全国第一届计算机与信息技术应用发展(CIT

德国工业4.0与中国制造2025整理推荐@团团创2蒸汽技术革命主要标志：蒸汽机的广泛应用——18世纪60年代从英国发起的技术革命是技术发展史上的一次巨大革命，它开创了以机器代替手工劳动的时代。——这场革命是以工作机的诞生开始的，以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志。第一次科技革命3——纺织、冶铁、交通运输等行业得到发展，轻工业化特征明显。第一次工业革命（工业1.0）——这一次技术革命和与之相关的生产方式变革，被称为第一次工业革命，进入工业1.0时代。电力技术革命——1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，提出了发电机的理论基础。——19世纪六七十年代起，电灯、电报、电话、发电机、内燃机、火力发电厂等一系列电气发明相继问世。电力作为一种优良而价廉的新能源被广泛应用。——人类历史从“蒸汽时代”跨入了“电气时代”。第二次科技革命主要标志：电力的广泛应用——汽车、石油、钢铁等重化工行业得到迅速发展。第二次工业革命（工业2.0）——第二次技术革命和与之相关的生产方式变革，被称为第二次工业革命，进入工业2.0时代。原子能、计算机与空间技术革命——1957年，苏联发射人造地球卫星，开创了空间技术新纪元。——1945年美国成功地试制原子弹后，后来原子能技术逐渐运用于工业，特别是核能发电。——上世纪40年代后期的电子管计算机为第一代计算机，开创了电子信息时代。——人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术开始出现。第三次科技革命主要标志：电子计算机的广泛应用——推动了电子信息、医药、材料、航空航天等行业的发展。工业3.0时代——第三次科技革命开启了工业3.0时代，但由于生产方式没有出现明显变化，第三次工业革命并未发生。——电子计算机的广泛应用，促进了生产自动化。第一次第二次第三次时间理论标志时代三次科技革命比较表18世纪60年代牛顿力学蒸汽机蒸汽时代19世纪70年代电磁学电力和内燃机电气时代20世纪四五十年代爱因斯坦相对论原子能、计算机、航天技术、生物工程等电子信息时代传统的以能量转换工具为推动力的经济将难以维系传统的工业化发展模式已没有竞争力第四次工业革命的到来10制造业面临的压力制造业面临的压力市场资源与环境成本产品多样化用户需求变化市场多样化利润空间减小竞争白热化劳动力成本提高原材料价格上涨同行产能增加环境压力加大资源相对短缺第四次工业革命的到来11——互联网的雏形始于1969年的美国，是美军在ARPA（阿帕网，美国国防部研究计划署）基础上发展而来的。——1991年，科学家提姆·伯纳斯李开发出了万维网及简单的浏览器，互联网开始向社会大众普及。——随着互联网的商业化发展，人类进入互联网浪潮时代。互联网对生产生活产生了全面的影响。互联网浪潮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年进入web2.0时代2005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主要是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制造服务化产品个性化组织分散化制造资源云化开放程度越高的环节融合程度越深……个性化定制电子商务B2B、B2C移动社交营销在线协同制造远程运维云制造……众包设计在线诊断智能决策个人制造协同研发虚拟设计营销服务研发制造O2O…………距消费者越近的行业融合环节越多装备行业消费品行业原材料行业网络营销过程虚拟化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主要国家纷纷出台制造业创新战略第四次工业革命的到来15德国推出工业4.0战略16第四次工业革命系统基于信息物理融合第三次工业革命用电子和IT技术实现制造流程的进一步自动化第二次工业革命随着基于劳动分工的、电力驱动的大规模生产的出现第一次工业革命随着蒸汽驱动的机械制造设备的出现18世纪末20世纪初20世纪70年代现在1784年第一台纺织机1870年第一条生产线美国辛辛那提屠宰场1959年第一个可编程逻辑控制器PLC17在2013年4月的汉诺威工业博览会上,德国政府正式推出是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。由德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部联合资助。预计投资2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂实施工业4.0的技术基础是网络实体系统及物联网。而启动工业4.0的重要前提之一是工业自动化，主要在机械制造和电气工程领域。内涵：实现由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。该模式中，传统的行业界限将消失，而各种新的活动领域和合作形式会诞生。德国工业4.0在未来，生产过程中的每一步都将在虚拟世界被设计、仿真以及优化，为真实的物理世界包括物料、产品、工厂等建立起一个高度仿真的数字“双胞胎”虚拟与现实世界的完美融合生产网络在未来的智能工厂中，产品信息都将被输入到产品零部件本身，他们会根据自身生产需求，直接与生产系统和设备沟通，发出下一道生产工序指令，指挥设备进行自组织生产。这种自主生产模式能够满足每个用户的“定制需求”制造运行管理系统（MOM）将帮助生产价值链中的供应商获得并交换实时的生产信息。供应商所提供的全部零部件都将在正确的时间以正确的顺序到达生产线。三大趋势信息物理融合系统工业4.0三大趋势生产均具有高度的灵活性当前产品设计已被高度固化，客户不可以将跨一款车的雨刷器用于跨厂商的其它车型。工业4.0之下，设计、生产均具有高度的灵活性，可以完成端到端的从客户需求到加工制造等各方面的配置，以较低的成本满足客户需求，实现产量很低仍能获利的一次性生产，为客户生产该款雨刷器。工业4.0应用场景远程维护服务在工业4.0之下，生产系统将如同“社会机器”，以类似于社交网络的方式运转，自动连接到云平台搜索合适的专家处理问题。专家将通过集成的知识平台，通过移动设备更有效地进行传统的远程维护服务。工业4.0应用场景德国工业4.0三大主题智能生产：主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者；智能物流：主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。智能工厂：重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。123国家战略下合作探索“工业4.0”智能工厂德国提出“工业4.0”这一概念本身带有国家的反思。德国称得上是一个高端制造的大国，制造业作为其经济增长的动力，使其在欧债危机中长期保持坚挺。但他们的制造业始终以产品为主。他们一直在反思，为什么自己的产品只有生产功能的价值，而没有服务的价值。为此通过互联、数字、智能化的融合、智能工厂的建设，可能是未来的方向。基于自身较强的制造设备工业，在国家战略下合作建设互联的智能工厂系统可能是重要的路径，使得德国成为第四次工业革命的先行者。德国工业4.0战略工业4.0：实现产品的大规模定制大规模定制定制生产大规模生产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个性化通过智能制造满足大规模定制智能能源管理智能化生产智能化供应链管理智能化设备智能化传统生产方式物质生产产品信息材料能源智能生产方式智能工厂从单向到双向生产链长期且固定的一种关系旧的生产链生产网相对动态的一种关系新的生产网新的生产网生产销售运输原料设备满足定制缩短工期降低成本减少能耗智能配置智能工厂实现大规模定制，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缩短产品上市时间提高生产率提升灵活性强化竞争力当“工业4.0”上升成为德国的民族战略、由总理默克尔亲自代言，并把这一概念迅速风靡全球时，中国工信部正在狠狠推动“中国制造2025”，总理李克强也担任起了“中国制造2025”的超级推销员，五次出访累计带回了近1400亿美元大单。与此同时，美国的科技业正在一旁虎视眈眈，准备随时一网打尽……大国战略美国的互联网以及ICT巨头与传统制造业领导厂商携手，GE、思科、IBM、英特尔等80多家企业成立了工业互联网联盟，正重新定义制造业未来，并在技术、标准、产业化等方面做出一系列前瞻性布局，工业互联网与成为美国先进制造伙伴计划的重要任务之一。美国工业4.0挑战依托硅谷模式抢占软件技术优势，发展先进生产方式03010204中国制造2025德国工业4.0提出中国制造2025的背景从中国制造业形势看，2013年工业占GDP的37%，装备制造业产值规模突破20万亿元人民币，占全球装备制造业总量的三分之一以上。中国发电设备产量约占全球总量的60%；造船占全球比重的41%；机床占全球比重38%。在500余种工业产品中，中国有220多种产量居世界第一如何将中国制造转变为中国创造，如何提升中国制造业的全球竞争力，成为中国政府和企业的一大任务发达国家正在进行“再工业化”运动东盟国家、印度和拉美国家则拥有更低的劳动力和资源成本。美国、德国、英国等发达国家纷纷提出以重振制造业为核心、以信息网络技术、数字化制造技术应用为重点，旨在依靠科技创新，抢占制造业新的制高点的“再工业化”战略人口红利消失劳动力供给减少人口成本上升从事制造业意愿降低国际金融危机，凸显实体经济的重要性中国的“世界工厂”面临双重挑战习学不足：•一是自主创新能力不强；•二是产品质量问题还比较突出；•三是资源效率利用比较低，能耗比较高，污染比较严重；•四是产业结构不是很合理，低端产品产能严重过剩，高端产品能力比较差。“制造强国战略研究”咨询项目对8个国家：美国、德国、日本、英国、法国、韩国、印度和中国，从1946年到2012年制造业的数据进行趋势分析。上世纪90年代，我国还处在世界第8位。现在已经到了第4位，和德国、日本还有一定的差距。优势：第一，经过几十年的快速发展，我国制造业规模跃居世界第一位.第二，在于“亚洲工厂”本身。部分低端经济活动的确由于工资增长从中国转移，却强化了以中国为中心的地区供应链。第三，内需在不断扩大。中国制造现状中国制造业现状中德签署《中德合作行动纲领》2014年10月10日，中华人民共和国国务院总理李克强在访问德国期间和德国总理默克尔，联合发表了《中德合作行动纲领》，重点突出了双方在制造业就“工业4.0”计划的携手合作。双方将以中国担任2015年德国汉诺威消费电子、信息及通信博览会(CeBIT)合作伙伴国为契机，推进两国在移动互联网、物联网、云计算、大数据等领域的合作。借鉴了德国的工业4.0计划，我国也制定了《中国制造2025》计划，目前初稿已经完成，在部分地区已经展开了试点工作，要在2025年对制造业完成升级转型。随着劳动力供给的减少，用人成本的上升，我国的制造业亟需转型。借鉴了德国的工业4.0计划，我国