中国工业40 的使命与问题

工业4.0解读第四次工业革命解读中国“互联网+〞PK德国“工业4.0〞写的非常好，值得研究引言：开篇发问……2021年德国政府的工业推进方案“工业4.0〞引发了关于第四次工业革命的热议到底什么是第四次工业革命？第四次工业革命与之前的工业开展有何根本的不同？是什么推动了人类进入第四次工业革命？这些推动因素在人类实现第四次工业革命中起到什么作用？第四次工业革命对当今企业、社会、人类开展会产生什么样的影响？为什么各个国家提出不同的方式或概念来实现第四次工业革命？个人、企业、社会、国家如何适应这一变革？变革中会出现什么新状况、新问题、新市场、新方式？目录战略背景解读工业4.0工业4.0中国版第四次工业革命人机物互联互通四次工业革命时间18世纪末工业1.0创造了机器工厂的“蒸汽时代〞20世纪初电力广泛应用蒸汽机信息物联系统从工业1.0到工业4.0 1970年代初今天工业2.0将人类带入分工明确、大批量生产的流水线模式和“电气时代〞自动化、信息化工业4.0开始应用信息物理融合系统〔CPS〕复杂度目标：建立一个高度灵活的个性化、数字化产品与效劳的生产模式关键点：“原材料〔物质〕〞=“信息〞。智能工厂使用了含有信息的原材料，实现了“原材料〔物质〕〞=“信息〞，制造业终将成为信息产业的一局部。所以，工业4.0将成为最后一次工业革命。人类工业史三次工业革命使得人类开展进入了空前繁荣的时代三次工业革命产生的弊端巨大的能源以及资源消耗巨大的环境代价以及生态本钱21世纪，人类面临空前的全球能源与资源危机、全球生态与环境危机、全球气候变化危机的多重挑战互联网的高度开展越来越多功能强大的、自主的微型电脑〔嵌入式系统〕实现了与其他微型电脑和互联网的互联物理世界和虚拟世界〔网络空间〕以信息-物理系统〔CPS〕的形式实现了融合由此引发了第四次工业革命——绿色工业革命“工业4.0〞概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，运用信息物理系统，实现生产方式的现代化。开展背景根本概念背景一总体概念总体概念两大主题智能工厂在智能工厂里，人、机器和资源如同在一个社交网络里自然地相互沟通协作。智能产品理解它们被制造的细节以及将被如何使用。它们积极协助生产过程，答复诸如“我是什么时候被制造的〞“哪组参数应被用来处理我〞“我应该被传送到哪〞等等问题。智能生产智能产品具有独特的可识别性，可以在任何时候被分辨出来。甚至当它们在被制造时，它们就可以知道整个制造过程中的细节。在某些领域，这意味着智能产品能半自主地控制它们生产的各个阶段。此外，智能产品也有可能确保它们在工作范围内发挥最正确作用，同时在整个生命周期内随时确认自身的损耗程度。这些信息可以聚集起来供智能工厂参考，以判断工厂是否在物流、装配和保养方面到达最优，当然，也可以应用于商业管理应用的整合。智能工厂的车间——基于无线、RFID〔无线射频识别芯片〕、传感器和效劳的架构工业4.0下的产品特点产品是信息载体产品在整个完整的供给链和生命周期中都一直带有自身信息产品是一个agent产品会影响其所在环境产品具有自监测功能产品会对其自身状态和环境进行监测我生产于2021年4月30日，5月3日出厂请握中间已经翻开2分钟了，请盖上智能工厂和智能生产集成了信息存储、传感、无线通信功能今天明天机器人不再被固定在平安工作地点而是与人一起协同工作新一代轻量化，灵活的机器人与人类在智能工厂一起协同工作通过机器视觉，指纹识别，人脸识别，视网膜识别，虹膜识别，掌纹识别，专家系统，自动规划，智能搜索，定理证明，博弈，自动程序设计，智能控制，机器人学，语言和图像理解，遗传编程等在工业制造中的实际应用，人工智能将越来越多的参与到工业4.0的推进当中，构建智能工厂。自1956年“人工智能〞被提出以来，经过50多年的开展，“人工智能〞取得了长足的开展，但在现实生活中的应用还是太少。随着工业4.0智能工厂概念的提出，机器人和人工智能将迎来一轮新的开展。ICT物联网〔Internetofthings〕是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。物联网信息物理系统〔CPS,Cyber-PhysicalSystems〕是一个以通讯和计算为核心的集成的监控和协调行动的工程化物理系统，是计算、通讯和控制的融合，具备很高的可靠性、平安性和执行效率。信息物理系统开展过程三个特征通过价值网络实现横向集成工程端到端数字集成横跨整个价值链垂直集成和网络化的制造系统三个特征通过价值网络实现横向集成把产品、机器、资源、人有机联系在一起，各公司各环节数据共享，实现产品全生命周期和全制造流程的数字化由大规模批量生产向大规模定制生产转变由集中生产向网络化异地协同生产转变由传统制造企业向跨界融合企业转变协同、分享三个特征工程端到数字端集成横跨整个价值链两个特点在所有终端实现数字化的前提下所实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合客户可实现随时参与和决策并自由配置各个功能组件数字空间＝物理空间三个特征工程端到数字端集成横跨整个价值链虚拟现实虚拟产品设计虚拟产品性能分析虚拟加工虚拟装配虚拟测试虚拟生产调度与仿真连接物理空间与数字空间三个特征垂直集成和网络化的制造系统英飞凌对工厂进行智能化改造，提供面向物联网的半导体解决方案，在2021年6月推出“工业4.0试点基地〞工程，应用于局部芯片生产。其智能卡与平安事业部全球总裁StefanHofschen认为在工业4.0时代，平安市场也会增长。两个战略领先的供应商战略领先的市场战略海尔的工业4.0-建设智慧互联工厂实现智能制造为适应互联网+时代满足消费者个性化需求，2021年海尔就通过了全流程实现互联可视的互联工厂体系的构建将大规模制造升级为大规模定制通过大量传感器、大数据信息化工具和机器人的协作，海尔互联工厂可以高效地完成定制化批量订单的生产，在不提高制造本钱的根底之上提升产品附加值，并为创新性设计的低本钱实践提供有力支撑。海尔沈阳冰箱互联工厂：人员配置减少57%单线产能100万台提升至180万台单位面积产出50台/平提升至100台/平定单交付周期由15天降低到7天截止到2021年第1季度海尔已建成沈阳冰箱互联工厂、海尔佛山滚筒互联工厂、海尔郑州空调互联工厂、胶南电热互联工厂、青岛热水器互联工厂。工业4.0典型案例案例：海尔新能源互联工厂.flvAmazon仓库机器人-智能仓储物流的典范案例：亚马逊仓库机器人.flv亚马逊已为其在美国的多个仓库配备了橙色轮式机器人Kiva。这种机器人用于移动库存货架，员工再也不需要在堆满货物的长过道里寻找制定的商品。使用机器人可以减少每个商品的“被触碰〞次数，能帮助亚马逊每年节省$4亿-$9亿的物流本钱帮助工人节省了50%以上的取货时间每个订单的分拣和包装费用为平均$3.5-$3.75，使用机器人可将其减少20%-40%亚马逊目前在美国的三座仓库〔加利福尼亚州，肯塔基州和德克萨斯州〕中一共部署了1400台Kiva机器人工业4.0典型案例工业4.0典型案例：西门子智能系统案例：西门子智能控制系统介绍.flv宝马智能工厂：打造汽车工业4.0-智能工厂&智能车间案例：全新宝马7系车身生产及组装过程-工业4.0的典范不容错过.flv工业4.0典型案例工业4.0案例：3D打印3D打印\3D打印建筑.flv3D打印\第四次工业革命3d打印机.flv实施工业4.0后将在多个领域带来的变化去人力化高度灵活性／大规模定制P2P的客户关系分布式／地区化降低了人员的使用数量，降低了人力本钱占比实时满足客户需求的动态产品规划实现各个生产环节的无缝对接，生产过程全程可监控，缩短生产任务的转换时间去中介化，带来商业模式的创新制造业企业和客户间的关系变得更加紧密减小了规模效应，处理能力被分散到各地能够快速重新定义需求，制定更加符合客户需求的生产流程实施工业4.0后将在多个领域带来的变化快速迭代推出新产品能力的大幅提升资产周转随着3D打印、3D扫描以及新材料的广泛使用，产品的生产将变得更加高效多种增强显示、虚拟现实的设备及智能设备将指导人们设计、生产、使用产品极大的降低了库存量，提升了货物周转效率设备正常运行的时间大大延长，降低了因为设备检修和故障造成停机的损失工业根底：自动化设备、工业软件、数据平安、工业通信、机器人等物联网：智能电网、智能仪器仪表、二维码、智能安防等智能产品：智能可穿戴设备、智能汽车、智能家居等生产新模式：3D扫描、3D打印效劳互联网：智能物流、生产效劳化、开放设计效劳等12345目录战略背景解读工业4.0工业4.0中国版战略背景解读工业4.0工业4.0中国版工业4.0是中国制造业未来30年的重要开展方向中国版工业4.0——政府报告提“互联网＋〞行动计动互联网+中国版“工业4.0〞好好整必须的必！！！互联网+“中国制造2025〞拉开工业互联网〔工业4.0〕序幕问计中国制造：工信部部长解读中国制造2025.mp4制造大国制造强国绿色开展创新驱动强化根底智能转型中国制造2025十大重点领域农业机械装备生物医药及高性能医疗器械新材料电力装备节能与新能源汽车先进轨道交通装备高档数控机床和机器人航空航天装备?中国制造2025?十大重点领域“工业4.0〞与中国“两化融合〞核心一致1、标准化＋模块化：零部件标准化，局部功能模块化，系列功能系统化。制造业通过在模块化和封装化的根底上进行系统化，拓展新的应用与效劳。互联网＋工业“工业4.0〞与中国“两化融合〞核心一致互联网＋工业3、互联制造：工厂将通过互联网，实现内、外效劳的网络化，向着互联工厂的趋势开展，并采集和分析生产车间的各种信息，向消费者进行反响。从工厂及车间采集的信息作为大数据进行解析，能够开拓更多的、新的商业时机。4、数据制造：核心是大数据，随着大规模定制和网络协同的开展，制造业企业还需要实时从网上接受众多消费者的个性化定制数据，并通过网络协同配置各方资源、组织生产，以及管理后续环节的更多有关数据。工业4.0模式下产业链分工将重组人类互联网社交媒体商业网站效劳型互联网智能建筑智能家居智能工厂智能车间智能电网互联网汽车及其他交通工具CPS系统平台分布式、智能化、网络化的世界1、工业4.0将使得工业生产过程更加灵活、坚强。这将使得动态的、适时优化的和自我组织的价值链成为现实，并带来诸如本钱、可利用性和资源消耗等不同标准的最优化选择。2、工业4.0将开展出全新的商业模式和合作模式。这些模式将力争确保潜在的商业利润在整个价值链所有利益相关人之间公平地共享，包括那些新进入的利益相关人。3、工业4.0将带来工作方式和环境的全新变化。全新的协作工作方式使得工作可以脱离工厂，通过虚拟的、移动的方式开展。4、工业4.0将促进形成全新的信息物理系统平台。全新的信息物理系统平台能够联系到所有参与的人员、物体和系统，将提供全面、快捷、平安可靠的效劳和应用业务流程，支持移动终端设备和业务网络中的协同制造、效劳、分析和预测流程等。中国工业开展向工业4.0过渡面临的主要问题和挑战3、就业问题：中国是人口大国，人口结构复杂。随着人口结构变化，人力本钱上升，企业招工难，用工难。虽然工业4.0会缓解劳动密集型企业的用人需求，解放了大量劳动力，但是就业问题就会凸显，甚至有可能影响社会稳定。2、原材料：在先进材料、增材制造等方面差距还在不断扩大。大量原材料我国根本没有供给能力，有的依靠进口，而一些高端材料还限制中国进口中国工业开展向工业4.0过渡面临的主要问题和挑战5、人才：关键岗位人才缺失严重，对海外高层次人才和国外智力的引进工作力度不够。还没有形成良好的创新人才培养模式中国工业开展向工业4.0过渡面临的主要问题和挑战7、平安：关工控系统信息平安问题突出，主要涉及到：功能平安、数据平安〔企业信息保护和个人隐私保护〕逐步实现中国特色的工业4.0的对策建议1、制定整体策略：制定适应中国工业4.0开展整体战略战线图，制定并实施国家层面的中国制造2025开展规划纲要，要打造以制造业数字化、智能化为核心特征的工业升级版。各地可以根据实际情况制定适应当地的工业4.0路线图。2、加快工业转型：1、纵向集成打通沟通渠道，以互联网式的平台模式运行，实现全流程的信息打通；2、横向集成：推动零配件、工艺等的标准化3、端到端集成讲跨越式的提升生产效率，同时还表达在原材料创新、产品创新等方面。实现工业4.0转变的根底和前提是实现生产、制造的标准化、模块化以及数字化