德国工业4.0与数字化制造

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）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31）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------------二类：1）直接提供人类生活和消费（商品，交通工具）

2）再制造的产品-----工具（机器、通信系统、计算机硬件）

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------------二类：1）直接提供人类生活和消费（商品，交通工具）

2）再制造的产品）------工具（机器、通信系统、计算机硬件装备------------用于再制造的工具------制造的结果1、话题引出52）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-----产品合格验收

-------登记入库-----进入市场------维护维修-------固废回收（全生命周期）1、话题引出62）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-----产品合格验收

-------登记入库-----进入市场------维护维修-------固废回收（全生命周期）

2）制造过程（管理）-----隐式场地----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

1、话题引出73）关于制造“业”与制造业革命

业------一种集群系统、类。制造业----制造的集群，制造的类行。

革命：前所未有，完全替代

制造业的革命人力劳动转为机械力的劳动；体力劳动转为脑力劳动；机械力的劳动转为机械的智慧劳动1、话题引出83）关于制造“业”与制造业革命

业------一种集群系统、类。制造业----制造的集群，制造类行业。革命：前所未有，完全替代制造业的革命人力劳动转为机械力的劳动；体力劳动转为脑力劳动；机械力的劳动转为机械的智慧劳动1、话题引出94）机械的智慧劳动

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）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104）机械的智慧劳动但是到本世纪，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、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11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12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”1、话题引出13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”=工业4.01、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

2、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4.0181）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4.0191）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4.0201）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4.0212）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4.0222）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4.023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4.024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）”与“自动化”对装备制造技术的嵌入（同时数字技术正在诞生，人的劳动开始向脑力为主的劳动转移）。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4.025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）”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4.026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）”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)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2、德国的工业4.0272、德国的工业4.0282、德国的工业4.0293）关于“工业4.0”的二个革命性要素

智能工厂智能生产（包含管理）

2、德国的工业4.0303）关于工业4.0发展的二个重要要素

智能工厂

（a）生产系统及生产（制造）过程的智能化;

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2、德国的工业4.031(b)生产设施的网络化（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4.032ManufacturingCell1ManufacturingCellnOEM1OEMmInternet网Customer1CustomerpSystemportalClientexpertTechnologysupportNetworkedmanufacturer

在网络化制造系统下，客户、供应商、网络化制造集成者、技术专家等的共同参与。借助于网络化制造的门户网站进行异地网络化制造系统的组建、管理、合作协调。2、德国的工业4.033智能生产

（a）装备的智能（德国的双重战略）

通信功能逻辑思维功能定位与传感功能问题发现与自检功能自修复功能柔性性功能2、德国的工业4.034智能生产

（a）装备的智能

通信功能逻辑思维功能定位与传感功能问题发现与自检功能自修复功能柔性性功能案例：月球车

3D打印高级机器人等等2、德国的工业4.035智能生产（a）装备的智能

通信功能逻辑思维功能定位与传感功能问题发现与自检功能自修复功能柔性性功能案例：月球车

3D打印高级机器人等等

前题与核心

数字化2、德国的工业4.036所以所谓“智能化”的重要基础--------数字化2、德国的工业4.0374）关于数字与数字化

数字与进位：

（1）10进制数（0、1、2、3、------8、9以10为进数单位，11、21、31等）（2）16进制数，（3）12进制数，（4）0、1进制数只有0,1进制数最方便电子的逻辑处理（开与关，通与断，与或非等），计算机的内部逻辑计算全部应用0,1的数字量。

数字化用一串0,1（16位，32位）的数字表示一个信息（如色、声、图、形，量），计算机即可以对信息数字编码，也可以还原它，数字化后的信息可以按人脑指令进行计算，这个过程称数字化。逻辑计算的外部表现即是智能。实际上，今天大家讲的数字化，本质上就是以0,1为进制的数字逻辑计算。

2、德国的工业4.0384）关于数字与数字化

数字与进位：

（1）10进制数（0、1、2、3、------8、9以10为进数单位，11、21、31等）（2）16进制数，（3）12进制数，（4）0、1进制数只有0,1进制数最方便电子的逻辑处理（开与关，通与断，与或非等），计算机的内部逻辑计算全部应用0,1的数字量。

数字化用一串0,1（16位，32位）的数字表示一个信息（如色、声、图、形，量），计算机即可以对信息数字编码，也可以还原它，数字化后的信息可以按人脑指令进行计算，这个过程称数字化。逻辑计算的外部表现即是智能。实际上，今天大家讲的数字化，本质上就是以0,1为进制的数字逻辑计算。

2、德国的工业4.0394）关于数字与数字化

数字与进位：

（1）10进制数（0、1、2、3、------8、9以10为进数单位，11、21、31等）（2）16进制数，（3）12进制数，（4）0、1进制数只有0,1进制数最方便电子的逻辑处理（开与关，通与断，与或非等），计算机的内部逻辑计算全部应用0,1的数字量。

数字化用一串0,1（16位，32位）的数字离散地表示一个信息（如色、声、图、形，量），计算机即对离散信息数字编码，也可以还原它，只有数字化后的信息计算机才会进行计算，这个计算过程我们称其数字化。逻辑计算的外部结果----机械的智能。实际上，今天大家讲的数字化，本质上就是以0,1进制的数字逻辑计算。

2、德国的工业4.0405）实现工业4.0，德国提出8个优先行动计划（1）标准化和参考架构：实现智能工厂网络连接和集成，必须有一套统一的通信标准，有一个参考架构为确立标准提供技术说明。

（2）复杂系统管理：网络化的生产组织和产品的全生命周期管理要求，管理会日趋复杂，工程师要研究与开发复杂系统的管理模型的，或应用已经开发的模型训练。（3）网络通信的宽频设施建设：可靠、全面和高质量的通信网络是工业4.0的一个关键技术与要求。（4）安全与保障：智能要确保生产设施和人的安全，要保证不构成对环境的威胁，其次是生产数据与信息的滥用与被人侵犯。（5）员工组织与设计：智能工厂员工的角色将发生显著的改变，生产过程的实时控制也变得必须，同时员工会减少和责任的增加，必须对员工有智能化企业的工作设计和让员工了解工作模型。（6）培训与专业发展：工业4.0极大地改变了员工工作方式和技能，对员工有必须建立终身学习要求和以企业现场为基础的专业发展计划。（7）监管框架：工业4.0在实施中有完整的法律，但是对保护企业的数据、责任和贸易问题总有意外与挑战，所以生产过程中仍需建立自我监管的技术措施。（8）资源利用效率：工业4.0必须考虑智能工厂投入的额外资源与产生的节约潜力之间的平衡。2、德国的工业4.0415）实现工业4.0，德国提出8个优先行动计划

（1）标准化和参考架构：实现智能工厂网络连接和集成，必须有一套统一的通信标准，有一个参考架构为确立标准提供技术说明。（2）复杂系统管理：网络化的生产组织和产品的全生命周期管理要求，管理会日趋复杂，工程师要研究与开发复杂系统的管理模型，或应用已经开发的模型接受训练。

（3）网络通信的宽频设施建设：可靠、全面和高质量的通信网络是工业4.0的一个关键技术与要求。（4）安全与保障：智能要确保生产设施和人的安全，要保证不构成对环境的威胁，其次是生产数据与信息的滥用与被人侵犯。（5）员工组织与设计：智能工厂员工的角色将发生显著的改变，生产过程的实时控制也变得必须，同时员工会减少和责任的增加，必须对员工有智能化企业的工作设计和让员工了解工作模型。（6）培训与专业发展：工业4.0极大地改变了员工工作方式和技能，对员工有必须建立终身学习要求和以企业现场为基础的专业发展计划。（7）监管框架：工业4.0在实施中有完整的法律，但是对保护企业的数据、责任和贸易问题总有意外与挑战，所以生产过程中仍需建立自我监管的技术措施。（8）资源利用效率：工业4.0必须考虑智能工厂投入的额外资源与产生的节约潜力之间的平衡。2、德国的工业4.0425）实现工业4.0，德国提出8个优先行动计划

（1）标准化和参考架构：实现智能工厂网络连接和集成，必须有一套统一的通信标准，有一个参考架构为确立标准提供技术说明。（2）管理复杂系统：网络化的生产组织和产品的全生命周期管理要求，管理会日趋复杂，工程师要研究与开发复杂系统的管理模型的，或应用已经开发的模型训练。（3）网络通信的宽频设施建设：一个可靠、全面和高质量的通信网络是“工业4.0”的关键技术与要求。（4）安全与保障：智能要确保生产设施和人的安全，要保证不构成对环境的威胁，其次是生产数据与信息的滥用与被人侵犯。（5）员工组织与设计：智能工厂员工的角色将发生显著的改变，生产过程的实时控制也变得必须，同时员工会减少和责任的增加，必须对员工有智能化企业的工作设计和让员工了解工作模型。（6）培训与专业发展：工业4.0极大地改变了员工工作方式和技能，对员工有必须建立终身学习要求和以企业现场为基础的专业发展计划。（7）监管框架：工业4.0在实施中有完整的法律，但是对保护企业的数据、责任和贸易问题总有意外与挑战，所以生产过程中仍需建立自我监管的技术措施。（8）资源利用效率：工业4.0必须考虑智能工厂投入的额外资源与产生的节约潜力之间的平衡。2、德国的工业4.0435）实现工业4.0，德国提出8个优先行动计划

（1）标准化和参考架构：实现智能工厂网络连接和集成，必须有一套统一的通信标准，有一个参考架构为确立标准提供技术说明。

（2）管理复杂系统：网络化的生产组织和产品的全生命周期管理要求，管理会日趋复杂，工程师要研究与开发复杂系统的管理模型的，或应用已经开发的模型训练。

（3）网络通信的宽频设施建设：可靠、全面和高质量的通信网络是工业4.0的一个关键技术与要求。

（4）安全与保障：智能要确保生产设施和人的安全，要保证不构成对环境的威胁，其次是生产数据与信息的滥用或被人侵犯。（5）员工组织与设计：智能工厂员工的角色将发生显著的改变，生产过程的实时控制也变得必须，同时员工会减少和责任的增加，必须对员工有智能化企业的工作设计和让员工了解工作模型。（6）培训与专业发展：工业4.0极大地改变了员工工作方式和技能，对员工有必须建立终身学习要求和以企业现场为基础的专业发展计划。（7）监管框架：工业4.0在实施中有完整的法律，但是对保护企业的数据、责任和贸易问题总有意外与挑战，所以生产过程中仍需建立自我监管的技术措施。（8）资源利用效率：工业4.0必须考虑智能工厂投入的额外资源与产生的节约潜力之间的平衡。2、德国的工业4.0445）实现工业4.0，德国提出8个优先行动计划

（1）标准化和参考架构：实现智能工厂网络连接和集成，必须有一套统一的通信标准，有一个参考架构为确立标准提供技术说明。

（2）管理复杂系统：网络化的生产组织和产品的全生命周期管理要求，管理会日趋复杂，工程师要研究与开发复杂系统的管理模型的，或应用已经开发的模型训练。

（3）网络通信的宽频设施建设：可靠、全面和高质量的通信网络是工业4.0的一个关键技术与要求。（4）安全与保障：智能要确保生产设施和人的安全，要保证不构成对环境的威胁，其次是生产数据与信息的滥用或被人侵犯。

（5）员工组织与设计：智能工厂员工的角色将发生显著的改变，生产过程的实时控制变得必须，同时员工会减少和责任会增加，必须对员工有智能化企业的工作设计和让员工了解工作模型。（6）培训与专业发展：工业4.0极大地改变了员工工作方式和技能，对员工有必须建立终身学习要求和以企业现场为基础的专业发展计划。（7）监管框架：工业4.0在实施中有完整的法律，但是对保护企业的数据、责任和贸易问题总有意外与挑战，所以生产过程中仍需建立自我监管的技术措施。（8）资源利用效率：工业4.0必须考虑智能工厂投入的额外资源与产生的节约潜力之间的平衡。2、德国的工业4.0455）实现工业4.0，德国提出8个优先行动计划

（1）标准化和参考架构：实现智能工厂网络连接和集成，必须有一套统一的通信标准，有一个参考架构为确立标准提供技术说明。

（2）管理复杂系统：网络化的生产组织和产品的全生命周期管理要求，管理会日趋复杂，工程师要研究与开发复杂系统的管理模型的，或应用已经开发的模型训练。

（3）网络通信的宽频设施建设：可靠、全面和高质量的通信网络是工业4.0的一个关键技术与要求。（4）安全与保障：智能要确保生产设施和人的安全，要保证不构成对环境的威胁，其次是生产数据与信息的滥用或被人侵犯。（5）员工组织与设计：智能工厂员工的角色将发生显著的改变，生产过程的实时控制也变得必须，同时员工会减少和责任的增加，必须对员工有智能化企业的工作设计和让员工了解工作模型。

（6）培训与专业发展：“工业4.0”极大地改变员工工作方式和工作技能，对员工必须建立终身学习要求和设计以企业现场为基础的专业发展计划。（7）监管框架：工业4.0在实施中有完整的法律，但是对保护企业的数据、责任和贸易问题总有意外与挑战，所以生产过程中仍需建立自我监管的技术措施。（8）资源利用效率：工业4.0必须考虑智能工厂投入的额外资源与产生的节约潜力之间的平衡。2、德国的工业4.0465）实现工业4.0，德国提出8个优先行动计划

（1）标准化和参考架构：实现智能工厂网络连接和集成，必须有一套统一的通信标准，有一个参考架构为确立标准提供技术说明。

（2）管理复杂系统：网络化的生产组织和产品的全生命周期管理要求，管理会日趋复杂，工程师要研究与开发复杂系统的管理模型的，或应用已经开发的模型训练。

（3）网络通信的宽频设施建设：可靠、全面和高质量的通信网络是工业4.0的一个关键技术与要求。（4）安全与保障：智能要确保生产设施和人的安全，要保证不构成对环境的威胁，其次是生产数据与信息的滥用或被人侵犯。（5）员工组织与设计：智能工厂员工的角色将发生显著的改变，生产过程的实时控制也变得必须，同时员工会减少和责任的增加，必须对员工有智能化企业的工作设计和让员工了解工作模型。（6）培训与专业发展：工业4.0极大地改变了员工工作方式和技能，对员工有必须建立终身学习要求和以企业现场为基础的专业发展计划。

（7）监管框架：“工业4.0”在实施中虽然有完整的法律，但是对保护企业的数据、责任和贸易问题总有意外与挑战，所以生产过程中仍需建立自我监管的技术措施。（8）资源利用效率：工业4.0必须考虑智能工厂投入的额外资源与产生的节约潜力之间的平衡。2、德国的工业4.0475）实现工业4.0，德国提出8个优先行动计划

（1）标准化和参考架构：实现智能工厂网络连接和集成，必须有一套统一的通信标准，有一个参考架构为确立标准提供技术说明。

（2）管理复杂系统：网络化的生产组织和产品的全生命周期管理要求，管理会日趋复杂，工程师要研究与开发复杂系统的管理模型的，或应用已经开发的模型训练。

（3）网络通信的宽频设施建设：可靠、全面和高质量的通信网络是工业4.0的一个关键技术与要求。（4）安全与保障：智能要确保生产设施和人的安全，要保证不构成对环境的威胁，其次是生产数据与信息的滥用或被人侵犯。（5）员工组织与设计：智能工厂员工的角色将发生显著的改变，生产过程的实时控制也变得必须，同时员工会减少和责任的增加，必须对员工有智能化企业的工作设计和让员工了解工作模型。（6）培训与专业发展：工业4.0极大地改变了员工工作方式和技能，对员工有必须建立终身学习要求和以企业现场为基础的专业发展计划。（7）监管框架：工业4.0在实施中有完整的法律，但是对保护企业的数据、责任和贸易问题总有意外与挑战，所以生产过程中仍需建立自我监管的技术措施。

（8）资源利用效率：“工业4.0”必须考虑智能工厂投入的额外资源与产生的节约潜力之间的平衡。2、德国的工业4.0486）德国为什么首先提出“工业4.0”三个原因：1）德国具有世界最优秀的企业信息组织：德国的制造业是世界最具竞争力的国家之一，几十年来，德国企业已经成功应用信息和通信技术（ICT）)进行不同地理位置的管理、已经具备不同的合作伙伴来执行复杂工业流程，德国目前90%的工业制造企业比较习惯应用ICT。2）德国有在世界上占数字化技术优势：

德国拥有与SAP公司、SoftwareAG公司、Telekon公司和美国如IBM、惠普在德国的子公司，可以形成集结全球最先进和最高水平的IT精英集群，为工业4.0提供了别国没有的发展先机。3）德国目前的制造业状态（紧迫与自信）：

根据2011年世界银行数据库的资料现示，国际电气工程（制造业）的增加值总量3.4万亿欧元，中国占1.1万亿，德国仅为0.12万亿，在美、日、韩后的第五位，但是在这些数字后面，德国是世界最大自动化产品和系统出口国（290亿欧），其次是中国（270亿欧）和美国（210亿欧）。2、德国的工业4.0496）德国为什么首先提出“工业4.0”三个原因：1）德国具有世界最优秀的企业信息组织：德国的制造业是世界最具竞争力的国家之一，几十年来，德国企业已经成功应用信息和通信技术（ICT）)进行不同地理位置的管理、已经具备不同的合作伙伴来执行复杂工业流程，德国目前90%的工业制造企业比较习惯应用ICT。2）德国有在世界上占数字化技术优势：

德国拥有与SAP公司、SoftwareAG公司、Telekon公司和美国如IBM、惠普在德国的子公司，可以形成集结全球最先进和最高水平的IT精英集群，为工业4.0提供了别国没有的发展先机。3）德国目前的制造业状态（紧迫与自信）：

根据2011年世界银行数据库的资料现示，国际电气工程（制造业）的增加值总量3.4万亿欧元，中国占1.1万亿，德国仅为0.12万亿，在美、日、韩后的第五位，但是在这些数字后面，德国是世界最大自动化产品和系统出口国（290亿欧），其次是中国（270亿欧）和美国（210亿欧）。2、德国的工业4.0506）德国为什么首先提出“工业4.0”三个原因：1）德国具有世界最优秀的企业信息组织：德国的制造业是世界最具竞争力的国家之一，几十年来，德国企业已经成功应用信息和通信技术（ICT）)进行不同地理位置的管理、已经具备不同的合作伙伴来执行复杂工业流程，德国目前90%的工业制造企业比较习惯应用ICT。2）德国有在世界上占数字化技术优势：

德国拥有与SAP公司、SoftwareAG公司、Telekon公司和美国如IBM、惠普在德国的子公司，可以形成集结全球最先进和最高水平的IT精英集群，为工业4.0提供了别国没有的发展先机。3）德国目前的制造业状态（紧迫与自信）：根据2011年世界银行数据库的资料现示，国际电气工程（制造业）的增加值总量3.4万亿欧元，中国占1.1万亿，德国仅为0.12万亿，在美、日、韩后的第五位，但是在这些数字后面，德国是世界最大自动化产品和系统出口国（290亿欧），其次是中国（270亿欧）和美国（210亿欧）。2、德国的工业4.051小结

德国的“工业4.0”