中国制造2025先进制造全球动向与中国智慧工厂1051

开启智能制造，建设智慧工厂报告人：王健中国科技自动化联盟副理事长兼秘书长北京易能立方科技有限公司董事总经理2015年4月21日NEPCON与智慧工厂1.0-电子制造业的未来ChallengesandTrendsGermany:Industrial4.0China:SmartFactory1.0全球制造业面临的挑战和趋势德国工业4.0中国智慧工厂1.0ChallengesandTrendsofGlobalManufacturing全球制造业挑战和趋势DevelopingDriversofManufacturing制造业发展驱动力ChangingDemandsofCustomers客户需求的改变Personality,DiversitySmartProduct&ServicesEnvironmentalFriendly,Green,EnergySavingExperiencingCulture,GlobalizationHowManufacturingCouldRespond?制造业如何迎合这种变化ProductionEfficiency,Flexibility,IntelligenceResourceEfficiency,EnvironmentalProtection,SafetyLife-cycleCostCompromiseandSustainabilitySixChallengesofManufacturing制造业二十一世纪面临的六大挑战Fast快速响应市场Open打破壁垒Connect网络连接一切Green绿色环保Globalize全球化运营Innovate创新TrendsofManufacturing制造业发展趋势CustomerFocused以顾客为焦点PeopleCentralized以人为中心CollaborationandMobility协作与移动AdvancedProcessandResourceEfficiency工艺先进化、资源高效化IntelligentManufacturing,DigitalManufacturing智能制造与数字制造工业4.0：德国制造业的愿景TheFourthIndustrialRevolution第四次工业革命CPSasBasicElementofSmartFactory以信息物理系统为基本元素构建智慧工厂嵌入式系统网络化嵌入式系统信息物理系统智慧工厂智慧城市物联网SampleCPSforaCNC数控机床CPS系统Source:Recentadvancesandtrendsinpredictivemanufacturingsystemsinbigdataenvironment，JayLeeSmartFactoryasPartofIoTandIoS智慧工厂是物联网和服务网的有机部分ThreeDirectionsofIntegration三大方向的集成DifferentPerspectivestowardsIndustrial4.0从不同角度理解工业4.0参考架构ExampleApplication:CustomManufacturing应用案例：从刚性流水线到个性化制造80%ofinnovationsaredrivenbyICT.80%的创新由信息通信技术（ICT）驱动CPS/IoT/IoSarebasicsofsmartfactory.依赖CPS系统、物联网和服务网SW&datawilldominant.软件和数据而不是机械的含量不断增加IE/Automation/ITstarttoimmerge.曾经分离的工业工程、自动化和IT开始融合Life-timeemployeedevelopmentwillbesupported.新型的组织结构支持员工终生发展KeyFeaturesofIndustrial4.0工业4.0重要特征VDE（2014.04）StandardizationRoadmap德国工业4.0标准化路线图•领域1：系统架构•领域2：用例•领域3：基本术语/关键模型/建模和描述技术•领域4：非功能性特性•领域5：技术系统与过程的参考模型•领域6：仪表与控制功能的参考模型•领域7：技术与组织过程的参考模型•领域8：工业4.0中人的作用和角色•领域9：开发•领域10：工程•领域11：标准库•领域12：技术和解决方案FromRequirementstoImplementation从标准的需求到标准的实现环境开发开发开发研究国家标准机构欧洲标准机构国际标准机构联盟标准机构协会标准机构产品服务开发实际应用标准需求欧洲单一数字市场和“未来工厂”计划•2015年初，欧盟宣布“单一数字市场”战略，三大关键领域中包括打造欧洲数字经济和数字社会，该领域又包括如下五个优先行动：–智慧工厂、标准、大数据、云计算和数字化技能•“未来工厂”计划是一个欧盟范围内的公私合作计划，旨在支持先进生产技术的研究、开发与创新，以帮助实现2010年提出的“欧洲2020”战略目标。•这实际上将工业4.0所倡导的智慧工厂上升到欧盟战略传感器先进制造系统网络安全云计算大数据未来的资源大规模定制AGV用户机器人先进材料3D打印/增材制造供应商物流4.0工厂4.0物联网2015汉诺威：工业4.0仍然是焦点HANNOVERMESSE2015LeadThemeIntegratedIndustry-JointheNetwork融合工业-加入网络ChinaEmbracesI4.0中国拥抱工业4.0•国家：互联网＋和中国制造2025，智能制造关键•学术：同济大学“工业4.0—智能工厂实验室”•地方：中德工业4.0产业园•股市：工业4.0概念股大行其道•媒体：一系列工业4.0和智能制造会议•企业：总得干点什么，但怎么干是问题？SmartFactory1.0RecentFutureforChinaManufacturing中国制造业的近期目标DefinitionofSmartFactory智慧工厂之定义•Data,InformationandKnowledgeasCoreCompetence•Basedonscientificmanagementpracticesandadvancedtechnologies,includingintelligentcontrol,ICTandautomation•Newgenerationofmanufacturingenterpriseanditseco-system1.在制造业一系列科学管理实践的基础上，2.深度融合智能科学技术、信息通信技术和科技自动化技术，3.围绕数据、信息和知识建立核心竞争力的4.新一代制造业企业及其生态系统。•智慧工厂以创造全新客户价值和最佳用户体验为最高宗旨，涵盖了广泛的协作网络和知识集合。•自动化工厂、信息化工厂、智能化工厂之后，现代制造业企业发展的新的高级阶段。SmartFactoryFramework智慧工厂框架：数据信息和知识驱动ChinaSmartFactory1.0:thefirststagefor2020智慧工厂1.0特点：1-2-2-3-3MachineBuilders+EndProductManufacturers第一个2：智能装备制造商和终端产品制造商DigitalManufacturing+IntelligentManufacturing第二个2：融合了数字制造和智能制造Horizontal+Vertical+Life-cycleIntegrations第一个3：纵向信息和数据集成是三大集成之一Physical+Information+EnergyModel第二个3：物理模型、信息模型与能量模型HowtoImplementSmartFactory智慧工厂的实现路径•中国制造业所处阶段–工业1.0、2.0、3.0并存•智慧工厂实现路径–方向清晰、基础不同、路径灵活•智慧工厂1.0没有唯一版本RoadmapofSmartFactory1.0智慧工厂1.0路线图–发展目标•基于核心能力发展成熟度进行定义•根据智慧工厂评价要素进行定义•从达到的综合效果上进行定义–覆盖范围（内涵外延）•纳入哪些产品？哪些过程？哪些系统？–指标体系：•定义系列KPI，度量当前水平并制定绩效目标–制定过程：•探索需求、制定目标、识别支撑性技术、制定行动计划•制定组织、流程和人的发展与保障计划•必须确定标准、技术规范和参考架构ActionPlanorRoadmapTemplate行动计划或路线图的模板•内容概述•实现障碍•实现效益•行动计划–2014、2017、2020•技术目标•绩效目标•参与角色DataCapacityandMaturityModel以数据能力作为标志分阶段规划ForumsandExhibitions实践：智慧工厂论坛展览展示–April,2014HannoverIndustrialFair–Nov.,2014SPS/IPC/Drives,Nuremberg–March,2014MunichElectronica,SH–April,2014NEPCON，SH–June,2014SmartFactoryOnsiteWorkshops–Nov.,2014SummitofSmartFactory，SH实践：挖掘和建设智慧工厂实施样板•BuildOnsiteDemonstrations行业领先客户现场示范–ElectronicManufacturing电子制造–FoodandBeverage烟草/食品/饮料–MetalMaking智能装备•CollaborationwithCustomers合作模式–ToplevelPlanning顶层设计–Implementation策划实施–Co-researchstandards联合研发InternationalTech.TransferandCommunication实践：跨国交流和技术转移•SmartFactorySharingWorkshop智慧工厂分享会–April,2014，Hannover，Germany–Nov.2014，Nurnberg,Germany•SmartFactoryVisitingTour智慧工厂参观游学团•CooperatewithleadingThinkTanks制造业智库和情报机构合作SmartFactoryOpenPlatform2014.07：智慧工厂开放平台•The1stbottom-to-upindustrialmovementinChina中国制造业第一个自下而上的集智运动–Crowd-sourcing+Crowd-funding–OpentoWholeIndustryandSociety–UserGenerateContents(UGC)–IPfreeofcharge•Expectations期望的输出–FrameworkandArchitecture–StandardsandRegulations–GuidanceandCaseStudiesSmartFactoryPlatform智慧工厂开放平台组织架构督导委员会(SC)•全体成员企业•专业技术组织代表•SAC发言人•特邀代表：WG组长秘书处(Sec.)技术咨询委员会(TAC)相关技术领域专家理事会(GB)理事会成员由SC的成员企业选举组成专家社区制定平台战略通报与交流与WG组长协同工作管理平台……派出发言人派出代表支持支持支持WG1WG2WGnIntellectualPropertiesMachineBuilderDIntellectualPropertiesMachineBuilderCIntellectualPropertiesMachineBuilderBIntellectualPropertiesMachineBuilderAWG1:包装机械智能模块开发OMACStateModelOMACStateModelOMACStateModelOMACSta