智能制造：工业4.0与中国制造2025

一工业4.0与中国制造2025德国工业4.02013年4月，汉诺威工业博览会，德国推出“工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命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基础：网络实体系统及物联网。重要前提：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：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。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《中国制造2025》的提出2015年5月19日，国务院正式印发《中国制造2025》计划《中国制造2025》从国家层面确定了我国建设制造强国的总体战略明确提出：要以创新驱动发展为主题，以新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，实现制造业由大变强的历史跨越。“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”基本方针“市场主导、政府引导；立足当前、着眼长远；整体推进、重点突破；自主发展、开放合作”基本原则中国制造2045中国制造2035中国制造2025世界强国强国领先地位强国中位制造业强国强国之列制造业大国总体规划：三十年，三步走三步走实现制造强国的战略目标到2020年：（1）基本实现工业化，制造业大国地位进一步巩固，制造业信息化水平大幅提升。（2）掌握一批重点领域关键核心技术，优势领域竞争力进一步增强，产品质量有较大提高。（3）制造业数字化、网络化、智能化取得明显进展。（4）重点行业单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放明显下降到2025年：（1）制造业整体素质大幅提升，创新能力显著增强，全员劳动生产率明显提高，两化（工业化和信息化）融合迈上新台阶。（2）重点行业单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放达到世界先进水平。（3）形成一批具有较强国际竞争力的跨国公司和产业集群，在全球产业分工和价值链中的地位明显提升。第一步：力争用十年时间，迈入制造强国行列。到2035年：创新能力大幅提升，重点领域发展取得重大突破，整体竞争力明显增强，优势行业形成全球创新引领能力，全面实现工业化。新中国成立一百年时制造业主要领域具有创新引领能力和明显竞争优势，建成全球领先的技术体系和产业体系。第二步：我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平。第二步：制造业大国地位更加巩固，进入世界制造强国前列。中国制造2025-战略规划国家效益：20年3万亿美元GDP增量。企业效益：效率↑20%，成本↓20%，节能减排↓10%。4十大重点领域五大工程核心关键一条主线信息化与工业化深度融合创新驱动、智能转型国家制造业创新中心建设工程大力推进智能制造新一代信息技术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智能制造网络化、数字化、智能化工业强基工程绿色发展工程节能与新能源汽车电力装备新材料生物医药及高性能医疗器械农业机械装备高端装备创新工程互联网+10大重点领域新一代信息通信技术产业航空航天装备先进轨道交通装备电力装备新材料高档数控机床和机器人海洋工程装备及高技术船舶节能与新能源汽车农业装备生物医药及高性能医疗器械五大工程3、工业强基工程解决基础零部件、基础工艺、基础材料比较落后5、高端装备创新工程“核高基”、互联网、数控机床、大飞机等专项已经在做还要推进一些新的专项来启动，来提高整个装备制造业的水平。2、智能制造工程带动各个产业提高数字化水平和智能化水平。智能制造是新一轮科技革命的核心，也是制造业数字化、网络化、智能化的主攻方向。4、绿色发展工程破解环境和资源制约，节约资源，保护环境。特别提到节能减排降耗、提高资源利用率。发展的质量和效益已经成为中心任务。因为工业占我国整体能源消耗的73%。1、国家制造业创新中心建设工程要建设一批产学研用相结合的制造业创新中心:在现有研究院所、大学和企业基础上，以产业联盟形式来承担制造业强国建设的核心任务，然后市场化的组建，阶段性地形成成果1（一）制造业创新中心（工业技术研究基地）建设工程制造业创新中心（工业技术研究基地）建设工程到2020年，重点形成15家左右制造业创新中心（工业技术研究基地），力争到2025年形成40家左右制造业创新中心（工业技术研究基地）。围绕重点行业转型升级和新一代信息技术、智能制造、增材制造、新材料、生物医药等领域创新发展的重大共性需求形成一批制造业创新中心（工业技术研究基地）重点开展行业基础和共性关键技术研发、成果产业化、人才培训等工作制定完善制造业创新中心遴选、考核、管理的标准和程序（二）智能制造工程到2020年，制造业重点领域智能化水平显著提升，试点示范项目运营成本降低30%，产品生产周期缩短30%，不良品率降低30%。到2025年，制造业重点领域全面实现智能化，试点示范项目运营成本降低50%，产品生产周期缩短50%，不良品率降低50%。紧密围绕重点制造领域关键环节，开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用。支持政产学研用联合攻关，开发智能产品和自主可控的智能装置并实现产业化。依托优势企业，紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控制、供应链优化，建设重点领域智能工厂/数字化车间。在基础条件好、需求迫切的重点地区、行业和企业中，分类实施流程制造、离散制造、智能装备和产品、新业态新模式、智能化管理、智能化服务等试点示范及应用推广。建立智能制造标准体系和信息安全保障系统，搭建智能制造网络系统平台。（三）工业强基工程到2020年，40%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障，受制于人的局面逐步缓解，航天装备、通信装备、发电与输变电设备、工程机械、轨道交通装备、家用电器等产业急需的核心基础零部件（元器件）和关键基础材料的先进制造工艺得到推广应用。到2025年，70%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障，80种标志性先进工艺得到推广应用，部分达到国际领先水平，建成较为完善的产业技术基础服务体系，逐步形成整机牵引和基础支撑协调互动的产业创新发展格局。开展示范应用，建立奖励和风险补偿机制，支持核心基础零部件（元器件）、先进基础工艺、关键基础材料的首批次或跨领域应用。组织重点突破，针对重大工程和重点装备的关键技术和产品急需，支持优势企业开展政产学研用联合攻关，突破关键基础材料、核心基础零部件的工程化、产业化瓶颈。强化平台支撑，布局和组建一批四基研究中心，创建一批公共服务平台，完善重点产业技术基础体系。工业强基（四）绿色制造工程组织实施传统制造业能效提升、清洁生产、节水治污、循环利用等专项技术改造。开展重大节能环保、资源综合利用、再制造、低碳技术产业化示范。实施重点区域、流域、行业清洁生产水平提升计划，扎实推进大气、水、土壤污染源头防治专项。制定绿色产品、绿色工厂、绿色园区、绿色企业标准体系，开展绿色评价。（五）高端装备创新工程组织实施大型飞机、航空发动机及燃气轮机、民用航天、智能绿色列车、节能与新能源汽车、海洋工程装备及高技术船舶、智能电网成套装备、高档数控机床、核电装备、高端诊疗设备等一批创新和产业化专项、重大工程。开发一批标志性、带动性强的重点产品和重大装备，提升自主设计水平和系统集成能力，突破共性关键技术与工程化、产业化瓶颈，组织开展应用试点和示范，提高创新发展能力和国际竞争力，抢占竞争制高点。到2025年，自主知识产权高端装备市场占有率大幅提升，核心技术对外依存度明显下降，基础配套能力显著增强，重要领域装备达到国际领先水平。到2020年，上述领域实现自主研制及应用。中国制造2025重点四大转变•由要素驱动向创新驱动转变•由低成本竞争优势向质量效益竞争优势转变•由资源消耗大、污染物排放多的粗放制造向绿色制造转变•由生产型制造向服务型制造转变一条主线•以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化网络化智能化制造为主线八项战略对策•①推行数字化网络化智能化制造；②提升产品设计能力；③完善制造业技术创新体系；④强化制造基础；⑤提升产品质量；⑥推行绿色制造；⑦培养具有全球竞争力的企业群体和优势产业；⑧发展现代制造服务业。中、美、德、日比较中国美国德国日本优势1-工业门类齐全，市场庞大，后发优势明显。2-社会生活领域互联网应用优势企业创新意识增强，互联网思维普及3-发达区域企业比较优势1-社会创新机制完善，应用性创新领先世界水准。2-优势产业集中在高科技企业，软件工业强大3-工业基础设施完善1-基础工业强大，硬件能力突出2-嵌入式系统软件领域领先世界3-文化严谨务实4-创新由政府主导5-自动化程度高1-工业基础强大，已实现3.02-精益思想深入3-高端制造业强大4-自动化程度高劣势1-工业企业整体大而不强、小而不精2-硬件基础弱3-整体创新能力不强4-产业地段化严重1-偏科严重，强的太强（高科技）、弱的较弱（基础工业）2-工业空心化较严重1-高科技&基础创新能力弱于美国2-注重硬件，整体创新能力不如美国工业门类不同，但情形与德国类似提升策略互联网+从易到难、从简到繁，以现有互联网优势入手，通过跨界整合形成创新型社会，推动工业革命，实现工业强国（以生活带动工业）工业互联网以高科技互联网基础性创新（CPS）为突破口，实现智能化工厂。智慧创造为基础重塑基础工业门类，实现工业振兴（以软件带动硬件）工业4.0发挥现有工业硬件及嵌入式软件优势，引入CPS系统整合，实现智能工厂。智能制造及商业模式创新，完成工业4.0革命（夯实硬件，提升软件）未知日本常以一种“匠人精神”进步，不提概念，踏实做事（精益生产也是美国总结出来的）应深入了解，借鉴日本工业关键环节如何“+”？如何跨界融合、跨平台整合，整合要素、机制、模式、手段等还需要探索。互联网基础领域创新，制造环节的智慧制造、物流提升等都是难点再工业过程的速度和效果高科技向基础工业渗透强度CPS基础技术突破软件产业的引领优势保持与提升服务互联网领域的强化应用软件领域的进步速度中小企业的参与度和效果竞争创新的社会机制重塑国家工业战略的制定及推进共同课题信息安全，社会法律体系，信息通信等领域的标准化；基础设施建设，传感器技术等，谁在这方面行动更快，效果更好，谁就会更快实现自己的目标