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1制造业信息化与工业4.0河南理工大学计算机科学与技术学院侯守明2报告提纲一、中国制造业信息化发展历程二、制造业发展现状及面临的问题三、工业4.0革命+两化融合四、解读“中国制造2025”五、企业应用实施案例*3一、中国制造业信息化发展历程4制造业的内涵制造业是指对原材料(采掘业的产品和农产品)进行加工或再加工，以及对零部件装配的工业的总称。制造业一般有消费品制造业和资本品制造业、轻型制造业和重型制造业、民用制造业和军工制造业、传统制造业和现代制造业之分，其中装备制造业越来越重要。装备制造业是指资本品的制造业，是为国民经济和国防建设提供投资类产品的企业的总称。根据最新的《国民经济行业分类》国家标准（GB/T4754-2002）之规定，制造业分为31个大类:衣食住行能源化工仪器仪表印刷文教交通装备制造等。5制造业历史回顾制造业和制造技术的形成，只有两百年的历史。发展动力：市场牵引+技术推动18世纪后期，以蒸汽机和工具机发明为特征的产业革命，开始了以机器为主导地位的制造业新纪元，促成了制造企业雏形——工场式生产的出现。19世纪末、20世纪初，内燃机的发明引发了制造业的革命；由福特、斯隆开创了流水式、大批量生产模式，泰勒创立了科学管理理论，导致了制造技术的过细分工和制造系统的功能分解。二战后，微电子技术、计算机技术、自动化技术得到了迅速发展，推动了制造技术向高质量生产和柔性生产的方向发展。从70年代开始，，受市场多样化、个性化的牵引及商业竞争加剧的影响，制造技术进入了面向市场、柔性生产的新阶段，引发了生产模式和管理技术的革命，出现计算机集成制造、丰田生产模式（精益生产）。在90年代,相继出现了智能制造、敏捷制造、下一代制造等新的制造理念。传统制造技术与以计算机为核心的信息技术和现代管理技术相结合，形成了先进制造技术(AMT——AdvancedManufacturingTechnology)，进而促进了制造业信息化技术的诞生。6制造业信息化内涵制造业信息化是用信息技术改造传统产业和实现信息化带动工业化的突破口。制造业信息化将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术(四大技术)相结合，带动产品设计方法和工具的创新，企业管理模式的创新，企业间协作关系的创新（三大创新)，实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数字化、咨询服务的网络化（五化）五化），全面提升我国制造业的竞争力。7制造业信息化技术的五个主要发展方向管理信息化化设计制造数字化生产过程自动化制造装备数字化企业数字化咨询服务网络化8设计数字化管路设计强度分析结构分析数字预装配CAM装配过程仿真装配过程仿真通过实现产品设计手段与设计过程的数字化和智能化，缩短产品开发周期，提高企业的产品创新能力。9制造装备数字化通过实现制造装备的数字化、自动化和精密化，提高产品的精度和加工装配的效率。10生产过程数字化通过实现生产过程控制的数字化、自动化和智能化，提高企业生产过程自动化水平。PCSMESERPIntelligent-Plant-Control(IPC)流程工业离散制造业11管理数字化制造ERPPDMCRMERPPDMSCMERPSCMWCSERPWCSCRM工程供应商用户通过实现企业内外部管理的数字化，促进企业重组和优化，提高企业管理效率和水平，采用电子商务手段提高市场拓展和应变能力；12企业数字化CPC/PLM虚拟企业应用平台（VirtualEnterpriseApplicationPlatform）CPC/PLM虚拟企业应用平台（VirtualEnterpriseApplicationPlatform）SCM/ERPCAOCAOCAQCAQX...X...工程/产品数据计划/管理数据工艺过程规划产品规划产品设计制订生产计划生产市场开发销售服务CADCADCAPPCAPPCAQCAQCAMCAMCAxCAxPDMMESInternetIntranetExtranet电子商务增值链虚拟产品知识库知识库产品在设计、制造装备、生产过程和经营管理数字化的基础上，通过实现全球化环境下企业内外部资源的集成和最佳利用，促进制造企业的业务过程、组织结构与产品结构的调整，提高我国企业、区域和行业的竞争能力。13中国制造业信息化的发展演变历程中国制造业信息化中国制造2025两化深度融合两化融合‘两甩工程’制造业信息化工程CAD/CIMS示范工程九五十五十一五十八大，工业4.0革命十二五十三五大力推进国民经济和社会信息化信息化带动工业化战略14“十五”制造业信息化工程战略目标突破一批重大关键技术，形成一批具有自主知识产权和市场竞争力的制造业信息化关键技术产品；实施一批制造业信息化应用的示范企业、示范行业、示范区域和示范省市，并通过辐射和扩散效应，提升我国制造业的核心竞争力；培育制造业信息化软硬件产业、中介及咨询服务业，形成一批制造业信息化专业化、网络化的服务公司；培养一批人才，形成一支推进制造业信息化的专业队伍。15制造业信息化工程任务体系结构制造业信息化工程技术创新体系关键技术关键技术产品研发产品研发及应用及应用推广应用体系营造制造业信息化工程的社会氛围技术服务支撑企业应用示范应用技术攻关制造业信息化工程试点示范16中国制造业信息化发展之路制造业信息化推广应用体系制造业信息化推广应用体系技术服务支撑企业应用示范应用技术攻关※※省（市）制造业信息化工程CADCADERPERPMESMESNCNC…………..产品研发服务支撑应用示范做得出、用得上、卖得掉千家万套做得出、用得上、卖得掉做得出、用得上、卖得掉千家万套千家万套抓企业应用，提高我国制造业竞争能力带软件开发，发展我国制造业软件产业建服务体系，发展我国高技术服务产业17“十一五”制造业信息化科技工程内容“十一五”制造业信息化科技工程围绕“大力推进制造业信息化”的发展思路，组织开展了数字化综合集成技术开发与应用示范、以数字化设计制造一体化为标志的“甩图纸”和以经营管理信息化为标志的“甩账表”应用示范（即“两甩”工程）、制造业信息化公共服务平台开发及应用、行业应用软件开发、制造业信息化技术保障体系与发展环境建设等工作，提升了包括集团企业、骨干企业和中小企业在内的制造企业信息化水平，增强了制造业的自主创新能力、竞争力，推进了制造业转型升级。18“十一五”制造业信息化科技工程成效一是支持了成飞、上海电气、海尔等10家行业龙头企业开展数字化综合集成应用，成为我国集团性企业数字化综合集成应用的标杆和典范；二是支持北汽福田、中联重科、潍柴等300多家地方核心骨干企业开展信息化深化应用，带动了数千家企业开展信息化应用推广；三是建立了14个面向区域、行业的中小企业公共服务平台，为数万家中小企业提供产业链协作和共性技术资源服务；四是扶植了20余家系统集成商、软件公司和中介服务机构，累计培训信息化人才160余万次。这些工作有效地支撑了企业信息化建设，同时促进了面向制造业的软件产业发展，极大地提升了企业竞争能力和信息化水平。19十二五期间，制造业信息化的新形势随着互联网、云计算、物联网等新一代信息技术的迅猛发展，与制造技术相融合，形成了制造业信息化新的核心使能技术，包括新一代集成协同技术、制造服务技术、制造物联技术等，给制造业信息化发展注入了新内涵、新活力，也为制造业信息化支撑制造业和国民经济发展增添了更强的手段。我国经济社会的发展要应对全球竞争、转型升级、绿色低碳的巨大挑战，必须加快经济发展方式转变、促进制造业转型升级，迫切需要加快发展高端制造，占据产业制高点；实现从“生产型制造”向“服务型制造”转变，占据产业价值链的高端；20制造业信息化工程要为包括集团企业、骨干企业和中小企业在内的制造企业提升核心竞争力提供技术支撑、为制造业从“生产型”制造向“服务型”制造转变提供技术支撑、为我国发展高端装备制造业提供技术支撑。打造集团企业全球协作、精细管控和绿色低碳制造模式，推动中小企业集群发展和融入产业链，引领信息化与工业化的深度融合。21我国制造业信息化发展存在主要问题重技术，轻标准，出现了信息时代的“信息孤岛”；重研发，轻需求，导致信息化与工业化融合不足；重产品，轻服务，缺乏对产业价值链的支撑；重跟踪，轻创新，支撑产业发展能力不足。22“十二五”制造业信息化科技工程的总体思路围绕《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出的“改造提升制造业，培育发展战略性新兴产业，加快发展服务业，全面提高信息化水平”战略任务，继承和发展制造业信息化科技工程取得的成果，坚持“抓应用、促发展、见效益、创环境”方针，为制造业结构调整和转型升级、培育高端制造业等战略性新兴产业提供信息化技术支撑；加强技术攻关、标准化与应用示范的协同发展，以提高自主创新能力为核心，以“服务”为宗旨、“增效”为出发点和落脚点，创新体制机制，大力协同，推动信息化与工业化的深度融合。23十二五发展制造业信息化工程的基本原则1.需求牵引、深度融合立足制造业转型升级和促进制造业发展的需求，坚持信息化与制造业务过程的全面深度融合，建立新型制造业务模式。2.增效为本、能力提升将“提高制造企业效益和制造业整体效率”作为制造业信息化的根本目标，切实加强我国制造业的研发创新、智能制造和精益管理能力的提升。3.服务创新、转型升级以市场化方式推进制造业与服务业的融合，推进“生产型”制造向“服务型”制造发展，加快信息化服务的转型，促进制造业转型。4.技术引领、跨越发展充分利用以新兴信息技术为代表的高新技术成果，发挥科技引领和支撑作用，提高企业自主创新能力和综合竞争力，促进制造业跨越式发展。24“十二五”制造业信息化工程的发展目标1.着力突破一批具有引领性、创新性的制造业信息化关键技术；2.着力打造一批数字企业、服务型制造企业和产业服务平台；3.着力培育发展生产型服务业和制造业信息化软件产业及相关服务业，促进制造业核心竞争力显著提升，支持地方支柱与特色产业快速发展，加速我国从制造大国向制造强国转变。25“十二五”制造业信息化关键技术攻关主要内容制造业信息化引领技术制造业核心软件技术与系统制造业信息化关键共性技术与系统云制造云制造关键技术与服务平台制造物流关键技术与服务平台制造物联制造服务生命周期管理面向全生命周期的复杂装备健康监测与服务支持系统设计平台技术与系统服务保障平台技术与系统经营管理平台技术与系统制造过程平台技术与系统产业链协同平台技术与系统现代制造集成技术与平台十三五？26二、制造业发展现状及面临的问题27制造业是创新驱动、转型升级的主战场科学技术越来越成为推动经济社会发展的主要力量。制造业物化了最新的科技成果，是各国技术创新的主戓场。制造业对服务业的发展具有重要的支撑带动作用。例如通信设备带劢了年增加值约1.4万亿元的信息服务业，汽车制造业将带动几倍汽车售价的汽车后服务业。美国服务业占国民经济70%以上，但近60%的服务业是依靠制造业带动的生产性服务业。美国的经济发展战略的实现转变表明：以制造业为主导的实体产业才是经济健康发展的持续劢力。28全球制造业面临制造模式变革制造业面临的问题劳动力短缺劳动力成本急剧上升产能过剩市场需求的个性化技术与产品的快速更新技术“红利”（功能、性能、成本）支撑制造模式变革29国际金融危机爆发之后，奥巴马总统呼吁要“重新回归制造业”，通过快速发展人工智能、机器人和数字制造技术，重构制造业的竞争格局，实现制造模式变革。*提升涉及国家安全产业的本土制造能力*提升先进材料的制造效率*建立保持在新一代机器人技术的领先地位*提高制造中的能源利用效率*极大提高产品的设计、制造、检测过程国际背景---美国制造业回归30欧盟委员会由此提出“新工业革命”理念，强调技术创新与结构改革，更有效和可持续地利用资源，同时大力推进新的生产方式包括机器人、数字技术等新兴产业，制造模式变革。工业4.0国际背景---欧盟新工业革命31日本“产业复兴计划”国际背景---日本产业复兴计划、印度2014年9月，印度发布“