工业及智能制造解决方案

一工业4.0二工业4.0时代的智能制造三未来制造业目录工业4.0是什么一2011年1月2012年4~10月2014年4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）2010年德国科学-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

《德国2020高技术战略》发布，并重点推出11个“未来项目”工业4.0的提出一、工业4.0是什么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经济全球化中，需要对市场做出快速响应保持制造业国际领先地位所需的标准化需要根据消费者需求，实现差异化、个性化的生产制造业占据全国GDP的25%、出口总额的60%，影响极大12356784工业4.0的社会背景一、工业4.0是什么四次工业革命一、工业4.0是什么工业1.0一、工业4.0是什么工业2.0一、工业4.0是什么工业3.0一、工业4.0是什么工业4.0概念什么是工业4.0通过互联网等通信网络将工厂与工厂内外的事物和服务连接起来，创造前所未有的价值、构建新的商业模式的产官学一体的项目。“工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，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。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。发展优势在生产能力上，工业4.0将确保仅一次性生产，且产量很低时的获利能力，确保工艺流程的灵活性和资源利用率。另一方面，工业4.0将使人的工作生涯更长，工作与生活更加平衡，高工资时产业仍有强大竞争力。实现方式主要是通过CPS（信息物理系统），总体掌控从消费需求到生产制造的所有过程，由此实现高效生产管理。一、工业4.0是什么工业3.0与工业4.0有哪些不同？一、工业4.0是什么大规规模模定定制制生生产产与与大大规规模模生生产产的的比比较较

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

以多样化和定制化开发、生产、销售、交付顾客买得起的产品和服务

一、、工工业业4.0是是什什么么大规规模模定定制制的的优优势势成本本低低效率率高高交货货快快品种种多多个性性化化大规规模模定定制制生生产产大规规模模生生产产品种种单单一一标准准化化定制制生生产产成本本高高效率率低低交货货慢慢一、、工工业业4.0是什什么么工业业4.0具体体能能实实现现什什么么？？智能能生产产智智能能化化设备备智智能能化化供应应链链管管理理智智能能化化能源源管管理理智智能能化化一、、工工业业4.0是什什么么传统统生生产产方方式式物质质生生产产产品品信息息材料料能源源一、、工工业业4.0是什什么么生产产智智能能化化一、、工工业业4.0是什什么么设备备智智能能化化能源源管管理理智智能能化化供应应链链管管理理智智能能化化工业业4.0的两两大大主主题题智能能工工厂厂：：智智能能化化生生产产系系统统及及过过程程，，以以及及网网络络化化分分布布式式生生产产设设施施的的实实现现。。智能能生生产产：：整整个个企企业业的的生生产产物物流流管管理理、、人人机机互互动动以以及及3D技术术在在工工业业生生产产过过程程中中的的应应用用等等。。该计计划划将将特特别别注注重重吸吸引引中中小小企企业业参参与与，，力力图图使使中中小小企企业业成成为为新新一一代代智智能能化化生生产产技技术术的的使使用用者者和和受受益益者者，，同同时时也也成成为为先先进进工工业业生生产产技技术术的的创创造造者者和和供供应应者者。。智能能物物流流：：主主要要通通过过互互联联网网、、物物联联网网、、务务联联网网，，整整合合物物流流资资源源，，充充分分发发挥挥现现有有物物流流资资源源供供应应方方的的效效率率，，而而需需求求方方，，则则能能够够快快速速获获得得服服务务匹匹配配，，得得到到物物流流支支持持。。工业业4.0的三三个个重重点点、、八八大大关关键键工业业4.0的愿愿景景工业业4.0为何何引引起起广广泛泛关关注注？？改变变改变变制制造造业业思思维维改变变了了制制造造业业模模式式改变变了了创创新新模模式式一、、工工业业4.0是什什么么创新新的的模模式式Textinhere行业业支支持持标准准化化创新新研发发一、、工工业业4.0是什什么么生产产观观效效率率、、质质量量、、成成本本、、安安全全科学学的的生生产产观观遵遵循循的的四四项项基基本本原原则则：：第一一、、如如何何提提高高效率率？第二二、、如如何何降降低低成本本？第三三、、如如何何提提升升质量量？第四四、、如如何何保保障障安全全？四项项基基本本原原则则应应该该从从生产产力力和生产产关关系系两个个方方面面来来运运作作：：以先先进进的的科科学学技技术术为为技技术术抓抓手手；；以以先先进进的的管管理理科科学学为为管管理理抓抓手手。。工业业4.0最最好好的的满满足足了了科科学学生生产产观观的的四四项项基基本本原原则则科学学的的生生产产观观科学学生生产产观观传统统的的生生产产链链长期期且且固固定定的的一一种种关关系系一、、工工业业4.0是什什么么工业业4.0的的生生产产网网相对对动动态态的的一一种种关关系系一、、工工业业4.0是什什么么传统统的的分分工工合合作作1.研发发3.原型型制制造造4.零部部件件生生产产5.系统统集集成成6.销售售服服务务2.设计计1980:OEM价值值链链仅将将零零部部件件的的生生产产分分包包给给不不同同的的供供应应商商一、、工工业业4.0是什什么么当前前的的外外包包开开发发工艺艺过过程程开开发发子装装配配体体零部部件件供应应链链管管理理产品品生生命命周周期期管管理理2000:部分分外外包包的的价价值值链链外包包包包括括工工艺艺过过程程开开发发等等核核心心环环节节用供供应应链链管管理理、、产产品品生生命命周周期期管管理理等等软软件件系系统统管管理理外外包包工工作作1.研发发3.原型型制制造造4.零部部件件生生产产5.系统统集集成成6.销售售服服务务2.设计计一、、工工业业4.0是什什么么工业业4.0的的开开放放制制造造第一一层层子装装配配体体零部部件件系统统第二二层层第三三层层工艺艺过过程程开开发发项目目管管理理质量量管管理理商业业模模式式开开发发产品品生生命命周周期期管管理理供应应链链管管理理2025:开放放的的价价值值链链学习习型型组组织织和和精精益益生生产产1.研发发3.原型型制制造造4.零部部件件生生产产5.系统统集集成成6.销售售服服务务2.设计计一、、工工业业4.0是什什么么工业业4.0能产产生生多多少少价价值值？？一、、工工业业4.0是什什么么社会会效效益益：：解解决决劳劳动动力力不不足足。。生产产力力：：倍倍速速增增长长。。一、、工工业业4.0是什什么么德国国电电子子电电气气制制造造商商协协会会研研究究报报告告美国国GE预预测测：：2015年年，，智智能能工工业业影影响响一一半半的的全全球球经经济济工业业4.0时代代的的智智能能制制造造二二、、工工业业4.0时代代的的智智能能制制造造工业业4.0的的智智能能制制造造：：本质是是基基于““信息息物理理系统统”实实现““智能能工厂厂”核心是是动动态配配置的的生产产方式式实现现“柔柔性生生产””关键是是信信息技技术应应用实实现生生产力力飞速速发展展愿景是是解解决能能源消消费等等社会会问题题（一））本质质是基基于““信息息物理理系统统”实实现““智能能工厂厂”二、工工业4.0时代的的智能能制造造信息物物理系系统物理信息CPS系统通通信信息计计算物理控控制二、工工业4.0时代的的智能能制造造2006年年2月月美美国发发布（（美国国竞争争力计计划））CPS为为重要要的研研究项项目信息物物理系系统二、工工业4.0时代的的智能能制造造核心技技术—物联网网文化科技…工业CPS应用智能工工厂CPPS能源CPS应用智能电电网移动通通信CPS应用智能手手机健康CPS应用智能健健康…与所有有领域域相关关的通通用技技术（语义义技术术、云云计算算服务务平台台）经济安全、、工程程、教教育、、参考考框架架、模模型物联网网服务互互联网网3C二、工工业4.0时代的的智能能制造造核心平平台—信息物物理系系统信息物物理系系统（（CPS）信息物物理系系统（（CCPS）强调调物理过过程与与信息息间的的反馈馈，信息息物理理系统统是计计算和和物理理过程程的整整合集集成。。嵌入入式计计算机机和网网络对对物理理过程程进行行监测测和控控制。。从从自动动化技技术的的观点点看，，CPS是一种种工程程系统统，由由一个个嵌入入在物物体中中的计计算和和通信信的内内核，，以及及物理理环境境中的的结构构所监监测和和控制制。基于上上下文文的自自适应应故障障诊断断辅助助工具具基于肢肢体动动作的的物理理辅助助移动式式个性性化自自适应应的辅辅助导导航系系统多模式式的人人机交交互基于位位置的的维护护和规规划辅辅助工工具基于虚虚拟现现实/增强现现实的的复杂杂工作作流程程辅助助管理理工具具6CCPS计算（（Computing，云计计算等等）社群（（Community，协同同合作作）定制化化（Customization，个性性化定定制））控制（（Control，传感器器、执执行器器等））通信（（Communication，无线线通信信等））内容（（Content，语义义分析析）二、工工业4.0时代的的智能能制造造算法文档三维模模型工艺数数据…CPS：系统统中的的物理理对象象和相相应的的虚拟拟对象象通过过泛在在信息息网络络进行行通信信Cyber：算法法和服服务，，服务务的动动态集集成和服务务提供供商，，并跨跨越边边界进进行信信息交交流Cyber：包括括3D模型，，仿真真模型型，文文档，，关系系，工工作条条件等等数据据能够够通过过可变变信息息网络络在任任何地地方和和任何何时间间进行行搜集集Physcial：在生生产系系统中中的人人和自自动化化模块块具有有智能能化、、自我我解释释、自自我意意识、、自我我诊断断、交交互评评估能能力CPS系统触触发了了工业业自动动化模模式转转变服务云物理对对象CPS平台二、工工业4.0时代的的智能能制造造智能工工厂二、工工业4.0时代的的智能能制造造智能工工厂的的三层层架构构二、工工业4.0时代的的智能能制造造智能设设备基于无无线、、RFID、传感感器和和服务务的架架构智能产产品智能产产品特特性集成了了信息息存储储、传传感、、无线线通信信功能能产品是是信息息载体体产品在在整个个完整整的供供应链链和生生命周周期中中都一一直带带有自自身信信息产品是是一个个agent产品会会影响响其所所在环环境产品具具有自自监测测功能能产品会会对其其自身身状态态和环环境进进行监监测我生产产于2010年4月30日，5月3日出厂厂请握中中间已经打打开2分钟了了，请请盖上上智能APP平台面向智智能制制造的的APP商店下载量量身定定制的的用户户界面面工业4.0中的智智能汽汽车智能产产品案案例-智能化化汽车车动力管管理APP驾驶员员辅助助APP智能用用户界界面APP绿色驾驾驶APP工业4.0智能工工厂的的布局局面向服服务的的工厂厂的布布局服务库库硬件无无关抽象服服务硬件相相关设备控控制现场层层横向、、纵向向、端端到端端的集集成二、工工业4.0时代的的智能能制造造云计算算推动动工业业4.0的创新新能力力发展展，通通过资资源的的平台台集中中管理理，实实现智智能化化实时时控制制调配配。同同时大大数据据分析析实现现制造造、库库存、、采购购、物物流等等的最最优化化管理理。行业云云SAASIAASPAASOA切削云云焊接云云数据分分析云云…管理和和业务务这次次恒安全CRM门户即时通通信邮件内容管管理工业应用ansysabqqusfluentblast基服础务基设础施身份认认证ACLDataMiningFramework…CloudAPIDevelopmentFramework虚拟化化主机存储网络其他硬硬件数据存存储计算服服务负载管管理备份加工云云工业云云（二））核心心是动动态配配置的的生产产方式式二、工工业4.0时代的的智能能制造造汽车生生产线线的变变迁二、工工业4.0时代的的智能能制造造产品-服务坐坐标产品开开发服务C3PPLM买方交交易卖方交交易物流交交易供应商商客户价值链链坐标标企业坐坐标生产管理CRMSCMERPMES信息交交换（数据据）（三））关键键是信信息技技术应应用二、工工业4.0时代的的智能能制造造工业软软件决决定工工业4.0（四））愿景景是解解决能能源消消费等等社会会问题题二、工工业4.0时代的的智能能制造造2010年年德国国能耗耗分布布制造业业节能能途径径工业节节能减减排与综合合利用用收集和和分析析能源源信息息识别问问题管理运运营改变耗耗能不不良习习惯二、工工业4.0时代的的智能能制造造未来制制造业业三三、未来来制造业业BusinessCustomersFINERPEAMEquipmen