新一轮产业革命与智能制造课件

新一轮产业革命与智能制造

二○一五年八月以促进制造业创新发展为主题，以提质增效为中心，以加快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，以满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标，强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次多类型人才培养体系，促进产业转型升级，培育有中国特色的制造文化，实现制造业由大变强的历史跨越。——2015年5月19日《中国制造2025》

产业升级的本质是一国生产要素成本攀升与产业价值链提升之间的一场马拉松式的竞赛，这场竞赛也直接决定了一个国家能否迈过中等收入陷阱、能否冲破高收入之墙。2010德GDP增速:3.6%失业率：6.9%出口增长：14.3%德占欧元区GDP增长份额的60%(2000年为10%)（一）2008年国际金融带来产业发展理论与实践的反思：四个关系（1）虚拟经济与实体经济：战略地位？德国副总理兼经济和能源部长加布里埃尔2011：硅谷成立全球软件研发中心

2012：发布《工业互闻网》报告

2014：成立工业互联网联盟

2014：132亿美元购得了对阿尔斯通的控制

2014：未来两年将剥离价值3630亿美元金融业务（2）研发体系与制造体系：能否分离？2012，哈佛商学院：加里·皮萨诺（GaryP.Pisano），威利·史（WillyC.Shih）

制造业流失会带来创新领导地位的丧失创新创造与制造不再分离，科技创新已经融入设计、生产、销售、服务、反馈的全流程。“产业公地”技术进步需要产业基础那种认为美国的创新精神在需要的时候就会体现出来的想法本身就忽略了一个基本事实：一个创意发展成为产品的过程并不是在真空中进行的。 创新以产品开发和制造过程中形成的知识和经验体系为基础，这种体系一旦消失，创新也就不复存在了。一个国家若丧失了将技术发展转换为成熟产品的能力，那么它最终也会失去创新能力。

美国小理查德·埃尔克斯著：《大国的命脉》2014年德推进成立由经济、技术和行业组织组成的“智能服务”（smartservices）研究小组，并由提出“工业4.0”概念的两位专家任小组主席。德国要利用“工业4.0带来的优势，抢占提供产品和服务的智能服务新高地。”德技术研究院院长卡格曼说，工业4.0和智能服务是数据化竞争中“硬币的两面”，拥有工业4.0和智能服务两大理念后，德在数字化时代的工业政策才更加完整。《制造业服务化：机理、模式与选择》修复失灵的仪表盘

——关于三次产业分类体系的反思（3）制造与服务的关系：再认识同股不同权背后的人才逻辑阿里合伙人持股比例不足30%，可以提名半数以上的董事在标普500指数公司中，有6%的公司采用通过二元股权结构。谷歌、VISA、Facebook等。Facebook将普通股分为A系列普通股和B系列普通股，其中一个B系列普通股对应十个投票权，而一个A系列普通股对应一个投票权，A级股和B级股在分红派息，以及出售时的现金价值上完全一致，唯一的区别就是代表的投票权不一样。Facebook的高管通过持有B系列普通股来放大其对公司重大决策的控制权。1946年计算机诞生1952年第一代数控系统诞生60年代半导体逻辑元件诞生1969年可编程PLC60年代计算机图形软件商品化1965年小规模集成电路70年代CAD技术创新开始1967第三代数控系统1974年微处理芯片1980年以太网标准诞生1977年第五代数控系统

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，营销、B2B大发展2010年云计算、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信息技术的每一次重大创新为制造业带来新的变革（二）新一代信息技术蓬勃发展与传统技术的融合创新大公司围绕智能产品的战略布局2013年下半年，谷歌收购8家机器人公司2014年1月14号，谷歌以32亿美元收购智能恒温器公司NestLabs，公司诞生于2010年，谷歌布局智能家居

2014年阿里与上汽车合作，阿里云OS操作系统进入汽车领域，2015年3月，合资设立10亿元的“互联网汽车基金”2014年10月7日，

东风+华为，联合推动汽车电子与智能汽车

2014年11月13日，长安+华为：发力车联网与智能汽车

2014年12月15日，小米斥资12.66亿元入股美的，获1.29%股份。2015年8月12日，海尔+华为：携手打造智能家居泛在连接时代的到来美国消费电子展（CES）的七个关键词沃尔沃：2014年推出第一批智能驾驶车宝马：2014年在高速公路高度自动化操控原型车路试奥迪：2016款A8上使用智能驾驶技术丰田：已展出雷克萨斯智能汽车日产：计划2020年销售智能驾驶汽车戴姆勒：计划2020年以前上市销售自动驾驶汽车通用：2020年前推出无人驾驶凯迪拉克SRX17国际智能汽车发展趋势以驾驶员为中心(DriverCentric):目前主动安全辅助系统；以网络为中心(NetworkCentric)：智能车发展的重要组成部分—网联汽车以车辆为中心(VehicleCentric)：自动驾驶的汽车。智能是当今用户最关注的购车因素，个性化需求越来越旺盛（三）全球经济竞争格局的变化与比较优势的消长截至2014年9月15日，单位：十亿美元2015年5月6日

数字化单一市场战略2014年11月让·容克接任欧盟委员会主席以来，将数字化单一市场看作欧盟创造就业岗位、促进经济增长的重要抓手。

电信运营商在同OTT服务商的竞争中有望获得更多政策上的倾斜。加强对互联网企业的监管，赋予其更多的责任，网络平台有义务监管非法第三方内容。美国认为，互联网平台承担有限的责任是互联网作为创新、商业、自由表达以及争论的平台得以成功的根本原因。2007年西门子35亿美元收购全球产品全生命周期管理（PLM）领导厂商UGS西门子：我们将其在数字工厂领领域的实力与我们在工业自动化领域的领先技术结合起来西门子自动化：通过结合自动化领域物质世界和PLM虚拟世界的技术，将成为全球能够提供集成软件和硬件的一体的数字工厂解决方案提供商。UGS：并购将把虚拟世界和现实世界连接在一起2006年美国总统科技顾问委员会（PCAST）开展了一系列关于信息物理系统（CPS）的研究，先后成为2007年《竞争世界中的信息技术研发》、2011年《先进制造伙伴关系计划》、2012年“美国先进制造战略”等战略部署的核心内容。2013年德工业4.0战略明确指出，核心是CPS全球新一轮产业革命孕育的时代背景智能制造是新一轮产业革命的主攻方向推动智能制造的五个着力点目录工业1.0以1780年瓦特改良型蒸汽机投入使用为标志，历时约100年工业2.0以1870年电动机的使用为标志，工业2.0历时近100年工业4.0以智能制造为标志，至少需要用30年到50年的时间尺度来观察其演进发展的趋势。工业3.0以1969年第一个可编程逻辑控制器的使用为标志，已历时45年，还将继续10-20年。工业4.0设备—设备互联设备—产品互联虚拟—现实互联万物互联产品数据运营数据客户数据设备数据研发数据个性化定制服务型制造创新驱动技术创新产品创新模式创新业态创新组织创新纵向集成横向集成端到端集成产品质量和附加值生产、供应链的灵活性劳动生产率工业4.0:是什么？为什么？如何看？怎么干？核心是三个基本问题大规模个性化定制数据流动的自动化透明化产品

关键特征1：大规模个性化定制

不确定性、多样性、复杂性——智能化西门子成都：高效率的个性化定制博世：工业4.0和丰田的准时制（JIT）的思想原则是一样的，但区别在于丰田生产方式注重大批量生产（Massroduction）,而工业4.0是个性化定制；丰田生产方式关注工厂及工艺的创新,而工业4.0是基于个性化定制的客户需求、生产制造、供应链及产品全生命周期管理。埃尔斯特集团（ElsterGroup）：170年历史的企业如何实现“高度定制化极小批量生产

”

1916年销量100万辆1920年超过200万辆。1929年超过500万辆400多家汽车厂亨利福特曾说“不管消费者要什么，我只有黑色”。哈雷摩托个性化定制-7%降低成本+19%净利润+25%分红到6小时股份回购减少时间$2.5MM>$2.5MM从21天项目实施2009-2011

1300多种配置选择

产品质量提升

股价10$(2009)to70$(2014)客户定单物料采购、交付排产计划产品研发设计加工生产1300种配置产品配送WhatWhoWhenwhereWhat:产品Who：操作员When：分钟How：加工程序Which:机床刀具自动采集、自动生成、自动传输、自动执行从生产装备的自动化到数据流动的自动化数据流动的自动化：数据驱动的企业什么是数据流动的自动化？小卖部VS超市阿里小贷VS传统银行纵向集成三个集成工业4.0是集成：碎片化到一体化，封闭到共享、互操作，实时、便捷纵向、横向、端到端在两化融合评估体系中，将两化融合分为基础建设、单项应用、综合集成、协同创新四个阶段，综合集成是信息化和工业化融合走向纵向的重要标志。综合集成包括企业间的横向集成和企业内部的纵向集成集成应用陷阱、集成应用困境集成是德国工业4.0的关键词，也是长期以来中国推动两化融合的关键词。设计与制造环节集成的重要性2006年10月3日，空客宣布A380的交付时间将至少被推迟两年。这给空客带来的是60亿美元的损失。主要原因就是架构A380设计环节的开发工具和组装环节的软件版本不一样。空客在4个国家的16个地方设立了办公室和生产工厂，拥有大约4.1万名员工。各个地方的分公司在选择软件时根本不会在意别人正在使用的是什么版本德国工程师主要负责飞机的主体机身设计，他们使用的是达索公司计算机辅助设计软件catia

v4；法国城市图卢兹，负责组装工程师们使用的则是该软件的新版本catia

v5

企业信息化投入收益的阶段性基础设施阶段单项应用阶段综合集成阶段协同创新阶段投资收益企业收益企业投入本质区别从工业2.0向3.0演进从工业3.0向4.0演进加工过程部件到整机、原材料到产品（物理+化学变化）数字双胞胎：部件信息在虚拟世界被加工过程（产品数字档案）关键特征3：透明化产品产品数字化档案（核心是PLM）：对用户需求——订单信息——产品开发——工艺规划——生产制造——使用维护过程中，人、零部件及原材料、机器的每个加工动作、行为的自动、在线、实时、全面的记录，在此基础上的集成、应用。What:身份识别（部件、半成品）Who：谁来操作（人、机器）When：什么时间（分钟、秒）How：加工动作（设计、加工、运输）Where:仓库、车间、机床、Which:机床刀具……仓储、采购亿计版型数据最优裁剪what、who、when、how、where、which自动采集、自动生成、自动传输、自动执行“互联网+”行动计划——促进融合应用国发31号文“宽带中国战略及实施方案”——提升网络能力国发32号文“关于扩大信息消费促进内需的若干意见”——扩大消费规模政策名称文号年份国务院关于促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见国发〔2015〕5号2015国家集成电路产业发展推进纲要国发〔2014〕4号

2014国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见国发〔2013〕7号2013国务院关于大力推进信息化发展和切实保障信息安全的若干意见国发〔2012〕23号2012国务院关于印发“十二五”国家战略性新兴产业发展规划的通知国发〔2012〕28号2012《中国制造2025》中国的战略部署两化融合战略：十六大、十七大、十八大工业信部成立：组织上的部署中国的认识与实践各地的实践中国的现实2.0补课3.0普及4.0示范电子商务时代的“小岗村”沙集镇有6万人口、1万多户，5500多家淘宝店，38家快递公司。2006年起步，2010年销售3亿元。2014年实现销售收入26亿元，11月11日销售3亿元。家具的平均利润率有18%左右

本质是智能制造产品的智能化：数控机床、工业机器人等智能制造装备，智能手机、智能汽车、智能穿戴等消费品，以及高铁、飞机等大型服务工具装备的智能化：硬装备+软装备，集成了生产的诀窍、成熟的工艺、科学的方法、先进的理念，是隐性知识显性化的重要载体基于硬装备和软装备的单机智能化、智能生产线、智能车间到智能工厂生产的智能化：生产流程的智能化：研发、生产、管理、服务生产方式的深刻变革：个性化、众包、云制造管理的智能化纵向集成、横向集成及时性、完整性、准确性，带来科学决策、精细管理、协同研发和高效生产体系服务的智能化：全生命周期管理、总集成总承包、物流、供应链金融智能管理平台CADCAEPLMMESSCMERPAPP工业大数据智能产品（IOE）系统平台功能APP开发工具在线维护企业2智能工厂企业1企业N协同研发虚拟设计众包设计个性设计柔性生产网络制造新型生产方式原材料、零部件原料供应供应商网络销售商网络电子商务远程诊断智能服务在线应用……个性需求/深度参与用户/市场（芯片、软件、网络）+（材料、部件、工艺、技术）标准+技术+人才+安全智能制造生态系统工业互联网+工控系统+工业云工业APP研发设计平台智能生产装备1智能仪器仪表1车间1智能生产装备N智能生产线实时监控智能仪器仪表N车间2CPS各种组件开发环境基础平台基于智能产品的生态系统竞争1984年WINTEL形成：计算机生态，CPU（英特尔）+操作系统（微软）+开发工具+应用软件（几十万）2007年苹果智手机：CPU（ARM）+操作系统（苹果、谷歌）+通信模块（高通、博通）+电子商务平台+APP2010年三星智能电视：终端+操作系统+电子商务平台+APP服务2012年智能汽车：汽车+操作系统+CPU解决方案+通信芯片解决方案+电子商务平台+APP2013年ROS应用：机器人+ROS+芯片解决方案+APP应用……产品、设备埃森哲对智能制造生态系统的理解：

《2015年技术展望》（2015年2月）

“伙伴经济（WeEconomy）”的兴起：领先的数字化企业发现，以生态系统的方式运营比单打独斗要有效得多，这为企业提升差异化竞争力和赢利能力创造了巨大空间。在接受埃森哲访谈的全球2000余名企业信息技术和业务高管中，五分之四受访者认为，随着不同行业被各类平台重塑为互联互通的生态系统。平台革命（Platform(R)evolution）、数字生态（digitalecosystems）、接口经济（theAPIEconomy）、基于平台的生态系统（platform-drivenecosystems）。Asingleidea,asingletechnologyorasingleorganizationwillnolongerbethekeytosuccess.Highperformersofthefuturewillbethosewhopositionthemselvesatthecenteroftheemergingdigitalecosystems.研发设计平台智能生产装备1智能仪器仪表1车间1智能生产装备N智能生产线实时监控智能仪器仪表N车间2企业2智能工厂企业1企业N工业互联网+工业控制+工业云工业APP智能管理平台CADCAEPLMMESSCMERPAPP工业大数据智能产品系统平台功能APP开发工具在线维护协同研发虚拟设计众包设计个性设计柔性生产网络制造新型生产方式（芯片、软件、网络）+（材料、部件、工艺、技术）原材料、零部件原料供应供应商网络CPS各种组件开发环境基础平台销售商网络电子商务远程诊断智能服务在线应用……个性需求/深度参与用户/市场标准+技术+人才+安全德国的优势组织与流程创新新产品新业态新模式SAPBusinessSuite（ERP、CRM、SCM、SRM、PLM）西门子的智能制造系统解决方案博世的工业电子……研发设计平台智能生产装备1智能仪器仪表1车间1智能生产装备N智能生产线实时监控智能仪器仪表N车间2企业2智能工厂企业1企业N工业互联网+工业控制+工业云工业APP智能管理平台CADCAEPLMMESSCMERPAPP工业大数据智能产品系统平台功能APP开发工具在线维护协同研发虚拟设计众包设计个性设计柔性生产网络制造新型生产方式（芯片、软件、网络）+（材料、部件、工艺、技术）原材料、零部件原料供应供应商网络CPS各种组件开发环境基础平台销售商网络电子商务远程诊断智能服务在线应用……个性需求/深度参与用户/市场标准+技术+人才+安全美国的优势组织与流程创新新产品新业态新模式产品系统研发设计平台智能生产装备1智能仪器仪表1车间1智能生产装备N智能生产线实时监控智能仪器仪表N车间2企业2智能工厂企业1企业N工业互联网+工业控制+工业云工业APP智能管理平台CADCAEPLMMESSCMERPAPP工业大数据智能产品系统平台功能APP开发工具在线维护协同研发虚拟设计众包设计个性设计柔性生产网络制造新型生产方式（芯片、软件、网络）+（材料、部件、工艺、技术）原材料、零部件原料供应供应商网络CPS各种组件开发环境基础平台销售商网络电子商务远程诊断智能服务在线应用……个性需求/深度参与用户/市场标准+技术+人才+安全中国的优势阿里电子商务平台上的C2B中小企业，小米、红领、海尔、尚品在个性化研发定制，华为、中兴、联想在ICT，全球规模最大的组装加工能力组织与流程创新新产品新业态新模式新一轮产业革命背景下的国家战略美国德国中国目标从第一梯队到一枝独秀确保第一梯队地位迈向第一梯队路径牵引战略从IT的一枝独秀到制造的一枝独秀从产品的IT化到规则的IT化双领先战略领先的供应商战略领先的市场战略应用市场优势转化基础产业优势全球新一轮产业革命孕育的时代背景智能制造是两化深度融合的主攻方向推动智能制造的五个着力点目录战略布局上，把智能制造作为主攻方向：《中国制造2025》、互联网+行动计划智能管理平台CADCAEPLMMESSCMERPAPP工业大数据智能产品（IOE）系统平台功能APP开发工具在线维护企业2智能工厂企业1企业N协同研发虚拟设计众包设计个性设计柔性生产网络制造新型生产方式原材料、零部件原料供应供应商网络销售商网络电子商务远程诊断智能服务在线应用……个性需求/深度参与用户/市场（芯片、软件、网络）+（材料、部件、工艺、技术）标准+技术+人才+安全工业互联网+工控系统+工业云工业APP研发设计平台智能生产装备1智能仪器仪表1车间1智能生产装备N智能生产线实时监控智能仪器仪表N车间2CPS各种组件开发环境基础平台1、高档数控机床与基础制造装备2、智能制造装备发展专项3、数控一代装备创新工程4、智能制造试点示范行动计划5、高端装备创新工程6、智能制造重大专项1、两化融合管理体系2、工业软件发展1、宽带中国战略2、01、02专项3、国家集成电路发展规划纲要1、国家制造业创新工程2、智能制造标准化路线图强基工程工业互联网试验床CPS：基础研发行业示范互联网+制造业：提升智能制造系统解决方案能力创客空间智能硬件芯火计划（一）互联网+智能产品：推动工业产品价值链向高端跃升产品智能化智能装备：数控机床、工业机器人等智能制造装备，高铁、飞机等大型运载工具智能终端：智能手机、智能汽车、智能穿戴等消费品产品智能化的特征普适性：所有的产品都将被智能化(IOE)演进性：从低级到高级、从简单到复杂，长期演进颠覆性：从新产品—新业态—新商业模式李克强总理关于《中国制造2025》重要论述“新形势下，实施“中国制造2025”，推动制造业由大变强，不仅在一般消费品领域，更要在技术含量高的重大装备等先进制造领域勇于争先。”——6月15日李克强总理在工信部视察“如果中国制造从消费品转向中国装备，就能真正推动中国经济大大升级，进而迈向中高端。”：“要把装备制造业确立为我国科技创新的主战场。”——6月17日的国务院常务会议李克强讲话“做优做强中国装备，是建设制造强国的重中之重”。“围绕核心，推进信息技术与制造技术深度融合，加快发展一批智能装备和产品”。

——7月2日中国制造强国领导小组会马凯副总理讲话手机智能化核心：应用芯片+操作系统协处理器（CP）基带芯片基带芯片应用处理器（AP）基带芯片功能手机Featurephone增强型功能手机（多媒体）智能手机Smartphone手机的演化（二）互联网+智能工厂：从机器智能到系统智能本质：硬装备+软装备，集成了生产的诀窍、成熟的工艺、科学的方法、先进的理念，是隐性知识显性化的重要载体核心：基于硬装备和软装备的单机智能化、智能生产线、智能车间到智能工厂从生产自动化到数据流动自动化机器换人到软件换人综合集成基础上的数据驱动（三）互联网+生产方式，以消费者为中心的生产要素逆向整合渠道商消费者新品研发、产品制造广告宣传产品销售、设计安装、维护服务线上咨询、网上下单、定制设计、柔性生产、精准配送传统生产方式B2C生产模式从以生产者为中心向以消费者为中心转变生产要素从正向整合向逆向整合转变生产——流通——消费消费——生产供应商生产企业按需定制动态调配国内电子、家电、服装、家具等行业正在兴起以大规模个性化定制为主导的新型生产方式新的生产方式C2B青岛红领以客户需求为导向，逆向整合生产要素，重构建自己的研发、生产、物流、营销体系。主要经营指标服装行业红领集团2014上半年营业收入增长

-2.6%150%2014上半年利润增长-3.6%150%西服定制周期国外3-6个月7天库存4000亿元逼近0库存生产成本大规模生产100元个性化定制110元工人工资X(1+20%)X定制西服设计周期专业工人第天2套初级工5分钟一套，每天2000多套装备和软件通用装备与管理软件定制化装备与管理软件猪八戒网：创意交易平台——创客平台——企业全生命周期服务平台（从20%佣金到免费）把需要解决的问题放在网上，用悬赏模式寻找到满意的解决方案。上百万个服务商可以为企业、公共机构和个人提供定制化的解决方案。提供商标注册、版权登记、专利申请半年成为全国最大的商标注册机构设计是企业需求的入口进入印刷行业、建筑行业宣传品印刷（宣传册、名片）传统企业的扁平化、自组织海尔2000多个自主经营体、平台化企业、创客化员会、个性化客户华为“上听见炮声的人去决策”，从“师一级的战斗”到“班一级的战斗”平台+企业：苹果APP生态、FACEBOOK生态、淘宝（契约关系、服务关系、规则关系）韩都衣舍的业务模式与组织架构行业地位：2006年起步，目前是淘宝、京东、唯品会等电商平台女装销售第一名。2014双十一销售额2.79亿元，天猫女装冠军。经营情况：服装产品当季售罄率95%，传统服装企业60%--70%。产品创新：每天上线近百款新品，每年累计上线2万多款新品。小批量、多品种，基本没有库存。组织架构：建立以“产品小组”为核心的扁平化组织体系，目前有近300多个产品小组，产品小组3-5人负责非标准化环节：组长负责设计研发，一人负责库存管理，一个负责营销。标准化环节如客服、市场推广、物流等由企业统一负责，经营实现独立核算、自负盈亏，在最小业务单元上实现了“责权利”的统一。（四）互联网+精益管理：构建企业的新型能力（四）互联网+精益管理：构建企业的新型能力通过两化融合管理体系评定的200家企业提出了300个新型能力，可归纳为六大能力：研发创新、生产管控、供应链管理、财务管控、经营管控和用户服务能力以两化融合管理体系为指引，公司战略为导向，着力打造新型能力一级能力二级能力举措战略经营型管控协同能力一体化经营管控能力优化提升全面预算管控能力优化提升商业智能分析决策能力优化提升全球人力资源协同能力优化提升全球协同研发能力全球协同研发能力打造智能制造能力数字化工艺设计能力打造生产过程智能化能力打造精益制造（个性化定制）打造产品智能化能力无人驾驶远程控制能力打造智能自动诊断修复能力优化提升供应链协同管理能力供应链协同管理能力优化提升数字营销和快速市场响应能力销售信用风险管理能力打造市场与服务快速响应能力优化提升海外营销协同能力优化提升备件电子商务营销能力打造商业模式创新能力企业私有云服务能力打造大数据应用能力打造两化融合项目体系文件融合流程信息化全球协同研发平台智能制造全球物联网供应链金融备件电子商务应收账款在线管理信息系统运营评测核心信息系统数据归档企业私有云全球人力资源协同市场情报信息系统信息化围绕新型能力打造展开，两化融合项目实现本质贯标切实落地。优化提升新型能力打造重要性传统能力新型能力ServiceModel信息化质量检验能力全面质量管理能力全产业链管控能力在线分析与优化能力质量规