德国工业4.0对我国的启示

四川工程职业技术学院机电工程系■德国工业4.0目录■德国工业4.0对我国的启示一、德国工业4.0为何提出工业4.0？德国称得上是一个高端制造的大国，制造业作为其经济增长的动力，使其在欧债危机中长期保持坚挺。但他们的制造业始终以产品为主。他们一直在反思，为什么自己的产品只有生产功能的价值，而没有服务的价值。基于自身较强的制造设备工业，在国家战略下合作建设互联的智能工程系统可能是重要的路径，使得德国成为第四次工业革命的先行者。一、德国工业4.0提出工业4.0概念源于2011年汉诺威工业博览会，德国业界提出该想法是通过物联网等技术应用来提高德国制造业水平。随后，德国成立了“工业4.0工作组”，并于2013年4月发布了《保障德国制造业的未来：关于实施工业4.0战略的建议》的报告。概述工业4.0的核心内容：建设一个网络、研究两大主题、实现三大集成、推进三大转变。工业1.0——蒸汽时代工业2.0——电气时代工业3.0——电子信息时代工业4.0——信息物理融合系统CPS工业发展历程一、德国工业4.0一、德国工业4.0核心思想强调虚拟网络世界与实体物理系统的融合。换言之，强调制造业在数据分析基础上的转型。信息物理融合系统（CPS）主要特征•Connection（连接）•Cloud（云储存）•Cyber（虚拟网络）•Content（内容）•Community（社群）•Customization（定制化）一个网络一、德国工业4.0智能工厂与智能生产两大主题智能工厂重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用等。两大主题•智能工厂的架构——基于物联网和服务互联网一、德国工业4.0智能工厂两大主题PLM:ProductLifecycleManagementERP:EnterpriseResourcePlanningQMS:QualityManagementSystemAPP:Application•智能工厂的流程——基于云安全网络一、德国工业4.0两大主题一、德国工业4.0•从智能工厂到智能生产两大主题•从智能工厂到智能生产一、德国工业4.0两大主题•工业4.0下的产品特点——集成了信息存储、传感、无线通信功能。一、德国工业4.0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。产品是一个agent产品会影响其所在环境产品具有自监测功能产品会对其自身状态和环境进行监测两大主题•工业4.0下的多模式交互一、德国工业4.0两大主题一、德国工业4.0•智能工厂中的机器人技术机器人不再被固定在安全工作地点，而是与人类在智能工厂一起协同工作。两大主题一、德国工业4.0•智能产品实例——智能化汽车两大主题•智能产品实例——波音一、德国工业4.0波音公司已经在一些领域（军用民用）应用信息物理系统，从中获益匪浅。CPS对于波音公司航空航天领域至关重要。两大主题一、德国工业4.0三大集成三大集成一、德国工业4.0实现生产由集中向分散的转变规模效应不再是工业生产的关键因素；工业生产的基本模式将由集中式控制向分散式增强型控制转变实现产品由大规模趋同性生产向规模化定制生产转变未来产品都将完全按照个人意愿进行生产，极端情况下，将成为自动化、个性化的单件制造。实现由客户导向向客户全程参与的转变客户不仅出现在生产流程的两端，而是广泛、实时参与生产和价值创造的全过程。三大转变三大转变一、德国工业4.0定义归纳而言，德国工业4.0的核心，就是利用信息通信技术把产品、机器、资源和人有机结合在一起，通过信息通信技术建立一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。在此模式中，CPS系统将推动生产对象直接或借助互联网通过M2M（Machine-to-Machine）通信自主实现信息交换、运转和互相操控；智能工厂能够自行运转，产品与机器可以相互交流，机器可以自组织生产，供应链将自动化协同，产业链分工将被重组，创造新价值的过程将发生改变。•德国一些企业已经开始实施工业4.0一、德国工业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。二、德国工业4.0对我国的启示提出中国制造2025的背景从中国制造业形势看，2013年工业占GDP的37%，装备制造业产值规模突破20万亿元人民币，占全球装备制造业总量的三分之一以上。中国发电设备产量约占全球总量的60%；造船占全球比重的41%；机床占全球比重38%。在500余种工业产品中，中国有220多重产量居世界第一。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对我国的启示人口成本上升从事制造业意愿降低中国的“世界工厂”面临双重挑战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。国际金融危机，凸显实体经济的重要性人口红利消失劳动力供给减少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”战略提出中国制造2025的背景二、德国工业4.0对我国的启示自主创新能力不强；产品质量问题比较突出；资源效率利用率较低，能耗较高，污染较严重；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。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。内需不断扩大。中国制造业现状不足：二、德国工业4.0对我国的启示中德签署《中德合作行动纲领》2014年10月10日，中华人民共和国国务院总理李克强在访问德国期间和德国总理默克尔，联合发表了《中德合作行动纲领》，重点突出了双方在制造业“工业4.0”计划的携手合作。中德达成六点共识中德两国政府间要建立工业4.0的对话机制；联合开展基础性、前瞻性的研究；合作制订新标准；加强工业设计领域的合作；加强智能制造、试点示范的合作；大力开展人才交流方面的培训和合作。《中德合作行动纲领》二、德国工业4.0对我国的启示借鉴了德国的工业4.0计划，我国也制订了《中国制造2025》中国制造2025二、德国工业4.0对我国的启示“一二三四五五十”中国制造2025可以用“一二三四五五十”总体概括《中国制造2025》规划：二、德国工业4.0对我国的启示“一二三四五五十”中国制造2025一个目标：从制造业大国向制造业强国转变，最终实现制造业强国的目标。两化融合：通过两化融合发展来实现这个目标。党的十八大提出了用信息化和工业化两化深度融合来引领和带动整个制造业的发展，这也是我们制造业所要占据的一个制高点。二、德国工业4.0对我国的启示中国制造2025三步走：“一二三四五五十”二、德国工业4.0对我国的启示“一二三四五五十”中国制造2025四项原则：市场主导、政府引导；既立足当前，又着眼长远；全面推进、重点突破；自主发展和合作共赢。二、德国工业4.0对我国的启示“一二三四五五十”中国制造2025五条方针：创新驱动；质量为先；绿色发展；结构优化；人才为本。五大工程：国家制造业创新中心建设工程；智能制造工程；工业强基工程；绿色制造工程；高端装备创新工程。二、德国工业4.0对我国的启示中国制造2025“一二三四五五十”二、德国工业4.0对我国的启示中国制造2025解读中国制造2025四大转变：由要素驱动向创新驱动改变；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；二、德国工业4.0对我国的启示中国制造2025解读中国制造2025六个关键词：制造强国、绿色制造中国创造智能制造中国质量中国品牌二、德国工业4.0对我国的启示中国制造2025德国工业4.0VS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中国：工业2.0、3.0和4.0同时推动。更加复杂、更加艰巨仅与《中国制造2025》中的智能制造规划、两化融合规划相当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。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。二、德国工业4.0对我国的启示中国制造2025重要启示把两化深度融合作为主要着力点；超前部署建设国家信息物理系统网络平台；启动国家智能制造重大专项工程；用标准引领信息网络技术与工业融合；构建有利于工业转型升级的制度保障体系；产学研用联合推动制造业创新发展。