深度解读工业4.0与中国制造2025

工业4.0与中国制造2025目录一二三四五带着疑问看德国工业4.0工业4.0的科学发展观工业4.0对全球制造业的冲击对未来制造业的探讨中国版工业4.0畅想带着疑问看德国工业4.0一2012年4~10月2012年3月2013年4月工业4.0发展战略发布；由VDMA、BITKOM、ZVEI组成秘书处，组建工业4.0平台工业4.0平台发布白皮书（实施计划）2014年4月德国科学-产业经济研究联盟与德国国家科学与工程院（Acatech）共同制定工业4.0发展战略《德国2020高技术战略》行动计划发布，11个“未来项目”缩减为10个（投资84亿欧元）；“工业4.0”一词首次出现（投资2亿欧元）在德国科学-产业经济研究联盟（ForschungsunionWirtschaft-Wissenschaft）的倡导下，开始研究工业4.0出台过程2011年1月2010年《德国2020高技术战略》发布，并重点推出11个“未来项目”一、带着疑问看德国工业4.012老龄化社会带来的劳动力减少资源匮乏，能效仍需提升产业转移带来的国内制造业空心化发展中国家技术实力不断增强356784社会背景经济全球化中，需要对市场做出快速响应需要根据消费者需求，实现差异化、个性化的生产保持制造业国际领先地位所需的标准化制造业占据全国GDP的25%、出口总额的60%，影响极大一、带着疑问看德国工业4.0一、带着疑问看德国工业4.0（一）为何是4.0？工业1.0一、带着疑问看德国工业4.0工业2.0一、带着疑问看德国工业4.0工业3.0一、带着疑问看德国工业4.0一、带着疑问看德国工业4.0（二）工业3.0与工业4.0有哪些不同？大规模生产大规模定制管理理念以产品为中心，以低成本赢得市场以顾客为中心，以快速响应赢得市场驱动方式根据市场预测安排生产，属推动式的生产方式根据客户定点安排生产，属拉动式生产方式核心通过稳定性和控制力取得高效率通过灵活性和快速响应来实现多样化和定制化战略成本领先战略：通过降低成本、提高生产效率获取竞争优势差异化战略：通过快速反应、提供个性化的产品获取竞争优势目标以低价格开发、生产、销售、交付产品和服务交付顾客买得起的产品和服务一、带着疑问看德国工业4.0以多样化和定制化开发、生产、销售、对企业转型升级的启示1:工业4.0时代企业要转型升级，改变思维一、带着疑问看德国工业4.0大规模定制定制生产大规模定制的优势大规模生产X品种单一成本低效率高交货快X成本高X效率低X交货慢品种多个性化一、带着疑问看德国工业4.0智能能源管理智能化（三）工业4.0具体能实现什么？生产智能化供应链管理智能化设备智能化一、带着疑问看德国工业4.0产品信息物质生产传统生产方式材料能源一、带着疑问看德国工业4.0智能生产方式一、带着疑问看德国工业4.0智能物料智能物料索菲亚定制家拍摄于2015年6月23日，索菲亚浙江嘉善工厂，德国的全自动生产线一、带着疑问看德国工业4.0一、带着疑问看德国工业4.0智能物料一、带着疑问看德国工业4.0智能零部件一、带着疑问看德国工业4.0智能零部件一、带着疑问看德国工业4.0（四）工业4.0为何引起广泛关注？改变改变制造业思维改变了制造业模式改变了创新模式一、带着疑问看德国工业4.0对企业转型升级的启示2:制造业互联网思维，组织架构要调整1.研发3.原型制造4.零部件生产5.系统集成6.销售服务2.设计传统的分工合作1980:OEM价值链•仅将零部件的生产分包给不同的供应商一、带着疑问看德国工业4.0子装配体零部件供应链管理产品生命周期管理当前的外包开发2000:部分外包的价值链•外包包括工艺过程开发等核心环节•用供应链管理、产品生命周期管理等软件系统管理外包工作工艺过程开发1.研发3.原型制造4.零部件生产5.系统集成6.销售服务2.设计一、带着疑问看德国工业4.0系统子装配体零部件第一层第二层第三层商业模式开发质量管理项目管理工艺过程开发供应链管理产品生命周期管理未来的开放制造2025:开放的价值链•学习型组织和精益生产1.研发3.原型制造4.零部件生产5.系统集成6.销售服务2.设计一、带着疑问看德国工业4.0一、带着疑问看德国工业4.0创新的新模式Textinhere行业支持标准化研发一、带着疑问看德国工业4.0（五）工业4.0能产生多少价值？一、带着疑问看德国工业4.0工业4.0的科学发展观二二、工业4.0的科学发展观工业4.0：本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”核心是动态配置的生产方式关键是信息技术应用愿景是解决能源消费等社会问题最终用意是标准化物理信息CPS系统通信信息计算物理控制二、工业4.0的科学发展观（一）本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”二、工业4.0的科学发展观智能工厂二、工业4.0的科学发展观智能生产二、工业4.0的科学发展观横向、纵向、端到端的集成纵向打通管理横向打通合作端到端体现并行制造实现大规模定制，满足不确定情况下的市场需求，提升生产调度管理水平这是强化竞争力的根源。包括如何提高能源、资源的使用效率等缩短创新周期，解决产品的复杂性，运用大数据的挖掘分析作用提升灵活性强化竞争力提高生产率缩短产品上市时间二、工业4.0的科学发展观二、工业4.0的科学发展观（二）核心是动态配置的生产方式二、工业4.0的科学发展观汽车生产线的变迁二、工业4.0的科学发展观C3P产品开发二、工业4.0的科学发展观产品-服务坐标PLM卖方交易物流交易供应商客户价值链坐标企业坐标CRMSCMMES生产信息交换（三）关键是信息技术应用管理ERP买方交易二、工业4.0的科学发展观（四）愿景是解决能源消费等社会问题二、工业4.0的科学发展观制造业节能途径工业节能减排与综合利用收集和分析能源信息识别问题管理运营改变耗能不良习惯在传统的工业时代标准作为组织现代化生产的重要技术基础和互换性保证，在制造业的发展中起着重要基础的作用。二、工业4.0的科学发展观在信息技术时代标准化将人力、物料、信息等资源融合，实现整个生产过程的有序化，从而获得更多的经济效益。市场多样化和个性化利用标准，进行简化、优化和统一化，才能形成各种标准化模块，为产品的大规模定制奠定基础。（五）最终用意是标准化标准在制造业发展过程中起到重要的基础作用国际标准化的主导权欧盟欧盟标准化战略强调要进一步扩大欧洲标准化体系的参加国，要统一欧盟各国在国际标准化组织中的标准化提案。欧盟利用其条件，要在国际标准化活动中确立欧洲的地位，加强欧洲产业在世界市场上的竞争力。美国美国要与更多国家的政府标准化机构和标准化团体建立联盟，努力制定出反映美国技术的国际标准。美国在ISO、IEC的几个重点技术领域承担或从事领导工作，积极参加各种国际标准化活动，努力制定出反映美国技术的国际标准。日本为了创造良好的参加国际标准化活动的环境，日本建立了企业内和跨行业国际标准推进体制，扩大产业界参与国际标准化活动，同时，该国还采取一系列推进国际标准和国内标准的对策，从战略的观点出发，加强与美国和亚太各国的联系。争夺国际标准主导权二、工业4.0的科学发展观标准化的目的标准是保证制造业企业市场竞争力的必要条件1标准已经更多地变成一个国家实行贸易保护的重要技术手段2标准已经成为产业，特别是高技术产业竞争的制高点3标准是持续领跑的先决条件二、工业4.0的科学发展观4工业4.0对全球制造业的冲击三三、工业4.0对全球制造业的冲击美、德两国是制造业大国，在先进制造业方面拥有绝对优势。新工业时代，美国推出“制造业回归”战略，德国推出“工业4.0”战略，可以说，两国都在制造业上发力，以期抢占制造业变革的主导权。（一）发达国家的制造业回归现象三、工业4.0对全球制造业的冲击“再工业化”的含义“再工业化”是西方学者基于工业在各产业中的地位不断降低、工业品在国际市场上的竞争力相对下降、大量工业性投资移师海外而国内投资相对不足的状况提出的一种“回归”战略，即重回实体经济，使工业投资在国内集中，避免出现产业结构空洞化。自2008年金融危机爆发以后，美国经济惨遭重创，奥巴马政府于2009年年底启动“再工业化”发展战略，意在通过大力发展国内制造业和促进出口，达到振兴本土工业，进而保证经济均衡运行和可持续性的目的。背景发达国家实现“再工业化”的途径三、工业4.0对全球制造业的冲击直接扶持战略性新兴产业加大研发和教育培训投入积极解决资源环境的问题重新认识制造业的价值（二）工业4.0背后的秘密三、工业4.0对全球制造业的冲击Google进军制造业三、工业4.0对全球制造业的冲击中国机械行业的崛起三、工业4.0对全球制造业的冲击（三）日本如何看工业4.0？三、工业4.0对全球制造业的冲击丰田的烦恼品牌代工三、工业4.0对全球制造业的冲击对未来制造业的探讨四CAMMPMSchedWMSEAM四、对未来制造业的探讨BusinessFINERPHRCRMTMSCADSCM企业设施EnterpriseInfrastructure运行设施OperationsInfrastructureMIT&AQualityetc.MESLean/CIHMIEquipment&Automation产品Production客户侧Customers企业侧支持供应侧Suppliers设计（一）工业软件充斥整个制造业四、对未来制造业的探讨（二）数据制造全球数据量预测（单位ZB）四、对未来制造业的探讨数据量的增速1980以来，每40个月翻一番数据量增速，是GDP增速的4倍数据处理能力，是GDP增速的9倍2000年人类信息75%是模拟数据，2007年是6%，现在1%？四、对未来制造业的探讨制造业大数据制造业大数据A产品数据B运营数据D外部数据C价值链数据数据制造精准匹配通过数据挖掘，精准研发设计产品智能制造通过传感器以及工业大数据的应用，实现智能制造合作生产通过供应链大数据以及用户大数据，组织合作生产数据制造市场预测通过搜索引擎或电商平台的大数据，进行市场预测推送营销通过客户关系大数据，进行推送营销社交应用通过社交平台大数据，挖据定制化、个性化需求信息四、对未来制造业的探讨（三）网络制造四、对未来制造业的探讨四、对未来制造业的探讨网络信息安全同样影响工厂四、对未来制造业的探讨（四）产品网络化是一个必然趋势四、对未来制造业的探讨制造业产品将被视为电子产品或者网络产品四、对未来制造业的探讨未来的汽车能否与网络互联，可能成为汽车市场上的决定性因素四、对未来制造业的探讨中国版工业4.0畅想五（一）中国制造业30年发展历程第一阶段1980’1劳动力等生产要素活跃开放与经济体制改革促进中国制造业第一阶段的高速发展五、中国版工业4.0畅想第三阶段2000’—现在3产品创新与信息化设计、工艺、管理模式创新开始带动制造业升级；信息化与工业化融合改变着制造业从底层控制到管理的方方面面第二阶段1990’2装备现代化直接生产效率提升，规模化经济开始发展“两化融合”与工业4.0异曲同工十七届五中全会十八大提出“推动信息化提出“坚持走中国特与工业化深度融合，色新型工业化、信息加快经济社会各领化道路，推动信息化域信息化”的战略和工业化深度融合，思想全面推进“四化两型”建设”的战略思想十七大提出“发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合，促进工业由大变强”的战略思想五、中国版工业4.0畅想（二）中国制造业的优势与劣势劣势能源消耗大，污染严重五、中国版工业4.0畅想五、中国版工业4.0畅想能源消耗大，污染严重0.320.20.20.180.210.180.230.490.490.851.5400.40.20.610.81.81.61.41.2美国日本德国中国英国法国意大利西班牙加拿大韩国印度俄罗斯2009年能耗情况国际比较万元GDP消耗吨标准煤1.08五、中国版工业4.0畅想微笑曲线五、中国版工业4.0畅想五、中国版工业4.0畅想如何应对？重新挖掘比较成本的优势提升制度创新和管理变革能力五、中国版工业4.0畅想（三）中国制造业从工业3.0到工业4.0的产业路线图路线图1：定义未来制造业的关键