德國工業(yè)4.0與中國制造2025分享

1、德國工業(yè)4.0與中國制造2025,序言,工業(yè)4.0戰(zhàn)略的正式提出是在2013年的德國漢諾威工業(yè)博覽會。此后，工業(yè)4.0概念逐漸引人注目。,2013年以來“工業(yè)4.0”持續(xù)成為各國關(guān)注的焦點。有分析指，“工業(yè)4.0 ”在我國也有望上升到國家戰(zhàn)略高度。,2014年以來，中國制造2025、智能制造、德國工業(yè)4.0等詞匯不絕于耳。而這一系列的制造業(yè)振興戰(zhàn)略都是為了應(yīng)對當(dāng)前社會生產(chǎn)組織方式的重大變革。,我們正處在一個變革的世界！,序言,2014年3月，習(xí)近平訪問德國時重點提到：德國推出了“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，中德合作將會有更多契合點。,國家層面大力推進(jìn)中德兩國間的工業(yè)4.0合作,序言,政府報告提“中國制造

2、2025”與德國工業(yè)4.0合作,2015年政府工作報告提出中國制造2025規(guī)劃, 要在2025年促進(jìn)工業(yè)化和信息化深度融合。,2014年簽署的中德合作行動綱要中明確提出兩國要進(jìn)行工業(yè)4.0合作。,序言,工業(yè)4.0到底是什么，它的來源背景是什么？ 工業(yè)4.0具體的內(nèi)容是什么，技術(shù)、手段有哪些？ 實現(xiàn)工業(yè)4.0的價值所在是什么？ 工業(yè)4.0將對世界帶來的影響是什么？ 中國制造2025又是什么內(nèi)容，和德國工業(yè)4.0有什么關(guān)系？ 2025以后中國的工業(yè)將走向何方？ ,工業(yè)4.0的由來 工業(yè)4.0的主要內(nèi)容 工業(yè)4.0的特點 工業(yè)4.0的價值 先進(jìn)企業(yè)工業(yè)4.0的戰(zhàn)略 工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢 中國應(yīng)對工業(yè)

3、4.0中國制造2025,目錄,工業(yè)4.0的由來 工業(yè)4.0的主要建設(shè)內(nèi)容 工業(yè)4.0的特點 工業(yè)4.0的價值 先進(jìn)企業(yè)工業(yè)4.0的戰(zhàn)略 工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢 中國應(yīng)對工業(yè)4.0中國制造2025,目錄,1-1 工業(yè)發(fā)展史,機械化時代,電氣化時代,數(shù)字化時代,智能化時代,量變,量變,量變,質(zhì)變,機器可替代部分創(chuàng)造性勞動,1-4 各階段生產(chǎn)方式,(工廠設(shè)計 用戶采購),設(shè)計,采購,NOW,1-6 提出原因,一、新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力 二、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢 三、國家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略方向,一、市場機遇 二、技術(shù)機遇 三、產(chǎn)業(yè)機遇,一、理念領(lǐng)先 二、標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)先,1-7 提出過程,“工業(yè)4.0”一詞在漢諾威工業(yè)博覽會上被首

4、次提出 “工業(yè)4.0”概念被正式提出 德國政府將工業(yè)4.0作為國家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略 德國正計劃制訂推進(jìn)工業(yè)4.0的相關(guān)法律 工業(yè)4.0技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于德國,2011,2013,2015,2017,2020,1-5 工業(yè)4.0的定義,工業(yè)1.0:機器制造，機械化生產(chǎn)； 工業(yè)2.0:流水線，批量生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化； 工業(yè)3.0:高度自動化，無人/少人化生產(chǎn)；工業(yè)4.0:虛實融合,智能化、網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)。,核心定義：“工業(yè)4.0” 是德國提出的以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。,工業(yè)4.0的由來 工業(yè)4.0的主要建設(shè)內(nèi)容 工業(yè)4.0的特點 工業(yè)4.0的價值 先進(jìn)企業(yè)工業(yè)4.0的戰(zhàn)略 工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢 中國應(yīng)對工

5、業(yè)4.0中國制造2025,目錄,2-0 工業(yè)4.0愿景,工業(yè)4.0不僅是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的延伸，而是開啟了一個人&物相連，物&物相連的大連接世界。,“工業(yè)4.0”的愿景 參與者及資源的高度互動 大規(guī)模使用智能設(shè)備進(jìn)行智能生產(chǎn) 產(chǎn)品的定制融入到設(shè)計、配置、訂購、計劃、生產(chǎn)、運營和回收階段。,智能移動,智能物流,智能電力,智能建筑,智能產(chǎn)品,2-1 工業(yè)4.0的主要建設(shè)內(nèi)容,“1”個網(wǎng)絡(luò) 信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),“2”大主題,智能工廠,智能生產(chǎn),“3”項集成,橫向集成,端到端集成,縱向集成,“8”項計劃,標(biāo)準(zhǔn)化 參考架構(gòu),管理復(fù)雜系統(tǒng),工業(yè)寬帶基礎(chǔ),安全和保障,工作的組織和設(shè)計,培訓(xùn) 持續(xù)的職業(yè)發(fā)展

6、,監(jiān)管架構(gòu),資源利用效率,2-2 “1”個網(wǎng)絡(luò),即信息物理系統(tǒng)（CPS）,信息物理系統(tǒng)（CPS）使機器、人、生產(chǎn)對象和整個業(yè)務(wù)流程融合起來，相互間通過網(wǎng)絡(luò)持續(xù)地保持?jǐn)?shù)字信息的交流。,2-3 兩大主題,即智能工廠和智能生產(chǎn),智能工廠重點研究工廠的智能化硬件建設(shè)，實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)化的模塊生產(chǎn)設(shè)施。,2-3 兩大主題,即智能工廠和智能生產(chǎn),智能生產(chǎn)重點研究工廠的智能化軟件建設(shè)，將人機互動、智能物流、3D打印增材制造等技術(shù)先進(jìn)運用到工業(yè)生產(chǎn)中，制定出一套先進(jìn)的生產(chǎn)模式。,2-4 實現(xiàn)三項集成,通過CPS，使人、機、服務(wù)之間互聯(lián)，實現(xiàn)縱向集成、橫向集成和端到端集成。,縱向集成：追求的是在企業(yè)內(nèi)

7、部信息流、資金流和物流所有環(huán)節(jié)信息無縫鏈接，這是所有智能化的基礎(chǔ)。,2-4 實現(xiàn)三項集成,橫向集成：是產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)之間通過價值鏈以及信息網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無縫合作，實現(xiàn)企業(yè)間的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。,通過CPS，使人、機、服務(wù)之間互聯(lián)，實現(xiàn)縱向集成、橫向集成和端到端集成。,2-4 實現(xiàn)三項集成,端到端集成：就是通過產(chǎn)品全生命周期的價值鏈上企業(yè)資源的整合，為客戶提供產(chǎn)品全生命周期的管理和服務(wù)。,通過CPS，使人、機、服務(wù)之間互聯(lián)，實現(xiàn)縱向集成、橫向集成和端到端集成。,2-5 八項計劃,1、標(biāo)準(zhǔn)化和參考架構(gòu) 2、管理復(fù)雜系統(tǒng) 3、一套綜合的工業(yè)寬帶基礎(chǔ)設(shè)施 4、安全和保障 5、工作的組織和設(shè)計 6、培訓(xùn)和持續(xù)

8、的職業(yè)發(fā)展 7、監(jiān)管框架 8、資源利用效率,無規(guī)矩不成方圓，單一的共同標(biāo)準(zhǔn)助力公司間的網(wǎng)絡(luò)連接和集成。,提升管理能力以應(yīng)對日趨復(fù)雜的產(chǎn)品和信息的爆炸。,要致富先修路，可靠、全面、高品質(zhì)的通信網(wǎng)絡(luò)是“工業(yè)4.0”的一個關(guān)鍵要求。,確保生產(chǎn)安全，產(chǎn)品功能安全、產(chǎn)品信息安全。,隨著工作內(nèi)容、流程和環(huán)境的變化，對管理工作提出了新的要求。,有必要通過建立終身學(xué)習(xí)和持續(xù)職業(yè)發(fā)展計劃，幫助工人應(yīng)對來自工作和技能的新要求。,建立完善的監(jiān)管框架，以便應(yīng)對云端存儲，數(shù)據(jù)互聯(lián)，家庭辦公等新型工作模式下的數(shù)據(jù)安全,節(jié)約能源，資源重復(fù)利用，綠色制造，提升設(shè)備利用率。,2-6 九大技術(shù)支柱,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 工業(yè)企業(yè)很多數(shù)據(jù)目

9、前沒有被完全挖掘出來，通過建設(shè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)獲得大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，開展數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)增值。,云計算 企業(yè)僅有的資源完全無法勝任數(shù)據(jù)爆炸的時代的信息處理，云計算將會使企業(yè)具有無限計算能力。,工業(yè)大數(shù)據(jù) 未來所有的企業(yè)都會變成數(shù)據(jù)企業(yè)，通過工業(yè)數(shù)據(jù)的分析，可以重新來分析機器的運行以及效率提升。,知識型工作自動化 知識型工作以前是人來完成，在未來智能制造將會取代人進(jìn)行部分創(chuàng)造性勞動。,工業(yè)機器人 在未來，工業(yè)機器人在工廠應(yīng)用的廣度和深度非常大。,3D打印 3D打印是制造史上最大的技術(shù)突破，未來只有一個人、兩個人的工廠會產(chǎn)生，3D打印的快速應(yīng)用時代很快就會到來。,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全 未來機器和機器互聯(lián)，這些數(shù)據(jù)保存

10、在云端，數(shù)據(jù)之間的安全防范性至關(guān)重要。,人工智能 過去是人來操作機器，機器智能化之后，機器可以主導(dǎo)、指揮生產(chǎn)，人工智能將對世界產(chǎn)生巨大改變。,虛擬現(xiàn)實 通過圖紙不斷迭代和改善來完成制造的時代結(jié)束，通過虛擬現(xiàn)實，整個產(chǎn)品在生產(chǎn)前已經(jīng)經(jīng)過無數(shù)次改善，生產(chǎn)效率急劇提高。,工業(yè)4.0的由來 工業(yè)4.0的主要建設(shè)內(nèi)容 工業(yè)4.0的特點 工業(yè)4.0的價值 先進(jìn)企業(yè)工業(yè)4.0的戰(zhàn)略 工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢 中國應(yīng)對工業(yè)4.0中國制造2025,目錄,3-1 工業(yè)4.0的特點,從工業(yè)4.0的生態(tài)系統(tǒng)來看其特點,1、萬物互聯(lián),2、海量數(shù)據(jù),3、個性制造,3-2 工業(yè)4.0的特點,某店的電話鈴響了，客服人員拿起電話。

11、 客服：必勝客。您好，煩請先把您的會員卡號告訴我？ 顧客：16846146*,你好，我想要一份 客服：陳先生，您好！您是住在泉州路一號12樓1205室，您家電話是2624*，您手機號是1391234*。 請問您想用哪一個電話付費？ 顧客：你為什么知道我所有的電話號碼？ 客服：陳先生，因為我們聯(lián)機到CRM系統(tǒng)。 顧客：我想要一個海鮮披薩 客服：陳先生，海鮮披薩不適合您,根據(jù)您的醫(yī)療記錄，您的血壓和膽固醇都偏高,您可以試試我們的低脂 健康披薩。 顧客：你怎么知道我會喜歡吃這種的？ 客服：您上星期一在國家圖書館借了一本低脂健康食譜。 顧客：好。那我要一個家庭特大號披薩，要付多少錢？,3-2 工業(yè)4.

12、0的特點,客服：99元，這個足夠您一家六口吃了。您母親應(yīng)該少吃，她上個月剛做了心臟搭橋手術(shù)，還處在恢復(fù)期。 顧客：那可以刷卡嗎？ 客服：對不起。請您付現(xiàn)款，因為您的信用卡已經(jīng)刷爆了，您現(xiàn)在還欠銀行4807元，還不包括房貸利息。 顧客：算了，你們直接把披薩送到我家吧，家里有現(xiàn)金。你們多久送到？ 客服：大約30分鐘。如果您不想等，可以自己騎車來。 顧客：為什么？ 客服：根據(jù)我們的CRM全球定位系統(tǒng)的車輛行駛自動跟蹤系統(tǒng)記錄，您正在解放路東段華聯(lián)商場右側(cè)騎著摩托車.喂. 顧客卒.。,工業(yè)4.0的由來 工業(yè)4.0的主要建設(shè)內(nèi)容 工業(yè)4.0的特點 工業(yè)4.0的價值 先進(jìn)企業(yè)工業(yè)4.0的戰(zhàn)略 工業(yè)4.0的

13、發(fā)展趨勢 中國應(yīng)對工業(yè)4.0中國制造2025,目錄,4-1 工業(yè)4.0的價值,（1）滿足用戶的個性化需求,（2）柔性,（3）優(yōu)化決策,（4）資源生產(chǎn)率和效率,（5）通過新服務(wù)創(chuàng)造價值機遇,（6）應(yīng)對勞動力的人口結(jié)構(gòu)變化,（7）生活和工作的平衡,（8）高工資經(jīng)濟仍擁有競爭力,工業(yè)4.0能夠在產(chǎn)品設(shè)計、配置、排序、規(guī)劃、制造和運行等階段中納入的用戶指定的個性化元素。,基于CPS實現(xiàn)生產(chǎn)過程動態(tài)配置。這有助于材料和供應(yīng)鏈的持續(xù)“調(diào)整”。意味著工程流程能夠變得更加靈活。,工業(yè)4.0能夠提供實時的、端到端的透明度，使工程領(lǐng)域的設(shè)計決策得到提早驗證，能夠?qū)p壞做出更加靈活的反應(yīng),CPS使整個制造流程價值網(wǎng)

14、絡(luò)的不斷優(yōu)化，減少無價值工作，提升生產(chǎn)效率,工業(yè)4.0促成了就業(yè)的新形式，例如智能算法在大數(shù)據(jù)上的應(yīng)用。,面對技術(shù)勞動力的短缺，工業(yè)4.0無人化，少人化生產(chǎn)將有助于保持生產(chǎn)力。,應(yīng)用CPS將使公司的工作組織形式變得更加靈活，更好的兼顧工作和生活。,工業(yè)4.0將大幅減少企業(yè)在人力、物力上的投入，同時大幅增加企業(yè)的產(chǎn)品價值，使企業(yè)競爭力跨上一個新臺階。,4-2 工業(yè)4.0推動全球經(jīng)濟,據(jù)GE預(yù)測未來工業(yè)4.0有望影響46%（約$32.3萬億）的全球經(jīng)濟 據(jù)工信部和相關(guān)權(quán)威機構(gòu)估計，在未來20年中，中國在工業(yè)4.0領(lǐng)域的發(fā)展至少可帶來$3萬億的GDP增量,工業(yè)4.0的由來 工業(yè)4.0的主要建設(shè)內(nèi)容

15、工業(yè)4.0的特點 工業(yè)4.0的價值 先進(jìn)企業(yè)工業(yè)4.0的戰(zhàn)略 工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢 中國應(yīng)對工業(yè)4.0中國制造2025,目錄,5-2 全球主要制造業(yè)國家均已經(jīng)開始推動工業(yè)4.0,全球主要制造業(yè)國家工業(yè)4.0發(fā)展情況,制造業(yè)份額,潛能國家,領(lǐng)先國家,遲疑國家,保守國家,意大利,俄羅斯,韓國,印度,法國,英國,中國,美國,日本,德國,工業(yè)成熟度,5-4 SIEMENS Amberg Factory-智能工廠的典范,25年數(shù)字化發(fā)展成果： 產(chǎn)能提升了8倍 75%的生產(chǎn)作業(yè)自動化 每天采集數(shù)據(jù)超5000萬個 產(chǎn)品合格率99.9988% 每月生產(chǎn)約100萬件Simatic產(chǎn)品 每年服務(wù)全球60000個客

16、戶,5-5 BMW：打造汽車工業(yè)4.0-智能工廠&智能車間,寶馬公司沈陽的鐵西工廠： 機器人熱能回收技術(shù)每年節(jié)約超過780萬度電 涂裝環(huán)節(jié)實現(xiàn)節(jié)水30%，節(jié)能40%，減排20%。 高速沖壓機比傳統(tǒng)液壓機生產(chǎn)效率提升超過70%，節(jié)能50%。,5-6 Amazon倉庫機器人-智能倉儲物流的典范,亞馬遜目前在美國的三座倉庫一共部署了1400臺Kiva機器人 每年節(jié)省$4億-$9億的物流成本 幫助工人節(jié)省了50%以上的取貨時間 每個訂單的分揀和包裝費用減少20%-40%,5-7 海爾建設(shè)智慧互聯(lián)工廠實現(xiàn)智能制造,海爾互聯(lián)可視工廠： 可以高效地完成定制化批量訂單的生產(chǎn) 人員配置減少57% 單線產(chǎn)能100

17、萬臺提升至180萬臺 單位面積產(chǎn)出50臺/平提升至100臺/平 定單交付周期由15天降低到7天,工業(yè)4.0的由來 工業(yè)4.0的主要建設(shè)內(nèi)容 工業(yè)4.0的特點 工業(yè)4.0的價值 先進(jìn)企業(yè)工業(yè)4.0的戰(zhàn)略 工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢 中國應(yīng)對工業(yè)4.0中國制造2025,目錄,6-1 返璞歸真的變化趨勢,工業(yè)革命前 ：完全定制化 工業(yè)1,2 ：工廠設(shè)計，用戶采購（STO） 工業(yè)3.0 ：根據(jù)工廠選項，根據(jù)用戶選擇生產(chǎn)（MTO） 工業(yè)4.0 ：根據(jù)用戶需求定制（ETO）,6-2 借助信息平臺實現(xiàn)服務(wù)的規(guī)?；?設(shè)計制造的規(guī)模化服務(wù) 售后服務(wù)的規(guī)?；?6-3 先進(jìn)制造技術(shù)-延遲制造,延遲制造，即一種大規(guī)模定制技

18、術(shù)。,6-4 先進(jìn)制造技術(shù)-3D打印,3D打印，基于材料堆積法的一種增量制造技術(shù)。,3D打印與傳統(tǒng)制造：,目錄,工業(yè)4.0的由來 工業(yè)4.0的主要建設(shè)內(nèi)容 工業(yè)4.0的特點 工業(yè)4.0的價值 先進(jìn)企業(yè)工業(yè)4.0的戰(zhàn)略 工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢 中國應(yīng)對工業(yè)4.0中國制造2025,目錄,7-1 中國制造現(xiàn)狀,我們制造業(yè)主要有四個問題： 一是自主創(chuàng)新能力不強 二是產(chǎn)品質(zhì)量問題還比較突出 三是資源效率利用比較低 四是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，高端產(chǎn)品能力較差,“制造強國戰(zhàn)略研究”對全球制造業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析,上世紀(jì)90年代，我國還處在世界第8位。現(xiàn)在已經(jīng)到了第4位。,優(yōu)勢： 中國進(jìn)入高端市場的同時，仍緊抓低端制造業(yè)不放。 以中國為中心的地區(qū)供應(yīng)鏈。 中國日益成為需求的關(guān)鍵。,人口紅利消失,勞動力 供給減少,人口成本上升,從事制造業(yè) 意愿降低,7-2 中國制造2025,中國制造2025強國戰(zhàn)略規(guī)劃：遠(yuǎn)超制造本身,已通過近期印發(fā),互聯(lián)網(wǎng)+,智能制造已開始試點示范：2015年30個項目。,強國中位,強國領(lǐng)先地位,7-3 五大工程,國家制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)工程。 二是大力推進(jìn)智能制造。 三是工業(yè)強基工程。 四是綠色發(fā)展工程。 五是高端裝備創(chuàng)新工程。,要建設(shè)一批產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的制造業(yè)創(chuàng)新中心,帶動各個產(chǎn)業(yè)提高數(shù)字化水平和智能化水平。,解決基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)工藝、