中国制造2025-智能制造+互联网深度融合

中国制造2025-

智能制造+互联网深度融合傅建中浙江大学机械工程学院中国•杭州中国制造2025背景1中国制造2025重点内容2智能制造3制造业+互联网深度融合4汇报内容中国制造2025的挑战5中国制造2025背景1中国制造2025重点内容2智能制造3制造业+互联网深度融合4汇报内容中国制造2025的挑战5从国际背景看，是适应制造业重新成为全球

经济竞争制高点的紧迫需要从国内背景看，是适应和引领经济新常态的根本要求两个背景|为什么要制定中国制造2025两个背景|国际背景从国家战略聚焦点看，发达国家和新兴经济体着眼于新一轮全球经济竞争格局，纷纷把发展制造业上升为国家战略。从创新活动看，制造业历来是创新最为集中、最为活跃的领域。国际金融危机后，各国都将制造业创新作为驱动经济转型的核心力量。从争夺国际话语权看，发达国家正在制定制造业国际投资、贸易和服务新规则，力图重构全球制造业生态体系。两个背景|国际背景从国家战略聚焦点看，发达国家和新兴经济体着眼于新一轮全球经济竞争格局，纷纷把发展制造业上升为国家战略。发达国家实施“制造业回归”战略，力图抢占高端制造市场。如，美德韩等发布《先进制造业国家战略计划》、《工业4.0战略》、《未来增长动力落实计划》。新兴国家也纷纷把发展制造业上升为国家战略，巴西等其他新兴市场国家也在积极承接国际产业转移。案例1|美国重振制造业案例2|德国工业4.0德国“工业4.0”指以智能制造为主导的第四次工业革命或革命性的生产方法，通过充分利用信息通讯技术和网络物理系统（Cyber-physicalSystem)等手段，实现由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式，推动制造业向智能化转型。“工业4.0”由德国西门子公司提出；德国将其作为《高科技战略2020》的一部分；目标是引领工业领域，开创分散型生产新时代。案例3|英国制造20502013年10月，英国政府顾问机构科学办公室发布了《英国制造2050》，展望了2050年英国制造业在生产制造、环境、政策等方面可能的发展和变化。重点关注:注重制造业的价值链整合。确定需要支持的新技术和其应用方向，通过创造和掌控价值链实现制造业价值的最大化。聚焦制造业价值链的特定环节。一是催化革新的商业模式；二是提高英国的区位吸引力；三是支持制造业服务的发展；四是提高制造商的生产能力和工作效率。突出政策的连续性和协调性。建议政府设立制造业专项办事处，政策制定应充分考虑到制造业涉及的科学、技术、创新和工业政策。案例4|法国实施“新工业法国”计划2013年9月法国启动施行“新工业法国”计划，重新构建法国工业领域新的竞争实力，力图依靠技术创新推动工业全面复苏。梳理出34个优先发展工业领域，总投资35亿欧元，用10年时间让法国重振工业强国雄风。提出34个优先项目：第一类涉及环保和新能源，比如节能汽车。第二类涉及医疗和健康，比如建立数字医院等。第三类聚焦前沿技术，比如发展大数据、云计算等信息技术。案例5|韩国“未来增长动力落实计划”2014年6月，韩国朴槿惠政府制定出台《未来增长动力落实计划》从205项产业中遴选出智能汽车、移动通信、智能机器人等13个有望带动韩国经济发展的未来增长动力

产业，其中制造业有9个。进一步明确了13大未来动力产业的战略推进方向，在产业结构、产

业环境及推进模式方面搭建了具体

框架，聚焦研发、市场、企业及人

才四大产业基础。未来增长动力产业案例6|印度实施“印度制造”战略鼓励技术引进和研发创新广泛吸引外部直接投资打造5大工业走廊和17个工业新城着力4大类15个行业发展01020304印度制造战略两个背景|国际背景从创新活动看，制造业历来是创新最为集中、最为活沃的领域。国际金融危机后，各国都将制造业创新作为驱动经济转型的核心力量。特别是国际金融危机后，各国都注重将制造业创新作为驱动经济转型发展的核心力量。以美国为例，制造业研发活动占全社会的71%，研发经费约占66%，专利数量占90%从我国情况看，制造业也是技术创新的主要承担者。目前，我国规模以上工业企业R&D经费支出占全国研发投入

的比重达69%。案例1|美国国家制造业创新网络2012年3月，美国提出“国家制造业创新网络（NNMI，NationalNetworkforManufacturingInnovation）”计划，将投资10亿美元建设由15个区域性制造业创新研究中心（IMIs,InstitutesforManufacturingInnovation）组成的全美制造业创新网络。案例2|英国“弹射”中心2010年3月，英国企业家赫尔曼·豪泽发表《英国技术创新中心当前和未来的责任》报告，建议参照其他国家的最佳实践，对技术创新中心网络保持长期投资，帮助企业获得最优秀的技术知识、基础设施、技能和设备，使英国的研究成果商业化能力实现跃升。2010年秋，英国政府向英国创新署提供2亿多英磅额外资金，用于2011-2015年创建七家技术创新中心。目前已建立的首批七家弹射中心涉及细胞疗法、数字化、未来城市、高价值制造、海上可再生能源、卫星应用和运输系统。弹射中心在英国创新体系中具有特定的补充作用，被赞誉为“中立的召集人”。两个背景|国际背景从争夺国际话语权看，发达国家正在制定制造业国际投资、贸易和服务新规则，力图重构全球制造业生态体系。

美国目前正就跨大西洋和太平洋的主要贸易协议展开谈判。这两项协议从规模上看都是具有历史意义的，它为美国提供了一个塑造全球经济、加强美国在全球的领导力的机会。

——美国副总统拜登——无论是TPP，还是TTIP其市场开放水平和对成员经济体的约束力，都高于多边体制WTO。这些全新的商业规则很可能架空或弱化WTO等国际经济组织。——中国至今未被邀请加入TPP谈判，因而中国在美国主导的全球治理格局重构中，有可能被边缘化。案例1|美国力推泛太平洋战略经济伙伴关系协定（TPP）

——背景：WTO多哈进程进展缓慢，战后全球贸易协定的旧模式面临挑战。

——内容：TPP谈判涵括了知识产权保护、劳工标准、环境标准和促进中小企业发展等内客。此外，TPP还涉及金融监管、竞争政策、经济立法、市场透明、反贪等多个领域。——这个框架协议涉及的范围和最终标准都超过以往任何贸易协定。案例2|美国力推跨大西洋贸易与投资伙伴协定（TTIP）——背景：欧美约占世界国内生产总值的一半，世界贸易额的1/3，平均每天贸易额达27亿美元，相互投资达3.7万亿美元。——内客:削弱非关税壁垒，统一双方的食品安全标准、药品监管认证、专利申请与认证、法规和认证等监管标准。——这个协定，旨在“制定被全世界，特别是还处于发展中的市场经济国家接受的标准”。很大程度上，TTIP将改变世界贸易规则、产业行业标准，挑战新兴国家，尤其是金砖国家间的准贸易联盟。两个背景|国内背景从增长速度看，由高速增长转向中高速增长从发展动力看，由要素驱动转向创新驱动从结构调整看，由粗放低效转向集约高效国内背景|是适应和引领经济新常态的根本要求从增长速度看，由高速增长转向中高速增长2010-2014年我国全部工业增加值及增速国内背景|是适应和引领经济新常态的根本要求从发展动力看，由要素驱动转向创新驱动要素驱动的发展模式越来越难以持续。2014年，固定资产投资占GDP的比例达80.5%，远高于世界平均水平。随着要素条件出现新变化，企业技术创新、产品创新、商业模式创新、组织形式创新步伐明显加快，机器和技术替代劳动力的现象变得更加普遍。国内背景|是适应和引领经济新常态的根本要求从结构调整看，由粗放低效转向集约高效我国24个重要工业行业中，有19个出现不同程度的产能过剩。其中，钢材产能过剩40%，电解铝过剩58.4%，焦炭过剩200%，

家电过剩30%，电视机过剩90%、纺织、服装产能过剩超过100%；绝大多数加工制造业生产能力利用率不到70%，有些

行业利用率不到40%。国内资源、环境、成本等多种要素的约束日益趋紧，已经使传统的扩张式发展道路越走越窄。投资扩大刺激制造业发展，但只关注产量规模，忽视质量品牌、缺乏技术创新的生产方式，已经不能满足消费者对高品质产品的需求。中国制造2025背景1中国制造2025重点内容2智能制造3制造业+互联网深度融合4汇报内容中国制造2025的挑战5我国制造强国建设的“三步走”战略目标2025年：制造强国综合指数接近德国、日本实现工业化时的制造业发展水平，进入世界制造业强国第二方阵；2035年：综合指数达到世界制造业强国第二方阵前列国家水平，制造业竞争力明显提升，优势行业形成全球创新引领能力，达到了世界制造强国阵营中等水平；建国一百年：综合指数率略高于第二方阵国家的水平，与美国并驾齐驱，进入世界制造强国第一方阵。四个问题|中国制造2025到底解决什么问题一是要解决自主创新能力不强的问题二是要解决信息化水平不高的问题三是要解决工业基础薄弱的问题四是要解决发展方式粗放低效的问题问题1|解决自主创新能力不强的问题——“1%”。我国大中型工业企业研发经费占比不足1%，而美国、日本、德国等发达国家则普遍在2%以上。——“50%”。技术对外依存度高达50%以上。——“2.7倍”。世界知识产权组织数据显示：2013年美国、日本通过《专利合作条约》（PCT）申请国际专利数量分别是我国的2.7倍和2倍。——“10%”。科研成果转化率仅为10%左右，远低于发达国家40%的水平。排名国家数量（万件）1美国5.72392日本4.39183中国2.15164德国1.79275韩国1.2386案例|福布斯全球最具创新力企业百强榜单2015年，福布斯全球最具创新力企业百强中，100名上榜企业中，前十位几乎被美国企业包揽，特斯拉排在首位。中国上榜的有7个企业，百度排在第11位，上海莱士第20位，腾讯控股第55位，恒安国际、康师傅控股、中国旺旺分别排在第75、77和85位和香港牛奶国际。问题2|解决信息化水平不高的问题——信息基础设施建设和应用水平仍然滞后于发达国家。2012年我国网络就绪指数（NRI）为4.03，远低于美、日、德、韩等国，排名第51位，2013年进一步下滑至第58位。——企业利用信息技术改造传统生产方式和工艺流程的意愿偏低，大部分地区和行业仍处于以初级或局部应用为主的阶段。——关系国家经济、社会安全的高端核心工业软件主要依赖进口，信息化与信息安全相关领域人才储备严重不足。案例1|主要国家宽带普及率情况2013数据显示，我国宽带产业全行业有线宽带用户1.56亿户，人口普及率不到14%，远低于发达国家30%-40%的平均水平。“全行业平均接入宽带1.8兆比特/秒（Mbps），不到经合组织平均水平的1/10。案例2|主要国家网速情况2015年1月，《财富》杂志援引网络流量公司Akamai的调查结果报道，韩国以14Mbps位居榜首，比全球平均网速1.9Mbps快了7倍多。其后是中国香港（9.2Mbps)、日本（8.5Mbps)、美国以5Mbps的速度排名第12。而我国仅为0.86Mbps，排名第42，远低于世界平均水平。对于固定宽带的网速，韩国的高速互联网（网速不低于10Mbit/s）用户比例最高，约37%，其次是法国、冰岛、丹麦和中国香港。日本排名第10位，美国排名第20位，中国澳门第32位，中国大陆排第42位，高速互联网用户占比约2%。问题3|解决工业基础薄弱的问题工业基础主要包括四个方面（简你“四基”）：基础零部件（含基础元器件）、基础制造工艺、基础材料及产业技术基础。“四基”是我国整个工业赖以生存和发展的基础。其发展水平直接决定着工业产品的性能、质量和可靠性。长期以来，我国工业核心技术和关键工艺严重受制于人，经济和国防建设所需的关健材料、核心零部件、基础软件等主要依赖进口，工业基础研究和公共服务能力不足，产业自主性和控制力较低，严重影响产业、安全和国防安全，提升工业基础能力已刻不容缓。案例1|我国“四基”发展严重滞后——95%的高档数控器件，80%的芯片，几乎全部高档液压件、密封件和发动机要依赖进口。——国产风电机组传动齿轮保修期仅为2年，而国外产品寿命一般在20年以上，轴承和对接螺栓等全部从国外进口。——高端机械装备主轴承平均寿命约300小时，仅相当于美国上世纪60年代的1%，且故障频发。——我国基础研究比例不足5%，仅仅是发达国家比例的1/4。案例2|高速精密关键零部件对外依存度情况零部件名称主要进口国进口产品所占份额（%）乘用汽车自动变速器(含CVT）德国、美国、日本100CVT无级变速箱专用链条、钢带德国、日本100汽车发动机高端发动机正时链系统德国、美国、日本100高速列车高铁齿轮转动箱德国、法国、日本90制动装置德国、日本100工程机械大功率液力变矩调速齿轮装置德国、法国、日本90核电蜗壳循环泵大型行星传动装置德国、英国98新能源风电密封、核电密封、水电密封德国、法国、日本90问题4|解决发展方式粗放低效的问题资源能源利用水平低。我国单位GDP能耗是世界平均水平的2.2倍，是美国、日、的2.8倍和4.3倍。钢铁、炼油、乙烯、合成氨、电石等工业产品单位能耗较国际先进水平高10%-20%。环境污染日趋严重。2013年全国平均霾日数为35.9天，为1961年以来最多，华北中南部至江南北部的大部分地区雾和霾日数范围为50-100天，部分地区超过100天。部分行业产能严重过剩。我国钢铁、水泥、电解、平板玻璃、焦炭等传统产业，产能利用率大体上在70%-75%之间，光伏、风电设备等战略率性新兴产业也都出现了产能过剩的现象。案例1|高消耗对生态环境构成很大压力根据世界银行的报告，过去十年间，中国的环境退化等所造成的成本已经接近GDP的10%案例2|北京的雾霾天气2013年1月份的31天中，北京有27天出现了雾霾，老人、儿童和有呼吸疾病的人群发病率大大上升。2012年末开始，一个专门为中国创造出来的单词出现在全球媒体的报道中。Airpocalypse—末日空气，特指中国主要城市中极其严重的空气污染，也就是雾霾。对照1952年的美国，工业占经济的比重、人均收入以及工业内部结构，都与今天的中国类似。伦敦大雾引发了巨大灾难，短期内有1．2万人死亡，付出了巨大的代价。英国举全国之力治理污染问题花费了10-20年时间。五项方针|创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本创新驱动坚持把创新摆在制造业发展全局的核心位置，走创新驱动的发展道路质量为先坚持把质量作为建设制造强国的生命线，走以质取胜的发展道路绿色发展坚持把可持续发展作为建设制造强国的重要着力点，走生态文明的发展道路结构优化坚持把结构调整作为建设制造强国的主攻方向，走提质增效升级的发展道路人才为本坚持把人才作为建设制造强国的根本前提，走人才引领的发展道路九项任务|建设制造强国的路径提高国家制造业创新能力强化工业基础能力全面推行绿色制造深入推进制造业结构调整提高制造业国际化发展水平推进信息化与工业化深度融合加强质量品牌建设大力推动重点领域突破发展积极发展服务型制造和生产性服务业123456789十个领域|建设制造强国的重点新一代信息技术产业航空航天装备先进轨道交通装备电力装备生物医药及高性能医疗器械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新材料农业装备12345678910领域1|新一代信息技术产业主要涉及，集成电路及专用装备、信息通信设备以及操作系统和工业软件。不断丰富知识产权IP核和设计工具，突破关系国家信息与网络安全及电子整机产业发展的核心通用芯片，提升国产芯片的应用适配能力。掌握高密度封装及3D打印技术，提升封装产业和测试的自主发展能力，形成关键制造装备供货能力。掌握新型计算、高速互联、先进存储、体系化安全保障等核心技术，全面突破第五代移动通信5G技术、核心路由交换技术、超高速大容量智能光传输技术、“未来网络”核心技术和体系架构，积极推动量子计算、神经网络等发展。突破智能设计与仿真及其工具、制造物联与服务、工业大数据处理等高端工业软件核心技术，开发自主可控的高端工业平台软件和重点领域应用软件，建立完善工业软件集成标准与安全测评体系。推进自主工业软件体系化发展和产业化应用。。领域1|新一代信息技术产业高档数控机床。开发一批精密、高速、高效、柔性数控机床与基础制造装备及集成制造系统。加快高档数控机床、增材制造等前沿技术和装备的研发。以提升可靠性、精度保持性为重点，开发高档数控系统、伺服电机、轴承、光栅等主要功能部件及关键应用软件，加快实现产业化。加强用户工艺验证能力建设。机器人。围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等工业机器人、特种机器人，以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求，积极研发新产品，促进机器人标准化、模块化发展，扩大市场应用。突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。领域2|高档数控机床与机器人航空装备。加快大型飞机研制，适时启动宽体客机研制，鼓励国际合作研制重型直升机；推进干支线飞机、直升机、无人机和通用飞机产业化。突破高推重比、先进涡桨（轴）发动机及大涵道比涡扇发动机技术，建立发动机自主发展工业体系。开发先进机载设备及系统，形成自主完整的航空产业链。航天装备。发展新一代运载火箭、重型运载器，提升进入空间能力。加快推进国家民用空间基础设施建设，发展新型卫星等空间平台与有效载荷、空天地宽带互联网系统，形成长期持续稳定的卫星遥感、通信、导航等空间信息服务能力。推动载人航天、月球探测工程，适度发展深空探测。推进航天技术转化与空间技术应用。领域3|航空航天装备领域4|海洋工程装备及高技术船舶大力发展深海探测、资源开发利用、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备。推动深海空间站、大型浮式结构物的开发和工程化。形成海洋工程装备综合试验、检测与鉴定能力，提高海洋开发利用水平。突破豪华邮轮设计建造技术，全面提升液化天然气船等高技术船舶国际竞争力，掌握重点配套设备集成化、智能化、模块化设计制造核心技术。领域5|先进轨道交通装备加快新材料、新技术和新工艺的应用，重点突破体系化安全保障、节能环保、数字化智能化网络化技术，研制先进可靠适用的产品和轻量化、模块化、谱系化产品。研发新一代绿色智能、高速重载轨道交通装备系统，围绕系统全寿命周期，向用户提供整体解决方案，建立世界领先的现代轨道交通产业体系。领域6|节能与新能源汽车继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展，掌握汽车低碳化、信息化、智能化核心技术，提升动力电池、驱动电机、高效内燃机、先进变速器、轻量化材料、智能控制等核心技术的工程化和产业化能力，形成从关键零部件到整车的完整工业体系和创新体系，推动自主品牌节能与新能源汽车同国际先进水平接轨。领域7|电力装备推动大型高效超净排放煤电机组产业化和示范应用，进一步提高超大容量水电机组、核电机组、重型燃气轮机制造水平。推进新能源和可再生能源装备、先进储能装置、智能电网用输变电及用户端设备发展。突破大功率电力电子器件、高温超导材料等关键元器件和材料的制造及应用技术，形成产业化能力领域8|新材料以特种金属功能材料、高性能结构材料、功能性高分子材料、特种无机非金属材料和先进复合材料为发展重点，加快研发先进熔炼、凝固成型、气相沉积、型材加工、高效合成等新材料制备关键技术和装备，加强基础研究和体系建设，突破产业化制备瓶颈。积极发展军民共用特种新材料，加快技术双向转移转化，促进新材料产业军民融合发展。高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响，做好超导材料、纳米材料、石墨烯、生物基材料等战略前沿材料提前布局和研制。加快基础材料升级换代。领域9|生物医药及高性能医疗器械发展针对重大疾病的化学药、中药、生物技术药物新产品，重点包括新机制和新靶点化学药、抗体药物、抗体偶联药物、全新结构蛋白及多肽药物、新型疫苗、临床优势突出的创新中药及个性化治疗药物。智能穿戴设备提高医疗器械的创新能力和产业化水平，重点发展影像设备、医用机器人等高性能诊疗设备，全降解血管支架等高值医用耗材，可穿戴、远程诊疗等移动医疗产品。实现生物3D打印、诱导多能干细胞等新技术的突破和应用。领域10|农机装备重点发展粮、棉、油、糖等大宗粮食和战略性经济作物育、耕、种、管、收、运、贮等主要生产过程使用的先进农机装备，加快发展大型拖拉机及其复式作业机具、大型高效联合收割机等高端农业装备及关键核心零部件。提高农机装备信息收集、智能决策和精准作业能力，推进形成面向农业生产的信息化整体解决方案。五大工程|建设制造强国的重要抓手国家制造业创新中心建设工程智能制造工程工业强基工程绿色制造工程高端装备创新工程工程之一|制造业创新中心建设工程围绕重点行业转型升级和新兴领域创新发展的重大共性需求，形成一批制造业创新中心建设一批促进制造业协同创新的公共服务平台建设重点领域制造业工程数据中心建设一批重大科学研究和实验设施到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）案例|美国国家制造业创新中心时间名称地点负责部门资金投入20133D打印制造创新中心俄亥俄州国防部、能源部、商务部、国家科技基金会、国家航空航天局8500万美元2013数字制造和设计创新中心芝加哥国防部7000万美元2014轻量制造和当代金属制造创新中心底特律国防部7000万美元2014下一代电力电子制造创新中心北卡罗来纳州能源部14000万美元2014复合材料制造业创新中心南卡罗来纳州能源部7000万美元工程之二|智能制造工程开发智能产品和自主可控的智能装置示范和推广智能制造生产模式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建设和推广企业两化融合管理体系到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%，产品生产周期降低30%，不良品率降低30%；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%，产品生产周期降低50%，不良品率降低50%。案例|德国“工业4.0”的两大举措一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及企业生产物流管理、人机互动以及3D技术在生产过程中的运用。生产流程智能化是实现工业4.0的关键。工程之三|工业强基工程开展示范应用，建立奖励和风险补偿机制，支持首批次或跨领域应用开展产学研用联合攻关，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，创建一批公共服务平台，完善重点产业技术基础体系到2020年，40%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障；到2025年，70%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障案例|世界制造强国高度重视产业基础日本：日本政府在1956年颁布了《机械工业振兴临时措施法》，将通用基础零部件、工作母机、测试设备作为“特定机械”，由政府给予特别扶持。美国：20世纪90年代颁布了《高性能计算法案》，通过实施“高性能计算与通信计划”“计算、信息与通信计划”等一系列技术开发计划支持电子核心基础产业发展。韩国：韩国政府高度重视电子核心基础产业发展，1997-1999每年给通信、计算机、半导体、软件4个行业的投资高达1.28亿美元，促进了韩国电子信息产业领域的迅速崛起。工程之四|绿色制造工程组织实施传统制造业专项技术改造开展绿色低碳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制定绿色产品、绿色工厂、绿色园区、绿色企业标准体系到2020年，建成千家绿色示范工厂和百家绿色示范园区，重点行业主要污染物排放强度下降20%；到2025年，制造业绿色发展和主要产品单耗达到世界先进水平，绿色制造体系基本建立。案例|英国的《低碳工业战略》英国2009年制定的《英国低碳工业战略》，是《英国低碳转型计划》的重要组成部分，旨在扶持关键企业应对气候变化，这些关键企业来自英国有竞争力和比较优势的行业及地区，包括海上风力发电、水力发电、碳捕获及储存。英国政府在2009年的预算中专门拨出4.05亿美镑，支持绿色产业和绿色技术。工程之五|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组织开展应用试点和示范到2020年，上述重点领域实现自主研制及应用；到2025年，重要领域具有自主知识产权的装备达到国际领先水平案例|美国先进制造业发展重点表1清洁能源2013年的《美国清洁能源制造计划》旨在促进美国清洁能源制造业的发展。下一代机器人2011年的《先进制造业伙伴计划》中提出要推出一项耗资7000万美元的下一代机器人研究计划；2013年提出《美国机器人路线图》。增材制造2013年的《金属增材制造（3D打印）技术标准路线图》，提出了优先研究和发展路线图。信息技术2009年的《重振美国制造业框架》指出加速信息技术的应用，建立“信息物理系统”。表2新材料2011年的《先进制造业伙伴计划》推出“材料基因组新材料计划”，2012年的《先进制造业国家战略计划》指出提供22亿美元资助，用于制造流程创新和先进工业材料的研发。生物技术2009年的《重振美国制造业框架》提出利用生物技术制造绿色化学原料为生物经济创造基础。2011年的《美国创新战略》提出要加大对生物技术的投资力度，促进该产业的发展。国家安全相关行业2011年的《先进制造业伙伴计划》指出，要提高美国国家安全相关行业的制造业水平。2012年的《先进制造业国家安全战略计划》指出要加强国家安全相关领域的投资，国防部的“制造技术计划”投资主要用于降低武器系统的成本和交货时间，以提高系统的性能。案例|美国先进制造业发展重点中国制造2025背景1中国制造2025重点内容2智能制造3制造业+互联网深度融合4汇报内容中国制造2025的挑战5智能制造的概念与特征具有状态感知；感知互联覆盖全部制造资源以及制造活动；具有实时分析；数据实时传输和分发、实时处理与融合；具有自主决策；分析、推理、判断、构思和决策等高级行为能力；具有高度集成；产品全生命周期所有环节的集成；具有精准执行；制造系统处于最优效能状态。主要特征智能制造基于传感技术、网络技术、自动化技术、人工智能技术等先进技术，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行，实现产品设计、生产、管理、服务等制造活动的智能化。智能制造智能制造系统SMS互操作性和增强生产力的全面数字化制造企业；通过设备互联和分布式智能来实现实时控制和小批量柔性生产；快速响应市场变化和供应链失调的协同供应链管理；集成和优化的决策支撑用来提升能源和资源使用效率；通过产品全生命周期的高级传感器和数据分析技术达到高速创新循环。核心特征SMS核心能力成本控制生产率差异性定位敏捷性质量可持续发展智能制造系统关键能力模型各关键能力在未来智能制造系统占比智能制造生态系统智能制造生态系统，包含了非常广阔的制造业内容，范围很广，包括生产、管理、设计和工程；智能制造生态系统图，展示了整个制造系统的三维空间，包括产品维度、生产维度和商业维度；三个维度间更紧密集成，将导致更快的产品创新周期，更高效的供应链及生产系统更大灵活性。商业维度用橙色标识。商业系统关注供应商和客户的交互功能。产品维度是用绿色标识，产品生命周期涉及信息流和控制，从产品设计的早期阶段开始,一直到产品的退市。生产维度是用蓝色标识，生产系统生命周期关注整个生产设施及其系统的设计、部署、运行和退役。智能制造生态系统图智能制造生态系统标准标准是基础的和有价值的工具，可以使企业主能够更好的吸收和采用新技术和创新；标准是智能制造发展的一个基本组成部分，可以提升一个或多个SMS的关键能力；标准可有效推进生产系统的系统性、可重复性和高效的生产能力；只有有了高质量的工业参考体系，企业内部、外部包括供应链和用户才能真正将各种功能集成在一起。为了实现智能制造的愿景，基于分层控制模型经典的制造系统体系结构范式必须要被替换。一种基于分布式制造服务发展的新范式已然在进化和演变。这一演变带来的智能设备作为一个可以获取的网络服务，各个级别的嵌入式智能，预测分析和云计算技术。而所有这些技术都将依赖于标准标准每一个产品都有一个不间断的自传，如何、何时、何地被制造出来的。——智能制造系统的愿景之一智能制造生态系统标准基于标准之上的智能制造系统，就可以实现工厂数据快速决策，优化产量和质量；准确的评估能源和材料的使用，同时可以改善车间安全和加强制造业可持续发展。在智能自主操作和智能机器的行为里面，自我意识、推理和规划、自我纠错是关键,这些行为带来的信息必须能够在整个系统内部上下流动，要实现这种从机器到工厂，再从工厂到企业系统之间的集成，标准显然是至关重要的。标准去除了歧义，确保所有的数字化工厂，不管采用何种设备，都可以自由地进行数据交换。智能制造生态系统标准未来制造系统将依赖标准体系该标准应横跨产品、生产系统和商业这三项主要制造生命周期维度是适应当今差异性更大的定制化服务、更小的生产批量、不可预知的供应链变更和中断的唯一选择所有的技术形成一个全新的核心，就是“以信息为中心”的智能制造系统，能够做到企业数据的最大流动，和更加重要的是，数据在全企业的重复使用标准体系可以刺激新技术、新产品和新

的制造方法的的采用产品生产系统商业制造生命周期的三个维度如何让不同的异构系统能够相互通信、相互理解，只能依靠标准!智能制造生态系统标准产品的标准集即指产品开发生命周期标准族；围绕智能制造生态系统SMS下的产品生命周期管理的6个阶段将标准分为五个大类。产品的标准集产品生命周期设计工艺设计生产工程制造使用和服务废弃和回收SMS产品维度的六个阶段建模实践产品模型和数据交换制造模型数据产品目录数据产品生命周期数据管理五个标准分类智能制造生态系统标准产品维度的标准集举例建模实践ASMEY14.41,Y14.36,Y14.5ISO16792,7083ISO1101,5459ISO14405,2692ISO1302,5458ISO8062,17863IEC81724产品模型和数据交换ISO10303.203/214/210/242ISO14306(JT)ISO14739(PRC)IGES,DXFISO/ASTM52915(AMF),STL制造数据模型ISO6983(G-Code)ISO14649ISO10303-207ISO10303-224ISO10303-238QIFPart1产品数据目录ISO13584ISO15926-4(RDL)ISO22745OOTD产品生命周期数据管理ISO10303-239LOTARPLMXML智能制造生态系统标准生产系统特指从各种集合的机器、设备和辅助系统组织和资源创建商品和服务；该标准专注于支持复杂系统建模、自动化工程、操作和维护(运营管理)的标准。生产系统生命周期标准生产系统模型数据和实践生产系统工程生产系统维护生命周期数据管理支持生产生命周期活动领域的标准生产系统生命周期设计修建调试运营和维护退役和回收智能制造生态系统标准生产系统生命周期标准举例生产系统模型数据和实践ISO10303-214,221,225,227,ISO16739(IFC),ISO18629(PSL)IEC62832(Digitalfactory),IEC62794,IEC62237IEC62424(CAEX),ISO17506(COLLADA),PLCOpenxml生产系统工程SysML,ModelicaIEC61011,61499,61804-2,62337IEC61508,61511,ISO13849IEC62714(AutoationML)IEC62453(FDT),IEC61804(EDDL)生产周期数据管理ISO10303.239ISO15926,ISO16739IEC62890,IEC61987生产系统维护MIMOSAOSA-EAI,CBMGEIA927ISO13374,ASMEB5-59-2智能制造生态系统标准电子商务在今天至关重要，使任何类型的业务或商业交易，都会涉及到利益相关者之间的信息交换。在制造商、供应商、客户、合作伙伴,甚至是竞争对手之间的交互标准是提高供应链效率和制造敏捷性的关键，包括通用业务建模标准，制造特定的建模标准和相应的消息协议。供应链管理的商业周期OMG-BPML,BPMN,BPDMOASIS-ebXML,BPEL,UBLW3C-WSDL,WS-CDLWfMC-XPDLASCX12-ANSIX12EDIUN/CEFACT-EDIFACTEDIOAGI-OAGISAPICS-SCORMESA-B2MML智能制造生态系统标准三套专门面向制造集成标准:APICS供应链运营参考、开放应用程序组集成规范(OAGIS)和制造企业解决方案协会的B2MML。供应链管理的商业周期举例OMG-BPML,BPMN,BPDMOASIS-ebXML,BPEL,UBLW3C-WSDL,WS-CDLWfMC-XPDLASCX12-ANSIX12EDISCOR（APICS的一部分）是一个管理工具跨越整个供应链，从供应商的供应商到客户的客户，模型描述了相关所有阶段的业务活动以满足客户需求；OAGIS包括一套工程和业务规范称为业务对象文档(bod),它定义常见的内容模型和信息业务应用程序之间的通信；B2MML很好的吸收实现了ISA95数据模型。它促进ERP和供应链管理系统，以及与制造系统的集成,如控制系统和MES。UN/CEFACT-EDIFACTEDIOAGI-OAGISAPICS-SCORMESA-B2MML智能制造金字塔制造金字塔是智能制造生态系统的核心，产品生命周期、生产周期和商业周期都在这里聚集和交互。制造金字塔EnterpriseLevelISO15704EnterprisearchitecturerequirementsISO19439EnterpriseintegrationISO19440EnterpriseintegrationISO20140AutomationsystemsandintegrationOAGISBPMN,DMN,PMMLB2MMLSCADALevelIEC62541,IEC(OPCUA)IEC61512(ISA88)ModbusBatchML,PACKMLIEC62541(FDI)DEVICELevelMTConnectIEC61158(EtherCAT,PROFINET)IEC61784Modbus/ProfibusPROFIenergyIEC62591/HARTIEC62541/FDIMOMLevelIEC62541,IEC62837IEC62261(ISA95)ISO22400OAGISPMMLDMIS,QIFIEC62443(ISA99)ISO9000ISO50001ISO14000智能制造标准与生态系统映射智能制造体系标准瞄准智能制造的四大目标：提高敏捷性(A)、质量(Q)、生产率(P)和可持续性(S)而制定新的或改进的标准；包括体系参考架构、网络安全、工厂联网、供应链集成，以及数据从工厂车间到企业级的无缝传输。智能制造系统所有环节中，都涉及到了工业参考体系（referencearchitecture），包括功能模型和体系架构的定义。只有有了高质量的工业参考体系，企业内部、外部包括供应链和用户，才能真正将各种功能集成在一起。智能制造四大目标敏捷性A质量Q可持续发展S生产率P

关键业务环节智能化在研发设计环节，采用智能化的三维数字化设计软件、计算机仿真系统等手段。在生产制造环节，采用工业机器人、制造执行系统(MES)、3D打印等手段。在经营管理环节，采用商业智能(BI)系统等手段。在市场营销环节，采用大数据营销等手段。制造ERPPDMCRMERPPDMSCMERPSCMWCSERPWCSCRM工程供应商用户磨削抛光铣削加工性能检测制造过程上下料装配（紧固件）装配（带柔性体）

工业机器人的应用热处理件转移表面喷涂铸锻件转移激光焊接火焰热处理热塑表面沉积大型件转移重型件转移有害性光环境有害空气环境有害高温环境事故易发环境工业机器人的应用

3D打印应用制造执行系统MES三阶段实现生产过程智能化第一阶段，为机器及生产系统安装实时运行状态监测设备，通过安装各类传感器采集生产过程海量原始数据，实现互联互通，提前预测分析机器故障信息等，提供预测性运维解决方案，以缩短停产时间，降低不良品率，减少工厂备品配件，实现降本增效。第二阶段，从生产流程延伸至各个经营管理模块，实现所有底层设备数据与ERP企业资源管理计划系统的数据交互。第三阶段，最终实现企业对内对外的智能化一体化系统管理云平台，并采用大数据分析等手段实现生产过程的全程智能化。嵌入信息物理系统CPS连接了虚拟空间与物理现实世界，使智能物体通信以及相互作用，创造一个真正的网络世界。CPS体现了当前嵌入式系统的进一步进化。CPS可提供构建物联网的基础部分，并且与“服务互联网”一体化。嵌入信息物理系统嵌入信息物理系统产品智能化把电子信息技术“嵌入”到产品中，提高产品的技术含量，推进产品数字化、网络化和智能化，增强产品的功能和性能，提高产品的附加值。开发智能汽车、智能船舶、智能机械装备、智能家电、智能家具等。利用物联网技术对销售出去的产品的运行情况进行远程监测，对故障进行远程诊断，促进制造业服务化转型。中国制造2025背景1中国制造2025重点内容2智能制造3制造业+互联网深度融合4汇报内容中国制造2025的挑战5互联网|九大思维跨界思维大数据思维用户思维简约思维极致思维迭代思维流量思维社会化思维平台思维基于产业层面产品研发生产和服务环节销售和服务环节贯穿整个价值链的始终战略、商业模式和组织形态层面互联网|商业模式历史发展是从单一品种大规模生产向小批量多品种的转变过程。初始固定投入与边际投入分离，对任何一个业务进行基础业务和增值业务切分，把基础业务对应初始固定投入把增值业务对应边际投入，初始固定投入和边际投入的社会分工，这点成为长尾战略的核心互联网就是一个高度复杂，复杂到像丛林一样的这样的一个系统。差异化、多样化，有可能是成本低的，要求我们用新的理念，新的组织方式，新的这种商业模式来对它进行重新组织，使它发挥出效力区别于传统商业，互联网思维下的体验商业模式更注重用户的参与、体验和感受，强调企业与用户之间的互动。

跟快乐有关的指标会产生竞争，这个是体验经济要解决的问题。基础业务免费而增值业务收费，在理论上叫双边市场交叉补贴，在竞争上造成一种新的竞争模式，这种模式要兼顾成本领先和标其利益。大规模制定是免费模式的一个应用。产品多样化从过去不可行，属于被淘汰的一种生产方式，变成了一种领先的生产方式长尾模式既有理论性，且实战性也非常好众包模式把难题交给众人去解决体验模式更注重用户的参与、体验和感受免费模式更接近于开放源代码一个模式1234互联网|云网端、大数据和分工网络“互联网+”动力之源新基础设施：云网端新生产要素：数据资源新分工体系：大规模社会化协同互联网+的新基础设施|云网端云计算、大数据基础设施强势突破互联网、物联网基础设施快速渗透智能终端、APP应用异军突起网互联网物联网端终端/APP云云计算大数据服务（业）生态平台云计算-大数据终端-应用互联网工业经济基础设施（铁公机……）农业经济基础设施（土地……）新基础设施互联网+的新生产要素：大数据互联网+的新分工体系：大规模社会化协同互联网催生C2B商业模式电子商务倒逼制造业升级案例|共创供应链案例|“淘工厂”电子商务给传统企业带来的系统性变化工业互联网的概念工业互联网（IndustrialInternet）:工业系统与高级计算、分析、感应技术、互联网的连接融合。第一次浪潮工业革命Step2Step3机器和工厂的出现推动经济的进步和范围的扩大计算机技术和分布式信息网络的崛起机器、设备组和设施，通过互联网，大数据，分析技术的整合第二次浪潮互联网革命Step2第三次浪潮工业互联网时间创新工业互联网的概念消费互联网工业互联网娱乐数字化社交融合化沟通移动化IT架构虚拟化零售和广告变革设备单元级可视预测性维护能源和燃料使用更有效运营数字化劳动力变革VS“变革的真正机遇—超越‘消费者互联网’范畴之上的—是工业互联网，这是一个开放的全球网络，将人、数据与机器连接在一起。”——GE杰夫·伊梅尔特

工业互联网的内涵工业互联网的关键元素工业互联网（IndustrialInternet）工业系统与高级计算、分析、感应技术、互联网的连接融合。

工业互联网的数据循环

工业互联网应用结构

工业互联网对全球经济贡献*（数据来源于GE预测）互联网工厂的生产结构无定型结构为了适应定制生产下的快速响应，互联网工厂的生产结构不会是固定、预定义的，应该是在生产单元模块化、柔性化前提下，可以根据具体生产需求进行工厂结构的配置组合，其中包括针对模型、数据、通讯、计算的相关要求。互联网工厂的特征一、用户参与以用户的需求驱动，利用社会优质制造资源服务创新制造，实现从制造产品向制造创客的转变。互联网工厂产品设计制造规划过程监控质量评价物流配送二、过程可视互联网工厂的特征交互定制可视对企业内部可视对上下游伙伴可视对产品用户可视工厂能力可视制造过程可视配送流程可视三、高度智能化互联网工厂的特征传感器网络过程大数据定制设计智能化故障诊断智能化质量评价智能化制造规划智能化市场预测智能化互联网工厂技术要素多物理参数传感器网络智能制造装备及其关键部件工业机器人现场工业控制软件大数据下的智能决策系统互联网工厂实践SIEMEMSAmbergFactory–智能工厂的典范互联网工厂实践BMW打造汽车工厂的智能工厂&智能车间互联网工厂实践Amazon仓库机器人–智能仓储物流的典范互联网工厂典型案例海尔智慧互联工厂实现智能制造2014年海尔构建了全流程实时互联可视的互联工厂体系（沈阳冰箱互联工厂、佛山滚筒互联工厂、郑州空调互联工厂、青岛热水器互联工厂）。手段：通过传感器网、大数据信息化、机器人的协作；模式：将大规模制造升级为大规模定制；目标：在不提高和制造成本的基础上提升产品附加值。互联网工厂典型案例海尔智慧互联工厂实现智能制造

海尔沈阳冰箱互联工厂实施效益：市场：适应互联网+时代个性化消费需求；减员：人员配置减少57%；产能：单线产能由100万台提升至180万台；效益：单位面积产出50台/平提升至100台/平；周期：定单交付周期由15天降低至7天。力太智能制造“一云二网”工业4.0的主要技术特征是信息物理融合系统CPS（cyberphysicalsystem）工厂中常见有8大信息系统；制造云一体机（服务器、交换机、存储、UPS、空调5位1体）实现工厂信息的集成，安全统一保障、负载均衡、数据镜像、不要机房；工厂物联网实现信息物理融合；MIOT=MES+IOT（物联网）；物联网管数据，视频网管图像，物联网和视频网实现联动；指挥中心实现各生产职能部门的协同和快速响应；移动应用实现生产的离厂管理。力太工厂物联网——工厂间及上下游互联供应商可以汇报和