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工业4.0与中国制造2025分析1946年计算机诞生1952年数控系统诞生60年代半导体逻辑元件诞生1969年可编程PLC60-70年代计算机图形软件商品化70年代CAD技术创新开始1980年以太网标准诞生2000年后工业以太网标准相继推出1982年IBM最早使用总线技术80年代中后期工业现场总线发展80年代数据库大发展90年代ERP、MES系统软件出现90年代互联网迅速发展90年代电子商务、B2B诞生2004年Web2.02005年左右众包概念出现，网络营销、B2B大发展2010年左右云计算、大数据、物联网、移动互联网加快发展2010年后CPS系统、工业互联网、智能制造——每一次信息通信技术(ICT)的重大创新都会为制造业带来新的变革——这一次可能是互联网引领的产业变革，推动制造业智能化、网络化辅助——ICT使计算机成为制造业的辅助工具集成——计算机、软件、通信、网络与制造技术相集成，生产自动化程度不断提升融合——ICT在制造业全产业链全面融合渗透，制造的外延和生产模式全面变革ICT技术创新制造业相应变革信息通信技术带来的制造业变革物联网/智慧技术的影响将从量变到质变衣食住行生产装备环境/社会32020/10/293D时代:3D打印(增材制造)实用化42装配工艺的颠覆-模块化立体装配52020/10/29大众汽车公司将一个完整的环境方案纳入整体规划，包括灯光照明布置、气候和通风系统、保护敏感的动植物以及保持城市生活质量等多个方面。明亮、透明，既不产生噪音，也不排放废气。建成了德累斯顿的一个新景观，一家建在市中心的汽车厂，手工打造个性化的高端轿车—辉腾。环境友好-大众“透明工厂”环境友好-清洁生产/生态工业/循环经济各国都重新重视制造业2015201420132012文字内容美国GE工业互联网文字内容新工业法国文字内容英国未来制造业预测文字内容日本机器人新战略文字内容德国工业4.0文字内容中国制造2025文字内容美国先进制造业国家战略国家战略内容及目的美国《先进伙伴制造计划》《先进制造业国家战略计划》发展包括先进生产技术平台、先进制造工艺及设计与数据基础设施等先进数字化制造技术，以实现智能化的制造方式德国《高技术战略2020》提出“工业4.0”，支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新日本《日本制造业竞争策略》加快发展协同式机器人、无人化工厂，提升制造业的国际竞争力巴西《工业强国计划(2011-2104)》明确了扶持工业发展的八项政策，并部署了以加强供应链管理为支撑的智能工厂建设等措施印度《国家制造业政策》着力推进制造业发展的中长期规划，着力建设一批智能制造产业园区82德国为何3年前就提出了“工业4.0”（一）原因一自上世纪60年代以后，欧美国家掀起了“去工业化”或者全球化浪潮，制造业外移，重点发展金融、房地产和服务业，虚拟经济迅速膨胀，结构性矛盾凸显，到2008年金融危机爆发时，欧美国家虚拟经济的脆弱性被暴露的一览无遗。为了解决产业“空心化”和失业率攀升的问题欧美国家相继开始加速“再工业化”，推动制造业“回归”。2008年一场席卷全球的金融危机，使欧美国家尝到了忽视实体经济的“苦果”。发展“虚拟经济”智能化发展实体经济当前金融服务业房地产工业制造业欧美国家掀起去工业化浪潮欧美国家加速再工业化“浪潮”2008-2011上世纪60年代金融危机席卷全球！虚拟经济迅速膨胀，结构性矛盾凸显德国工业4.092020/10/29德国是世界上制造业最发达的国家之一，但老龄化严重，许多制造业企业员工的平均年龄超过40岁，制造业后继乏人。2013年，德国成为世界上首个被迫将退休年龄延长至67岁的国家。以此希望持续保持竞争优势。缺少工人怎么办？怎样让“高龄”劳动者胜任未来的工作？劳动力危机导致企业必须想尽一切办法去减少劳动力、减少体力活，通过更为智能化的手段去减少人工运输、减少人工切换。金融危机虽对德国经济造成了一定影响，但很快从中恢复，而且各项重要经济指标创造了历史最好水平。“满血复活”主要依靠的是工业出口。但人口结构老龄化的问题也随之凸显……德国为何3年前就提出了“工业4.0”（二）工业4.0催生“机器换人”时代原因二德国工业4.0102020/10/29德国工业4.01.采用水/汽动力机械而引发的工业革命2.电力驱动的多人分工的大规模生产而引发的工业革命3.采用电子和IT深化制造自动化的工业革命4.基于CPS的工业革命112020/10/29目录互/物联网推动设计/工艺进步各国重视制造德国工业4.0中国制造困境强国之路规划纲要八大对策智能产品大定制服务转型智慧工厂122020/10/29全球制造业格局发生新变化我国制造业面临双向挤压132020/10/29中国制造的“尴尬”142020/10/29中国经济发展的新常态152020/10/29我国制造业大而不强1.自主创新能力不强核心技术依赖进口，高端装备、核心零部件和元器件、关键材料等大多依赖进口。芯片80%进口，2013年2322亿美元，超过石油。处于国际产业链的低端位置，比如苹果手机(批发价179美元)，日本、德国、韩国、中国分34%、17%、13%、3.6(6.5美元)。2.产品质量问题突出我国出口商品长期处于国外通报召回的首位，2012年占欧盟的58%，美国的65%。制造业每年直接质量损失超2000亿元，间接损失超万亿。损害“中国制造”的形象。3.资源利用效率低资源利用效率低，环境污染严重。2010年，我国GDP占世界的7.5%，能源消耗占世界的19.6。制糖业，煤耗是发达国家的2倍，平均耗水量是发达国家的5-10倍。4.产业结构不合理资源密集型产业比重大，技术密集和服务型比重偏低；产业集群发展水平不高；空间布局与资源分布不协调，地区产业结构趋同，重复建设和产能过剩严重；有国际竞争的“大”企业和“专”企业不多。5.信息化水平不高信息化改造传统生产方式和工艺流程的水平不高；核心工业软件(设计、管理、控制、优化等)迷信进口、依赖进口；自主发展意识淡漠。2009年中国又重夺世界制造业第一日本德国美国中国0.005000.0010000.0015000.0020000.0025000.00200120022003200420052006200720082009201020112012年份亿美元2001—2012年四国制造业工业增加值变化曲线172020/10/29特征制造大国制造强国产业规模小→大大创新能力较弱（模仿）强（原创）品牌无品牌有品牌产业控制力较弱，核心零部件和关键设备对外依赖严重较强，控制平台、标准，核心零部件和关键设备自给效益附加值低、效益较差附加值高、效益好资源消耗资源、能源消耗大资源、能源消耗小环境排放污染物和碳排放量大，生态环境压力大污染物和碳排放小，生态环境压力小制造强国特征制造强国特征工业强国雄厚的产业规模良好的效率效益持续的发展潜力优化的产业结构强国经验-美国1.大量移民为工业发展提供了大量的人力资源南北战争后，移民“来者不拒”。1790年，393万人；1920年，10570万人。移民带来人力、技术、资本。2.提高劳动生产率发展劳动节约型技术，发展技术和资金密集型产业，加大教育投入，提高劳动者的专业化素质和劳动生产率。3.自主成为工业发展的原动力一方面引进以英国为主的国家的技术和人才，一方面自主创新，19世界后30年美国才告别引进、主要靠创新，科技成为美国的核心竞争力，超过英国成为世界第一制造大国。4.创新是工业发展的根本“泰勒制”专业化和规模化生产，最大限度地提高劳动生产率。“福特制”实现了以机械化、自动化和标准化形式的流水线作业。强国经验-德国1.由轻到重工业成气候19世纪中期，德国发展重心从轻工业迅速转移到重工业，通过大力建设和发展以铁路为中心的交通运输业，带动了煤铁、机器制造、电器、造船和车辆制造业。2.最大限度地发挥科学技术的杠杆作用通过建立科研机构、实施有效政策，推动科技创新。德国是后起国家，技术引进、消化吸收和再创新，很多引进技术都超过原创国。3.政府引导是重要因素“温和保护”政策，建立关税同盟，保护制造业发展。4.通过教育克服技术断层，提升人力资源水平职业教育：现场工作岗位培训、手工业学徒培训、企业与学校联合培训。强国经验-日本1.“贸易立国”促进了战后日本经济的高速发展以“重化学制造”重点，鼓励出口，把企业推到国际舞台，增强了日本企业的国际竞争力，带动了日本制造业的发展，出现了1956-1973的高速增长。2.以引进国外先进技术为基础的吸收型科技发展战略从国外引进先进技术，在应用中吸收，在吸收中改进和创新，进而建立本国自主的科学技术体系，形成了“一流工艺”的强大制造业。3.产业政策引导1950s，钢铁、石化等重化学工业；1970s，电子、信息，从资本密集到技术密集。侧重于干预资源在产业间的配置和实现产业结构转换。4.通过产业转移实现产业结构调整将自己的污染企业、过时的产业技术以及大众化的生产工厂，依次转移给亚洲“四小龙”和东盟国家。强国经验-韩国1.出口导向的外向型发展战略1962-1966轻工产品进口替代，之后“贸易立国、出口第一”，开始推行出口带动经济增长的外向型发展模式。2.由贸易立国转向技术立国1980s，从“引进、模仿”转向“创新、自主”，国家研发管理体制从部门分散型向综合协调型转变，科研开发由强调投入和拓展研究领域，向提高研究质量和强化科研成果产业化转变。3.积极培育大企业集团对大企业集团的发展方向和重点强力指导，优惠贷款促进企业扩展和规模化；政府有计划地指导企业合并、重组，减少恶性竞争；保护民族工业。4.非均衡发展战略区位布局方面，在大城市集中发展生产力，培育增长极，投资倾斜；产业布局方面，先发展投资少、见效快、周期短、效益大的轻纺工业，之后有选择地优先发展电子、汽车、钢铁、造船、机械、石化等主导产业和战略产业。中国制造2025“一”个战略目标：完成中国制造由大变强的战略任务中国制造向中国创造转变中国速度向中国质量转变中国产品向中国品牌转变242中国制造2025“二”两化融合：信息化工业化两化融合252中国制造2025“三”步走：262中国制造2025“四”个基本原则：市场主导，政府引导自主发展，开放合作立足当前着眼长远整体推进重点突破272中国制造2025“五”条基本方针：创新驱动质量为先绿色发展结构优化人才为本282中国制造2025“五”大工程：292中国制造2025十大重点领域：新一代信息技术产业生物医药及高性能医疗器械新材料农机装备电力装备高档数控机床和机器人航空航天装备海洋工程装备及高技术船舶先进轨道交通装备节能与新能源汽车集成电路及专用装备信息通信设备操作系统及工业软件新一代信息技术产业302中国制造202503010204中国制造2025德国工业4.0312八大战略对策创新驱动1.大力推行数字化、网络化、智能化制造质量为先2.提高创新设计能力3.建立健全制造业技术创新体系4.强化制造基础5.提升产品质量绿色发展6.推行绿色制造结构优化7.培养具有国际竞争力的优势产业和企业群体8.推进生产型制造向服务型制造转型八大战略对策-1.大力推行数字化网络化智能化制造两步走2020年前，全面推行“数控一代工程”，实现产品的数字化和制造过程的数字化，使50%以上的大型制造企业实现数字化制造，80%以上的机电产品实现数字化；进行智能制造试点示范三层次推进2020年后，分批分期推广智能制造。智能产品-产品本身的数控化和智能化智慧工厂-产品设计数字化、模拟仿真；制造工艺仿真优化；制造过程管控一体化六大抓手1.攻克一批共性技术和关键技术。智能仿真建模、工业数据采集和控制、企业管理、产品设计、制造安全等。互联网化-定制化，协同生产，服务转型，务联网2.高度重视发展关键部件和装置。传感器、仪表、控制系统、机器人等。3.大力发展智能制造装备。高档数控车床、成套制造装备和生产线等。4.数字化工厂试点。标准、集成、装备应用、优化等。5.自主研发高端核心工业软件。设计、分析、仿真、工艺、生产制造、管理和服务等业务