工业40与数字化制造75

工业4.0与数字化制造0瞿志豪教授上海第二工业大学副校长上海机械工程学会常务副理事长工业4.0与数字化制造11、话题引出2、德国的工业4.03、中国制造业如何响应1、话题引出21、话题引出31）关于制造、产品与装备的概念制造------------产品生产（加工）的过程1、话题引出41）关于制造、产品与装备的概念制造------------产品生产（加工）的过程产品-------------制造的终极，直接提供人类生活和消费（商品，交通工具）1、话题引出51）关于制造、产品与装备的概念制造------------产品生产（加工）的过程产品-------------制造的终极，直接提供人类生活和消费（商品，交通工具）装备-------------制造的工具（物质手段）1、话题引出62）近、现代制造的过程1）制造过程（加工）-----技术范畴确定产品目标-----产品设计（结构、外观、工艺、材料）------机械加工-----产品验收-------登记入库------维护维修-------固废回收（全生命周期）1、话题引出72）现代制造的过程1）制造过程（加工）------显式确定产品目标-----产品设计（外观、结构、工艺、材料）------机械加工-----产品验收-------登记入库------维护维修-------固废回收（全生命周期）2）制造过程-----管理范畴场地----资本及资本运作----员工（工资、技术培训）----经济核算-----法律与法理关系（社会责任）----物流---市场1、话题引出93）关于革命概念革命：前所未有，完全替代制造业的革命------三次推进简单机械力代替人力（畜力）劳动；流水线生产代替简单机械力劳动装备智能劳动直接代替人脑劳动1、话题引出104）装备的智能劳动由于计算机技术的出现，数字技术得到迅速发展，其辐射到制造业上的革命标志：装备智能数字化（嵌入式计算机技术）（具体讲将计算机的逻辑功能嵌入到机器上，使机器有判断和逻辑处理问题的能力---智能）但是到本世纪，产生于上世纪末的互联网（开始术语叫信息高速公路）技术诞生到本世纪的通信技术的发展，彻底改变了人民的生活观。例如：电子商务、手机（3G,4G)以及未来设想（图书馆、学校等形式），改变人类的生活习惯是：互联网------通信技术5）德国率先提出关“于工业4.0”的概念“互联网----通信技术”+“装备智能------机器人-----数字化”=（CPS)CPS(Cyberphysicalsystens)--------虚拟网络与实体物理系统的融合1、话题引出115）互联网与通信技术产生于上世纪末的互联网（过去也叫信息高速公路）及到本世纪的通信技术的发展，彻底改变了人民的生活观。例如：电子商务、手机（4G时代)以及未来图书馆、甚至将来学校等形式都会改变。互联网------通信技术1、话题引出125）互联网与通信技术但是到本世纪，产生于上世纪末的互联网（过去也叫信息高速公路）及到本世纪的通信技术的发展，彻底改变了人民的生活观。例如：电子商务、手机（4G时代)以及未来图书馆、甚至将来学校等形式都会改变。互联网------通信技术有一个统计：1950年几个人用一台电脑1980年一个人用一台电脑2000年一个人用若干电脑2010年一个人在用N台电脑1、话题引出13三个互联网功勋卓越的人：蒂姆·伯納斯·李创新点：设计成功第一个网页浏览器温顿·瑟夫创新点：TCP/IP协议机互联网架构罗伯特·卡恩创新点：信息高速公路概念1、话题引出14上个世纪中页，由于计算机技术的出现，数字技术与理论得到迅速发展，在辐射到制造业上的革命标志：人工（装备）智能-----机器人-----数字化（具体讲将计算机的逻辑功能嵌入到机器上，使机器有判断和逻辑处理问题的能力---智能）但是到本世纪，产生于上世纪末的互联网（开始术语叫信息高速公路）及到本世纪的通信技术的发展，彻底改变了人民的生活观。例如：电子商务、手机（3G,4G)以及未来图书馆、学校等形式改变，彻底改变人类的生活习惯。互联网------通信技术5）德国率先提出关“于工业4.0”的概念“互联网----通信技术”+“装备智能------机器人-----数字化”=（CPS)CPS(Cyberphysicalsystens)--------虚拟网络与实体物理系统的融合1、话题引出156）“工业4.0”的概念互联网+装备智能=工业4.0CPS(Cyberphysicalsystens)--------虚拟网络与实体物理系统的融合2、德国的工业4.0162、德国的工业4.0161）工业4.0的由来*2010年，德国政府公布了《高科技战略2020》，提出一系列促进制造业发展的创新战略。*2012年，德国政府又公布了《十大未来项目》，这是一个跨政府的联合行动计划，计划决定在2012年----2015年间开展这十大项目，投资84亿欧元。*工业4.0是这“十大未来项目”中的一个（2亿欧元），任务是通过深度应用“ITC”(信息通信技术），掌控生产到消费的全过程，实现高效生产（全生命周期）的管理。德国政府在分析报告中预测：如果将实体的制造过程（全生命周期）完全智能化并与互联网（现代通信技术）的深度结合(CPS),会产生一场类似于第一、第二次工业革命和第三次科技革命一样的效果所带来的制造业革命性浪潮。2、德国的工业4.0171）工业4.0的由来*2010年，德国政府公布了《高科技战略2020》，提出一系列促进制造业发展的创新战略。*2012年，德国政府又公布了《十大未来项目》，这是一个跨政府的联合行动计划，计划决定在2012年----2015年间开展十大项目，投资84亿欧元。*工业4.0是这“十大未来项目”中的一个（2亿欧元），任务是通过深度应用“ITC”(信息通信技术），掌控生产到消费的全过程，实现高效生产（全生命周期）的管理。德国政府在分析报告中预测：如果将实体的制造过程（全生命周期）完全智能化并与互联网（现代通信技术）的深度结合(CPS),会产生一场类似于第一、第二次工业革命和第三次科技革命一样的效果所带来的制造业革命性浪潮。2、德国的工业4.0181）工业4.0的由来*2010年，德国政府公布了《高科技战略2020》，提出一系列促进制造业发展的创新战略。*2012年，德国政府又公布了《十大未来项目》，这是一个跨政府的联合行动计划，计划决定在2012年----2015年间开展这十大项目，投资84亿欧元。*工业4.0是“十大未来项目”中的一个（2亿欧元），任务是通过深度应用“ITC”(信息通信技术），掌控生产到消费的全过程，实现高效生产及全生命周期的管理。德国政府在分析报告中预测：如果将实体的制造过程（全生命周期）完全智能化并与互联网（现代通信技术）的深度结合(CPS),会产生一场类似于第一、第二次工业革命和第三次科技革命一样的效果所带来的制造业革命性浪潮。2、德国的工业4.0191）工业4.0的由来*2010年，德国政府公布了《高科技战略2020》，提出一系列促进制造业发展的创新战略。*2012年，德国政府又公布了《十大未来项目》，这是一个跨政府的联合行动计划，计划决定在2012年----2015年间开展这十大项目，投资84亿欧元。*工业4.0是这“十大未来项目”中的一个（2亿欧元），任务是通过深度应用“ITC”(信息通信技术），掌控生产到消费的全过程，实现高效生产（全生命周期）的管理。德国政府在分析报告中预测：如果将实体的制造过程（全生命周期）完全智能化并与互联网（现代通信技术）的深度结合(CPS),对现代工业，特别是制造业会产生一场类似于第一、第二次工业革命和第三次科技革命一样的革命浪潮。2、德国的工业4.0202）关于工业革命与制造业的关系第一次工业革命，（英国1760--1840）-----工业1.0蒸汽机的发明（源技术）社会意义：用机械力替代了人力劳动，解放生产力，农业社会进入工业社会。经济意义：产业领域迅速发展，纺织业、钻进业、交通运输业---诸多工业产生。工业诞生了制造业----产品----装备第二次工业革命（德国、美国1870---1900）-----工业2.0电动机、内燃机（源技术）社会意义：人类社会进入电气时代，自动流水线的出现改变了生产方式，进一步发展了生产力。经济意义：又增加了电力业、电器业、通信业、航空业-----新工业产生。工业诞生了制造业----产品----装备（自动流水线）2、德国的工业4.0212）关于工业革命与制造业的关系第二次工业革命（德国、美国1870---1900）-----工业2.0电动机、内燃机（源技术）社会意义：人类社会进入电气时代，自动流水线的出现改变了生产方式，进一步发展了生产力。经济意义：又增加了电力业、电器业、通信业、航空业-----新工业产生。工业诞生了制造业----产品----装备（自动流水线）2、德国的工业4.022第三次科技革命（美国1940-----1970）-----工业3.0原子能、计算机、空间技术、生物技术（源技术）----科技革命社会意义：开启了信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等一场多技术领域并又交融发展的革命。工业革命的意义：出现了以“信息化（包括信息控制）”与“自动化”对装备制造技术的发展要求（同时数字技术正在诞生，人的体力开始更多的向脑力转移）。第四次工业革命（德国2012------2020）------工业4.0核心源技术：制造业的数字化（含全生命周期的数字化）装备的数字化（智能的嵌入，可以自适应、自思考、自定位、自检测与修复）互联网（以及在互联网基础上的物联网和服务网）通信技术（信息传输的速度，安全，抗干扰能力，例如4G技术)2、德国的工业4.023第三次科技革命（美国1940-----1970）-----工业3.0原子能、计算机、空间技术、生物技术（源技术）----科技革命社会意义：开启了信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等一场多技术交融发展的革命。工业革命的意义：出现了以“信息化（包括信息控制，网络）”与“自动化”对装备制造技术的嵌入（同时数字技术正在日益被发展，这是人依赖机械的劳动开始向机械的智力劳动转移的基础）。第四次工业革命（德国2012------2020）------工业4.0核心源技术：制造业的数字化（含全生命周期的数字化）装备的数字化（智能的嵌入，可以自适应、自思考、自定位、自检测与修复）互联网（以及在互联网基础上的物联网和服务网）通信技术（信息传输的速度，安全，抗干扰能力，例如4G技术)2、德国的工业4.024第四次工业革命（德国2012------2020）------工业4.0核心源技术：制造业的数字化（指全生命周期每一个环节的数字化）装备的数字化（智能的嵌入，可以自适应、自思考、自定位、自检测与修复）互联网（以及在互联网基础上的物联网和服务网）通信技术（信息传输的流量（例如4G技术），安全，抗干扰能力，)内核关键词：数字化根本的革命形式：智能工厂智能生产2、德国的工业4.025产品数字化过程数字化资源数字化实际数字造过程体系化制制造活动数字样机建模体系数字样机虚拟试验和制造体系数字化工厂与数字化制造系统扩展企业单独企业数字车间数字制造单元设计方法学产品数字模型试验建模VR方法管理数字化装备数字化服务数字化（1）关于数字化2、德国的工业4.026产品数字化实际数字造过程体系化制制造活动数字样机建模体系数字样机虚拟试验和制造体系数字化工厂与数字化制造系统（2）关于智能工厂2、德国的工业4.027分散式分布德国法国英国西班牙机舱内装饰前后机身驾驶舱和中段机翼发动机机架垂直尾翼水平尾翼发动机工装美国其它供应商2、德国的工业4.028ManufacturingCell1ManufacturingCellnOEM1OEMmInternet网Customer1CustomerpSystemportalClientexpertTechnologysupportNe