工业40-从智慧工厂到智能生产
无锡工业40发展现状及对制造业转型升级的
无锡工业40发展现状及对制造业转型升级的在工业4.0背景下，智能装备、智能工厂、智能服务成为当代制造业和现代工业技术的核心。
文章系统研究了无锡产业规划及工业4.0发展优势，存在的问题，制造业转型升级突破点，提出德国工业4.0对无锡产业发展和产业政策的若干启示，包括产业政策向创新政策转变，拓展新型工业化道路的内涵及调整中小企业政策思路等。
世易时移，当全国大部分地区刚刚实现工业自动化或为此努力时，工业4.0时代来了，产业未动，概念先行!这个来自德国的舶来品，随着媒体的热炒，已经深入千家万户，股市上还崛起一个“工业4.0板块”!同时，作为中国版工业4.0的《中国制造业发展纲要(2015-2025)》也已出炉，这些政策无不围绕着一条主线：智能制造、产业转型升级、网络化和平台化。
在这样一个非常有利的大环境下，无锡一些有远见的企业开始蓄势，迎接这场即将到来的新工业革命。
1 无锡产业规划及工业4.0发展优势解析无锡拥有强大的制造业基础，以及蜚声国内外的物联网产业，二者相加，正好符合工业4.0的核心：智慧无锡，智能制造。
从工业机器人到3D打印，从自动化生产线到智能物流，无锡拥有一批前沿领军企业，为后工业时期制造业向工业4.0下的智能生产和转型升级创造了可能性[1]。
1.1 工业4.0相关智慧产业形成规模，经济总量不断突破无锡市作为制造业大市，规模以上工业产值居全国大中型城市前十位，全市工业企业超5.1万家，从业人员近200万，雄厚的制造业基础一直处于领先地位。
2015年无锡市实现生产总值(GDP)8 518.3亿元，按可比价计算比上年增加7.1%，人均GDP达到13.09万元。
1.2 产业不断优化升级，结构趋于合理2015年无锡市完成规模以上工业总产值14 698.8亿元，同比增长1.8%，增速比2014年回升了2.8个百分点。
全市规模工业中高技术产业完成工业产值2 410.6亿元，同比增长7.6%，高于全市规模工业产值增速5.8个百分点，总量占到了全市规模工业产值的16.4%，产值增速和占比分别比2014年提高了1和1.2个百分点[2]。
工业40与智能制造_贾伟杰
1.3 制造业战略地位
-9-
物质财富是人类社会生存和发展的基础，制造是 人类创造物质财富最基本、最重要的手段
制造业对国民经济的贡献
直接创造国民生产总 值的1/3
占整个工业生产的 4/5
为国家财政提供1/3以 上的收入
对出口总额的贡献率 90%
9
1.3 制造业战略地位
- 10 -
制造业是国家安全的重要保障
资助，已上升为国家战略
正式提出
2013年4月，德国政府于汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”
中德合作
2014年10月，克强总理访德期间，中德签署了《中德合作行动纲要：
共塑创新》，提出两国将开展工业生产的数字化（工业4.0）合作21
3.3 总体概念
- 22 -
工业4.0”概念即是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。该战略旨 在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟 系 统 — 信 息 物 理 系 统 （ Cyber-Physical System) 相结合的手段，将制造业向智能化转
工厂/车间业务与生产管理系统，如ERP(企业资源计划)、 MES(制造执行系统)、PLM(产品全生命周期管理)/PDM(产品数据 管理)等。
4.3 愿景是解决能源消费等社会问题 - 28 -
1）工业4.0将使生产的 能耗与效益大）工业4.0将使人的工作生涯更长，工作与生活更加平衡，高工资时产业
信息物理系统（CPS）
4.2 关键是信息技术应用
- 27 -
工业软件决定工业4.0
计算机辅助工具，如CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅 助工程)、CAPP(计算机辅助工艺设计)、CAM(计算机辅助制造) 、CAT(计算机辅助测试，如ICT信息测试、FCT功能测试)等；
先进制造工程训练_湖南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
先进制造工程训练_湖南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.FMS的加工能力由其（）决定。
参考答案:加工系统2.多轴机床是指至少具备（）根坐标轴，且至少有一根旋转轴的数控机床。
参考答案:43.对机器人进行示教时,模式旋钮打到示教模式后,外部设备发出的启动信号仍有效。
（）参考答案:错误4.换刀点应设置在被加工零件的轮廓之外，并要求有一定余量。
参考答案:正确5.辅助功能指令M05代表：( )参考答案:主轴停止6.增材制造有以下哪些技术优点( )参考答案:特别适合于传统方法无法加工的极端复杂几何结构。
_非常适合于小批量复杂零件或个性化产品的快速制造。
_能够满足航空武器等装备研制的低成本、短周期需求。
_不需要传统的刀具、夹具、模具及多道加工工序。
7.熔融沉积制造法是利用光敏树脂为原材料。
参考答案:错误8.数控机床有不同的运动形式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标方向，编写程序时采用( )的原则编写程序。
参考答案:分析机床运动关系后再根据实际情况9.工业机器人按作业任务的不同可以分为焊接、（）等类型机器人。
参考答案:装配_上下料_喷涂_码垛10.常用的逆向工程可以获得实物原型的（）。
参考答案:数字化模型11.本课程所用3D扫描仪可以扫描对激光形成（）的对象。
参考答案:漫反射12.信息系统的主要任务是（）。
参考答案:向FMS的加工系统、物流系统提供全部控制信息并进行过程监视，反馈各种在线检测数据，以便修正控制信息，保证安全运行_组织和指挥制造流程，并对制造流程进行控制和监视13.逆向工程可以生产出与目标产品（）的产品。
参考答案:相似的_相近的_相同的_完全不同的14.逆向工程的特点有（）。
参考答案:成本低_周期短_风险小15.3D激光扫描仪扫描的结果称为（）。
参考答案:点云_面片16.逆向工程只能用于生产与目标产品相同的产品。
参考答案:错误17.逆向工程只能得到与目标产品“形似”的产品。
工业从智慧工厂到智能生产
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实现方式：智能生产通过数字化技术实现生产过程的可视化、可控制和可优化，通过智能化技术实现生产过程的自动化、智能化和高效化。
单击此处输入你的项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简赅的意阐述你的观点。
建立产业联盟：联合产业链上下游企业，共同推动智能生产的发展
加强政策支持：政府应加大对智能生产的支持力度，推动产业协同发展
优化产业布局：通过优化产业布局，提高产业链的协同效应
促进产学研合作：加强企业、高校和科研机构之间的合作，共同研发智能生产技术
未来工业的发展趋势与展望
数字化转型：工业4.0时代将实现全面的数字化转型，包括生产、供应链、销售等各个环节。
人才培养与引进：加强人才培养和引进，提高员工素质和技能水平
创新合作与发展：加强企业间合作与创新，推动智能生产技术的发展和应用
从智慧工厂到智能生产的转型策略
明确转型目标：制定明确的转型目标，包括提高生产效率、降低成本、优化资源配置等。
分析现状：对现有工厂和生产流程进行全面分析，找出存在的问题和瓶颈，为制定转型策略提供依据。
汇报人：
工业从智慧工厂到智能生产
目录
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智慧工厂的发展历程
智能生产的定义与特点
智能生产在工业中的应用
智能生产的优势与挑战
从智慧工厂到智能生产的转型策略
添加章节标题
智慧工厂的发展历程
工业4.0时代背景下的产物
物联网、大数据、人工智能等技术的广泛应用
传统制造业转型升级的必然趋势
信息技术与制造业的深度融合
工业4.0时代智慧工厂的“智造”之路
18│HOT POINT TRACK │热点追踪工业4.0时代智慧工厂的“智造”之路长期的工作，所以相互间构建精益的战略合作伙伴关系尤为重要。
4. 自动化自动化是智能制造中谈论得最多的，企业可以通过自主创新，将原来原材料处理的离散型加工方式进行集成，把原来独立的工序通过自动化生产线连接在一起，实行精益式的连续生产，消除了中间环节的上下料、储存和搬运，生产速度和生产效率将提高。
自动化与信息化是实现智能制造投资最大的部分。
随着技术的进步和人力成本的提高，自动化是个不可逆转的趋势。
对于不同的行业不同的企业，有的有成熟的自动化方案，有的则没有，企业需要结合自身情况来规划自动化方向。
从投资回报最大、最容易实现的部分做起，当然还要结合前面所讲的标准化和模块化，并且满足精益生产的要求。
5. 生态化企业的竞争正在从单个企业之间逐渐向供应链之间乃至生态系统之间的竞争转变。
凯文.凯利在《失控》中写道：“大企业之间的结盟大潮，尤其在信息和网络产业当中，是世界经济日益增长的共同进化的又一个侧面，与其吃掉对手或与之竞争，不如结成同盟——共生共栖……控制的未来是：伙伴关系、协同控制、人机混合控制，人类与我们的创造物一起共享控制权。
”当前工业4.0、智能制造、“互联网+”正在世界范围的制造行业内大行其道，但真正能够有效地实行者寥寥。
因为智能制造和智慧工厂，都有自己的实施条件和路径，没有捷径可走，行业不同、企业不同，道路都会不同。
对于不同的行业和不同的企业来说，由于市场需求模式不同、产品工艺不同、管理基础不同等，侧重点有所不同而已，但总能从中找出几条通往智能制造的可行之路。
简单讲来，智慧工厂的“智造”之路可参考下面几点来实施：1. 精益化精益生产，最早就是面向多品种小批量的个性化需求而设计的，其两大支柱就是“准时化”与“智能自动化”。
至今为止，精益已经演变为一种涉及营销、研发、供应链、生产、流程乃至创业的全价值链的精益管理理念和方法，带动了全球产业的转型，从制造业到服务业，她所追求的“创造价值消除浪费”的思想、方法和工具促进了生产资源的优化配置，获得质量、效率和反应速度的快速提升。
2020年智慧树知道网课《大话机器人》课后章节测试满分答案
绪论单元测试1【判断题】(1分)2008年金融危机后，各国为提振经济以及在新一轮工业革命中占据制高点，纷纷提出了再工业化战略。
其中最著名的就是德国提出的工业4.0（Industrie4.0）。
A.错B.对2【多选题】(1分)从工业1.0到4.0其主要技术特征是（）。
A.网络化B.信息化C.自动化D.机械化3【单选题】(1分)工业4.0的核心技术是（）。
A.信息物理系统B.生物信息系统C.生物化学系统D.数字网络系统4【多选题】(1分)下列属于服务机器人的有（）。
A.智能护理机器人等B.消防救援机器人C.智能型公共服务机器人D.手术机器人5【判断题】(1分)制造业数字化、网络化、智能化（即智能制造）是新一轮工业革命的核心。
A.错B.对6【单选题】(1分)美国的基础教育领域中，机器人教育主要由（）种形式组成。
A.2B.5C.4D.37【多选题】(1分)我国中小学机器人实践教育的主要模式有（）。
A.竞赛模式B.实践教育C.素养培训D.兴趣小组8【判断题】(1分)国际上机器人公开赛，面向大学生最有影响力的是机器人足球竞赛。
A.错B.对9【多选题】(1分)新型学科专业的核心是（）。
A.理论化B.数字化C.信息化D.智能化10【判断题】(1分)机器人正在从工业应用型向服务型转变。
A.错B.对第一章测试1【单选题】(1分)中国古代先哲们发明的机器人，被称作？A.器B.偶C.机器D.机2【单选题】(1分)“机器人”和“机器人学”现已成为科学术语在各种专业教材和学术著作中使用，但它们最早却出自？A.演员B.科幻小说家C.演说家D.匠人3【单选题】(1分)创造“机器人”和“机器人学”两个名词的作家卡雷尔·恰佩克是哪国人？A.德国B.美国C.捷克D.英国4【单选题】(1分)“Robotnik”为波兰语，原意为？A.地主B.奴隶C.作家D.家人5【判断题】(1分)尽管机器人三定律及其补充定律是为推动科幻小说故事情节发展而出现，但对推动机器人发展也具有一定的现实意义。
工业4.0下的智能制造和职业教育
中国制造2025
武汉华中数控股份有限公司
《中国制造2025》出台 明确制造强国路线图
中国制造2025
武汉华中数控股份有限公司 高档数控机床和机器人领域既要重点发展又要为其他领域提供制造装备
中国制造2025
智能化
数字化
自动化
电气化
进而工业4.0（智能化）的串行发展，而应该是工业2.0、工业3.0和工业4.0并行发展的 道路。
本质是基于“信息物理系统（CPS）”实现“智能工厂” 核心是动态配置的生产方式，首要目标是工厂标准化
设备
客户
信息物理系统 CPS 信息物理系统 CPS
库存
产品
由传感器、嵌入式终 由传感器、嵌入式终 端系统、智能控制系 端系统、智能控制系 统、通信设施等组成 统、通信设施等组成
生产线
供应链
武汉华中数控股份有限公司
时间
电话 电报 武汉华中数控股份有限公司
目标：人在大数据支持下的智慧决策
计算机辅助可视化----》计算机辅助智能---》人工智能专家系统
武汉华中数控股份有限公司
世界各国在国际制造业产业链中的位置
美国、德国等
高端
品牌 核心技术 标准/专利
大规模集成电路芯片、关键元 器件等、高端消费类电子产品
韩国、日本等 中端
德国工业4.0
“工业4.0”的四大主题：智能工厂、智能生产、智能物流、智能服务
武汉华中数控股份有限公司
德国工业4.0
“工业4.0”提供智能服务的新模式
核心：CPS系统（通过协同计算元部件来控制各种物理实体的系统）； 智能服务：智能产品+状态感知控制+大数据处理，将改变产品的现有销售和使用模式，增加网上租用、
《智能制造概论》智能工厂和智能生产
服
EtherCAT
EtherCAT
驱
动
器
电缆 伺 服 电 机
239
3 ) 执行层级(Operation Level)
ISA 95 Level2 定 义 了 监 视 和 控 制 物 理 过 程 的 活 动 ，其 任 务 是 实 现 对 生 产 过 程 进 行 监 测 (Monitoring)、监控(Supervisory Control)和自动控制(Automatic Control)。
221
第4章 智能工厂和智能生产
【导读】本章阐述了从数字化工厂到智能化工厂的发展过程， 总结了智能 工厂的基本特征，从工厂自动化的标准化层级结构出发，介绍了智能工厂 的架构、赛博物理融合生产系统的构成，特别是从技术集成和应用功能实 现的角度，讨论了在智能工厂中的横向、纵向和端到端的3大集成的技术实 现，以及在智能生产系统中动态感知、实时分析、自主决策和精准执行4项 功能应用技术，介绍了多个智能工厂、智能生产具体场景和智能制造过程 实现过程的实例。
厂能够以最少的干预来适应 计划和产品的变化。
【图例】智能工厂的主要特性[来源：德勤咨询]
229
4.2 智能工厂的核心与构成
4.2.1 数字化工厂
1．数字化工厂的概念 数字化工厂主要涉及产品设计、生产规划与生产执行3大环节
基于3维建模的产品设计
工艺仿真使能的生产规划
实时数据联通的生产执行
230
2．数字化工厂的构成
4.2.3 工业4.0三大集成的技术实现
1. 纵向集成和网络化制造系统的技术实现
纵向集成和网络化制造系统将工厂或设备的 所有要素，依据“ANSI ISA-95企业控制 系统集成”标准的5层级结构，从现场层级 的底层感知和执行设备开始，通过控制层级 的PLC和操作层级的SCADA/HMI/DCS等， 连接到企业顶层管理层级的MES和ERP，构 建成一个网络化制造系统，从而实现各个资 源要素的纵向贯通和集成。
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智能工厂
中央计算机
智能手机
PC
A6188
智能卡
90%的计算机 都是嵌入式
1个计算机： 多个用户 1个计算机： 1个用户
多个计算机：1个用户
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的架构
——基于物联网和服务互联网
服务互联网
智能物料 APP平台
基于语义的PLM、 ERP、QMS、ERP
制造业存储了超过其他工业部门的数据 从2010年以来新产品数据达到接近2艾字节（216
）
仪器仪表产品 供应链管理系统 产品全生命周期系统
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
工业4.0下的产品特点
——集成了信息存储、传感、无线通信功能
产品是信息载体
产品在整个完整的供应链和生命周期中都一直 带有自身信息
——德国高科技战略计划首位
“工业4.0” 研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术 部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子 公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已 上升为国家级战略。德国联邦政府投入达2亿欧元。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
Industry 4.0
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
智慧工厂中的智能装配
DFKI研发的抽象产品记忆系统用于自适应抓取和智能产品装配
在头部安装立体 相机，在手臂靠 近物体的地方安 装3D摄像头
机器人利用左手内部天线从产品内存中读 取尺寸、重量和加持点，同时机器人能够 从信息物理系统中获得产品装配说明书
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
实体世界
虚拟世界
制造设备
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
产品
工业4.0两个重要的内涵 服务
传感器
传感器
传感器
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
传感器
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
基于物联网与服务的智能 智能化环境 环境发展过程
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
“工业4.0”概念的产生
德国政府提出“工业4.0”战略，并在2013年4月的汉诺威 工业博览会上正式推出，其目的是为了提高德国工业的竞 争力，在新一轮工业革命中占领先机。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
4.1 工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0
智慧工厂 APP平台
信息物理生产系统
物联网
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智能产品 APP平台
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的流程
——基于云安全网络
智慧工厂2…N 智慧工厂1
智能物料
机床间通信
智能 … 智能
机床1
机床2
面向机床的APP平台
信息物理生产系统
智能产品
云安全网络
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
4.1 工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0 两大主题：智慧工厂、智能生产 三个设想：产品、设施、管理
产品：集成有动态数字存储器、感知和通信能力， 承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必 需信息
设施：由整个生产价值链所集成，可实现自组织 管理：能够根据当前的状况灵活决定生产过程
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的布局
——面向服务的工厂系统布局
硬件无关 抽象服务
服务库
现场层
硬件相关 设备控制
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的车间 ——基于无线、RFID、传感器和服务的架构
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0
“工业4.0”概念的一个比较统一 的阐释是继机械化、电气化和 信息技术之后，以智能制造为 主导的第四次工业革命。主要 是指基于信息物理融合技术（ CPS），将制造业向智能化转型 ，实现集中式控制向分散式增 强型控制的基本模式转变，最 终建立一个高度灵活的个性化 和数字化的产品与服务生产模 式。
工业4.0下的多模式交互
语音
图形/视觉
手势
多模式交互
现眼代设球计跟与集踪成制造技术教育部重点实验室肢体动作
面部表情 身体语言
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂中的增强现实技术
工业环境
佩戴谷歌眼镜的工人
工具
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
以人为中心的基于信息物理系统的智能工厂辅助系统
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2010 年4月30日，5 月3日出厂
请握中间
已经打开2分 钟了，请盖上
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0时代发展机遇
如何把握工业4.0大趋势，利用国内传统工业急 需升级和创新有利时机，发挥作用，迎接工业智 能化时代的到来？
基于上下文的自适应 故障诊断辅助工具
基于肢体动作的物理 辅助
移动式个性化自适应 的辅助导航系统
基于位置的维护和规 划辅助工具
基于虚拟现实/增强 现实的复杂工作流程
辅助管理工具
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
多模式的人机交互
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
工业4.0下的数据挖据与知识发现
——大数据
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
4.1 工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0 两大主题：智慧工厂、智能生产
智慧工厂
重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式 生产设施的实现
智能生产
主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打 印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用等
-------从“制造”到“智造”新时代的到来
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
引言 12月1日至2日，工业和信息化部部长苗圩一行赴
江苏省调研两化融合工作情况。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
12月5日-8日，以“众 创、众包、众需”为主 题的第七届全国3D大 赛暨3D大会在江苏常 州拉开帷幕，持续四天 的3D全产业链盛宴， 将共谋网络智能智造， 共享两化深度融合，共 推工业4.0落地，共同 呼唤“工业阿里”。