进入4.0，拥有核心技术和资源的标杆企业进一步扩大，实力弱小的中小汽车品牌面临淘汰；预计到2035年，中国制造业达到强国阵营中等水平，互联网汽车逐步普及，汽车产业跨入新时代。

36,.,汽车工业机器人,工业机器人的快速发展和普及，是汽车厂商实现自动化、智能化生产的基础,37,.,汽车工业4.0实践,38,.,汽车工业4.0典范,39,.,目录,发展背景解读工业4.0工业4.0技术基础中国工业2025汽车工业4.0启示与总结,40,.,热潮下的冷思考,中国是人口大国，即使劳动人口老龄化也仍然存在大量的适龄劳动力，中国工业4.0不能完全照办德国模式，仍然必须重视劳动力要素；个性化产品定制存在的问题：

生产一致性是产品质量的保证，个性化定制产品只可能在产品外观和配置上做有限选择，而这点不需要工业4.0，现在的生产技术就能做到消费者并不清楚自己的真实