工业4.0-王喜文-81页
工业4.0的主要技术
工业4.0的主要技术工业4.0是德国联邦教研部和联邦经济技术部提出的概念，与此同时我国也提出了《中国制造2025》白皮书，两国分别从各自的角度对制造业的未来进行了描述，工業4.0概念在全世界工业领域都引起了极大的讨论和研究，本文针对工业4.0的主要关键技术进行概述和总结。
标签：工业4.0；工业革命；创新技术1 概述工业4.0首先是由德国提出来的概念[1]。
众所周知，德国是世界上走在工业发展最前沿的国家，工业也是其在全世界最具竞争力的领域，为保证德国工业继续走在世界的前沿，为保证其工业在全世界的持续竞争力，德国人提出了继蒸汽机应用、大规模生产和信息技术三次工业革命后，以生产自动化、网络化、机器自组织为代表的第四次工业革命，如西门子等公司积极实践和推动工业4.0概念，已初步实现智能工厂等成果。
在《中国制造2025》当中，我国政府提出来用30年的时间，从制造业大国转变为制造业强国，并用10年时间，进入全球制造业第二方阵。
与德国不同，我国制造业在许多方面仍然较为落后，特别是针对工业4.0的信息技术，对我们未来的努力提出了更高的要求。
2 工业4.0主要技术以往的三次工业革命皆是由技术的创新来驱动，动力单元的创新、流水线和信息技术的应用，就是技术驱动革命的直接印证。
与前面的工业革命不同，即将到来的第四次工业革命不仅包含了企业的生产环节，还包含了整个产品的生命周期，如开发、生产、售后和回收，信息技术和机械装置共同结合成为有机的整体。
整个生命周期的所有有关人员都参与其中，消费者可以实现更多的私人定制；供应链更加的透明和有效；售后服务更加的及时；产品开发的更加符合消费者要求。
但与此同时，这些组成了一个极其复杂的系统，各个子系统之间互相影响，技术的创新使得人们掌控如此复杂的系统成为了可能。
一般来说，移动计算、社会化媒体、物联网、大数据，共同构成工业4.0的基础。
3 移动计算移动计算是任何计算机在移动状态之下进行的人机交互[2]。
图解工业4.0的核心技术——信息物理系统（CPS）
概念最早由美国国家基金委员会于认为有望成为继计算机、互联网之后世界信息技术的第三次主要指Computing、Communication信息世界指工业软件和管理软件、工业设计；物理世界指能源环境、人、工作环境信以及设备与产品等。
CPS的最终目标是实现信息世界和物理世界的完全融合构建一个可控、可信、可扩展并且安全高效的CPS网络根本上改变人类构建工程物理系统的方式。
CPS概念从上世年代的嵌入式系统演变而来。
经历1990年的泛在计算年的普适计算、2000年的环境智能，直到2006根据英国电气工程师协会（U.K. Institution of Electrical 的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备器或用于工厂运作的设备。
与个人计算机等通用计算机系统嵌入式系统通常执行带有特定要求的预先定义的任务由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，因此设计人员能对其减小尺寸降低成本。
一旦基于高性能软件的嵌入式系统与融合在数字网络中的专业用户接口之间发生相互作用，必将诞生全新的系统功能例如智能手机囊括许多应用和服务，备本身的通话功能。
由于全新的划时代应用和服务的提供商不渐渐形成新价值链，所以CPS也将对现有业务与市场模式带来范式上的转变。
是实现了多个软件对多个硬件控制的网络络功能主要实现控制目的，利用物联网、传感器的无线连接和实现进一步管理和控制。
条件下的智能工厂可以实现可视化生产传统的制造过程中存在许多无法定量的因素括加工过程中的设备性能下降、零部件的突发故障通过可视化实时监控生产数据，使得智能工厂管理者能够客观评估制造和设备的使用状态并通过管理实现预测性制造，起到降低成本改进产品质量的作用。
目前所说的制造业信息系统，首先强调计算机辅助设计）、CAM (Computer Aided4.0”通过CPS实现生产工艺与信息系统融合体现了生产模式从“集中型”到“分散型”的范式转变因为有了让传统生产过程理论发生颠覆的技术进步同时，分散型智能利用代表了生产制造过程的虚拟世界与物理世界之间的交互关系，在构建智能物体网络中发挥连接了信息世界与物理现实世界，创造了一个真正的网络世界嵌入式系统与生产线上的物联网传感器是构成这些技术被称为“物理技术”。
中国制造2025解读(王喜文)
组织重点突破，针对重大 工程和重点装备的关键技 术和产品急需，支持优势 企业开展政产学研用联合 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，布局和组 建一批"四基"研究中心， 创建一批公共服务平台， 完善重点产业技术基础体 系。
二、中国制造2025
（四）绿色制造工程
依托优势企业，紧扣关键 工序智能化、关键岗位机 器人替代、生产过程智能 优化控制、供应链优化， 建设重点领域 智能工厂/
数字化车间。
二、中国制造2025
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 生产周期缩短30%，不良品率 降低30%。到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%， 产品生产周期缩短50%，不良
重点开展行业基础 和共性关键技术研 发、成果产业化、 人才培训等工作
制定完善制造业创 新中心遴选、考核、 管理的标准和程序
二、中国制造2025
（二）智能制造工程
紧密围绕重点制造领 域关键环节，开展新 一代信息技术与制造 装备融合的集成创新
和工程应用。
支持政产学研用 联合攻关，开发 智能产品和自主 可控的智能装置 并实现产业化。
二、中国制造2025
二、中国制造2025
（一）制造业创新中心（工业技术研究基地）建设工程
制造业创新中心（工业技术研究基地）建设工程
围绕重点行业转型 升级和新一代信息 技术、智能制造、 增材制造、新材料、 生物医药等领域创 新发展的重大共性 需求
形成一批制造业创 新中心（工业技术 研究基地）
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）。
中国制造2025解析(王喜文)
二、中国制造2025
二、中国制造2025
制造强国建设三个十年“三步走”的战略
力争用十年时间， 迈入制造强国行 列。
到 2035 年 ， 我国制造业整 体达到世界制 造强国阵营中 等水平。
新中国成立一 百年时，制造 业大国地位更 加巩固，综合 实力进入世界 制造强国前列。
二、中国制造2025
创新驱动
（一）制造业创新中心（工业技术研究基地）建设工程
围绕重点行业转型 升级和新一代信息 技术、智能制造、 增材制造、新材料、 生物医药等领域创 新发展的重大共性 需求
形成一批制造业创 新中心（工业技术 研究基地）
二、中国制造2025
重点开展行业基础 和共性关键技术研 发、成果产业化、 人才培训等工作
制定完善制造业创 新中心遴选、考核、 管理的标准和程序
中国制造2025解读
王喜文 工信部国际经济技术合作中心电子商务研究所所长
一 第四次工业革命的到来
目
录
二 中国制造2025
一 第四次工业革命的到来
传统的以能量转换工具为推动力的经济将难以维系 传统的工业化发展模式已没有竞争力
一、第四次工业革命的到来
制造业面临的压力
产品多样化 用户需求变化
市场多样化 利润空间减小
竞争白热化
市场
同行产能增加 环境压力加大 资源相对短缺
பைடு நூலகம்资源与环境
劳动力成本提高 原材料价格上涨
成本
一、第四次工业革命的到来
主要国家纷纷出台制造业创新战略
2015 2014 2013 2012
新文工字业内法容 国
英国未文来字制内造容业预测
德文国字工内业容4.0 美国先进文制字造内业容国家战略 美国G文E字工内业容互联网
工业4.0时代生产新模式及管理创新
工业4.0时代生产新模式及管理创新摘要：后金融危机全球主要经济体纷纷推出工业发展新战略，并推动先进互联网技术的应用从商业和消费领域向生产制造领域拓展，促使当前以工业4.0为代表的全球新一轮工业革命的兴起。
不同于此前的“福特主义”生产模式和“后福特主义”生产模式，工业4.0时代的生产是知识型员工与智能化机器的组合，其生产设备、生产过程以及生产的产品都具有智能特征，是一种“智能主义”生产模式。
该模式内生出一系列的管理创新要求，核心的是需求层面的个性化需求导向、技术层面的协同创新网络参与机制以及人才层面的知识型员工培养管理制度体系建设。
关键词：工业4.0；生产新模式；管理创新一、引言后金融危机时期，面对金融危机冲击和世界不断增强的竞争压力，全球主要发达经济体纷纷推行“再工业化”战略，2011年~2015年初，美国、德国、法国、英国、日本先后推出“先进制造业国家战略计划”、“工业4.0”战略、“工业新法国”战略、“工业2050”战略和“机器人新战略”，力图重振本国制造业，并谋划在未来的产业竞争中抢占制高点。
以中国为代表的新兴经济体也加快产业转型升级步伐，于2015年5月推出《中国制造2025》，被称为中国版“工业4.0”。
尽管上述主要国家所提的工业发展新战略的名称有所不同，但从其内容看，核心是通过互联网、下一代互联网、大数据等新兴技术与生产制造的深度融合，以推动制造业向“智能制造”升级，这一发展新趋势建立在信息技术和互联网技术变革基础之上，并正在对全球制造业生产模式和结构产生广泛而深刻的影响，全球以数字化、网络化、智能化为特点的新一轮工业革命已经初露端倪。
二、互联网技术的新发展及其影响近十多年来，以互联网为代表的信息技术飞速发展，即将全面进入以IPv6（InternetProtocolversion6，互联网通信协定第6版）和第五代移动通信技术（5G）为技术基础的时代，互联网技术的蓬勃发展也正在对全球商业模式和生产制造模式带来深刻改变。
新基建 推动高质量发展新引擎
® I 先锋讲坛新基建涵盖5G 、数据中心、人工智能、区块链等科技领域，以及与传统基础设施的融合领域。
这些领域发展空间巨大，增长迅速，经济社会效益显著，对上下游行业的带动性强，在未来经济社会发展中将担当大任。
扫码阅读W王喜文，工学博士，高级工程师。
曾在工业和信息化部国际经济技术合作中心工作9年，历任电子商务研究所所长、工业4.0研究所所长、工业经济研究所所长。
现为九三学社中央科技委委员、九三学社中央促进技术创新工作委员会委员。
新基建推动高质量发展新引擎夕王喜文基础设施作为我国经济社会发展的重要支撑，对提升生产效率、改善 人民生活质量起到了巨大的促进作用。
但随着社会生产生活模式的不断进化 升级，原有的基础设施难以满足需求，亟待建设新一代基础设施。
2018年 12月召开的中央经济工作会议，确定2019年重点工作任务时提出“加强人工 智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设”，这是新型基础设施建设 (以下简称“新基建”）首次出现在中央层面的会议中。
2020年3月4日召开 的中共中央政治局常务委员会会议强调，加快5G 网络、数据中心等新型基础 设施建设进度。
在党中央的部署下，新基建迎来新的发展机遇。
新基建“新”在何处按照国家发展改革委2016年公布的《传统基础设施领域实施政府和社会 资本合作项目工作导则》，传统基础设施包括能源、交通运输、水利、环境 保护、农业、林业以及重大市政工程等领域。
与之相对应，新基建主要包括5G 、卫星互联网、物联网、大数据中心、 云计算、人工智能、工业互联网、区块链、智能交通以及智慧能源等重点领 域。
在疫情全球大流行、全球第四次工业革命的背景下，新基建兼顾了稳增 长和促创新的双重任务，无疑是未来经济发展新的增长点，具有很强的带动 效应。
国家统计局数据显示，尽管我国是基础设施建设大国，但人均基础设施 存量仅相当于发达国家的20%〜30%,建设前景广阔。
以数字技术为代表的新 科技及其应用创新催生的新基建，开辟了基础设施建设的新空间。
王喜文工业40与中国制造2025
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.1620 .10.16F riday, October 16, 2020
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一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10. 1620.1 0.1608: 2308:23 :3508:2 3:35Oct-20
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月16日 星期五8 时23分 35秒Fr iday, October 16, 2020
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相信相信得力量。20.10.162020年10月 16日星 期五8 时23分3 5秒20. 10.16
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 1620.1 0.1608: 23:3508 :23:35 October 16, 2020
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踏实肯干，努力奋斗。2020年10月16 日上午8 时23分 20.10.1 620.10. 16
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 0月16 日星期 五上午8 时23分 35秒08 :23:352 0.10.16
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。0 8:23:35 08:23:3 508:23 10/16/2 020 8:23:35 AM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.1608 :23:350 8:23Oct-2016-Oct-20
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加强交通建设管理，确保工程建设质 量。08: 23:3508 :23:350 8:23Fri day, October 16, 2020
谢谢大家！
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年10月 上午8时 23分20 .10.160 8:23Oct2 020年1 0月16 日星期 五8时23 分35秒 08:23:3 516 October 2020
中国制造2025解析(王喜文)
二、中国制造2025
（四）绿色制造工程
组织实施传 统制造业能 效提升、清 洁生产、节 水治污、循 环利用等专 项技术改造。
开展重大节 能环保、资 源综合利用、 再制造、低 碳技术产业 化示范。实 施重点区域、 流域、行业 清洁生产水 平提升计划， 扎实推进大 气、水、土 壤污染源头 防治专项。
制定绿色产 品、绿色工 厂、绿色园 区、绿色企 业标准体系， 开展绿色评 价。
重点开展行业基础 和共性关键技术研 发、成果产业化、 人才培训等工作
制定完善制造业创 新中心遴选、考核、 管理的标准和程序
二、中国制造2025
（二）智能制造工程
紧密围绕重点制造领 域关键环节，开展新 一代信息技术与制造 装备融合的集成创新 和工程应用。
支持政产学研用 联合攻关，开发 智能产品和自主 可控的智能装置 并实现产业化。
开展示范应用，建立奖励 和风险补偿机制，支持核 心基础零部件（元器件）、 先进基础工艺、关键基础 材料的首批次或跨领域应 用。
组织重点突破，针对重大 工程和重点装备的关键技 术和产品急需，支持优势 企业开展政产学研用联合 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，布局和组 建一批 " 四基 " 研究中心， 创建一批公共服务平台， 完善重点产业技术基础体 系。
提高 生产率
缩短创新周期，解决产品的复杂性， 运用大数据的挖掘分析作用
缩短产品 上市时间
提升 灵活性
实现大规模定制，满足不 确定情况下的市场需求， 提升生产调度管理水平
一、第四次工业革命的到来
二
中国制造2025
中国制造2025
德国工业4.0
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