智能制造——走进第四次工业革命
第四次工业革命的发展历程
第四次工业革命的发展历程第四次工业革命是指以信息技术为核心，融合了人工智能、大数据、物联网等新兴技术的一次全球性的产业变革。
下面将从技术发展、应用场景和影响三个方面，来探讨第四次工业革命的发展历程。
一、技术发展1. 人工智能：在第四次工业革命中，人工智能成为最具代表性的技术之一。
机器学习、深度学习等技术的发展，使得计算机能够模仿人类的思维过程，实现自主学习和决策。
人工智能的应用范围涵盖了医疗、金融、交通等各个领域。
2. 大数据：随着互联网的普及和技术的进步，数据的产生和存储呈现爆发式增长。
而大数据技术的出现，使得人们能够处理和分析这些海量的数据，从中发现有价值的信息。
大数据在商业决策、市场营销等方面有着广泛的应用。
3. 物联网：物联网是指通过各种传感器、无线通信技术将物理设备与互联网连接起来，实现设备之间的互联互通。
物联网的出现，将现实世界与虚拟世界相连接，为人们提供了更加智能化的生活方式。
智能家居、智慧城市等都是物联网的典型应用场景。
二、应用场景1. 智能制造：第四次工业革命将制造业与信息技术相结合，实现了智能制造的突破。
通过物联网、人工智能等技术，实现设备之间的自动化协调和智能化生产，提高了生产效率和产品质量。
2. 无人驾驶：随着人工智能和物联网技术的发展，无人驾驶成为可能。
无人驾驶汽车通过传感器和算法，实现对周围环境的感知和决策，使得车辆能够自主行驶。
无人驾驶技术的应用，将极大地改变交通运输和出行方式。
3. 医疗健康：第四次工业革命为医疗健康领域带来了巨大的变革。
通过人工智能和大数据等技术，医疗设备能够实现更加精准的诊断和治疗，提高了医疗效果和患者体验。
同时，远程医疗、健康监测等技术也得以广泛应用。
三、影响1. 经济发展：第四次工业革命的到来，将带动新兴产业的兴起，推动经济的发展。
人工智能、物联网等技术的应用，将催生出大量的新产业和新业态，为经济增长提供了新的动力。
2. 就业形势：第四次工业革命对就业形势产生了深远的影响。
四次工业革命的标志
四次工业革命的标志This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020四次工业革命的标志四次工业革命的标志第一次工业革命的主要标志是机械化，即机器生产普遍取代手工劳动；第二次工业革命的主要标志是电气化，即电力的广泛应用；第三次工业革命的主要标志是自动化（数字化），即计算机、网络等信息技术的兴起；第四次工业革命的主要标志是智能化（信息化），即信息技术的升级创新与应用。
从18世纪中叶以来，人类经历了三次科技革命：第一次科技革命，以18世纪末蒸汽机的发明和应用为主要标志。
这次科技革命使社会生产力发生了革命性的变革，以机器大工作代替工场手工业，使人类进入机器时代。
第二次科技革命，是在19世纪末到20世纪初发生的，以发电机和电动机的发明和应用为主要标志，它把社会的工业化提高到一个崭新阶段，使社会生产力进入电力时代。
第三次科技革命发生于20世纪中期，以原子能、电子计算机和空间技术的发展为主要标志。
人类面临的这一新科技革命，将使世界发生前所未有的深刻变革。
它以信息科学、生命科学、材料科学等为前沿，以计算机技术、生物工程技术、激光技术、空间技术、新能源技术和新材料技术的应用为特征，把人类社会推进到信息时代。
第四次工业革命，是以互联网产业化，工业智能化，工业一体化为代表，以人工智能，清洁能源，无人控制技术，量子信息技术为主的全新技术革命。
这是一场全新的绿色工业革命，它的实质和特征，就是大幅度地提高资源生产率，经济增长与不可再生资源要素全面脱钩，与二氧化碳等温室气体排放脱钩。
以历史视角观察，用工业化的角度观察，使我们清晰地认识到，世界第四次工业革命，即绿色革命已经来临。
绿色工业革命的目标首先是实现碳排放的“脱钩”，这包括三方面的内容：一是促使已有的“黑色”或“褐色”能源“绿化”，即采用能耗更低、更清洁的方式使用化石能源，使单位能耗的污染强度下降；二是促使化石能源的使用与经济产出之间“脱钩”，尽量减少化石能源在经济生产和消费中所占的比重；三是促进非化石能源、可再生能源、绿色能源的大幅上升，并促进这类能源的利用最终占据主导地位。
第四次工业革命——概述、挑战机遇及对策建议
第四次工业革命——概述、挑战机遇及对策建议第四次工业革命（详细提纲）一、概念（一）四次工业革命概述1.第一次工业革命18世纪60年代至19世纪中期，通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为第一次工业革命。
这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动，经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。
2.第二次工业革命19世纪后半期至20世纪初，在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为第二次工业革命。
这次工业革命，通过零部件生产与产品装配的成功分离，开创了产品批量生产的新模式。
3.第三次工业革命始于20世纪70年代并一直延续到现在，电子与信息技术的广泛应用，使得制造过程不断实现自动化，可称为第三次工业革命。
自此，机器能够逐步替代人类作业，不仅接管了相当比例的“体力劳动”，还接管了一些“脑力劳动”。
4.第四次工业革命未来10年，基于信息物理系统（Cyber-Physical System，CPS）的智能化，将使人类步入以智能制造为主导的第四次工业革命。
产品全生命周期和全制造流程的数字化以及基于信息通信技术的模块集成，将形成一个高度灵活、个性化、数字化的产品与服务的生产模式。
（二）第四次工业革命的主要内涵1.核心CPS（Cyber-Physical System）CPS（信息物理系统）包容了与工业相关的智能电网、智能产品、智能（生产）建筑、智能调配和智能物流等内容，它将工厂的所有智能机器、存储系统和生产设施集成在一起建立网络。
CPS 可将所有相关的物理设备（在世界范围内）连接到互联网上，使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等功能。
由于CPS 有互联网支持，它创造出智能产品、智能生产程序与过程，构建起新的智能工厂。
国内已有的“物联网”但远远不是这个“物联网”。
但是国内已有的互联网成果有可能被引用到中国的CPS 中来，腾讯的微信、马云的淘宝、百度的中文搜索都可以在第四次工业革命中发挥作用。
第四次工业革命“工业4.0”
第四次工业革命——“工业4.0”随着制造业再次成为全球经济稳定发展的驱动力，世界各主要工业国家都加快了工业发展的步伐：从美国的“制造业复兴”计划到德国的“工业4.0”战略，再到中国的“十二五”发展规划，制造业正逐步成为各国经济发展的重中之重，引领未来制造业的方向也成为制造业强国竞争的一个战略制高点。
两个多世纪以前，蒸汽机的发明带来的第一次工业革命开启了农业社会向工业社会的转变。
20世纪初期，随着电力的应用、劳动分工和大规模生产的出现，拉开了第二次工业革命的大幕。
20世纪70年代后，随着自动化技术的出现，开创了第三次工业革命。
前三次工业革命源于生产的机械化、电气化和信息化改造。
当前，随着信息物理系统（Cyber-physical System，简称CPS）在制造业中的推广应用，正在引发第四次工业革命。
“工业4.0”概念就是以数字制造为核心的第四次工业革命，工业革命的历史如图1所示。
“工业4.0”首先是由德国工程院、西门子公司等产学界领袖联合提出的，被德国政府确定为《高技术战略2020》十大未来项目之一，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，并于2013年9月在上海工博会上推介给中国市场。
该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，西门子公司也已经开始将这一概念引入其工业软件开发和生产控制系统中。
提高生产力、缩短产品上市时间、采取更灵活的生产模式以及提高资源和能源利用效率，是全球工业面临的挑战，也是“工业4.0”提出的未来制造业的目标。
为了实现这种先进的生产模式，需要融合现实生产和虚拟生产的技术，基于大数据、互联网、人，通过数字化工程、数字化制造等各种信息技术实现柔性制造，经济高效地满足客户个性化的定制需求。
未来工厂的智能化程度将很高，这种智能将通过使用微型化处理器、存储装置、传感器和发送器来实现，这些装置将被嵌入几乎所有的设备、半成品和材料以及用于组织数据流的智能工具和新型软件中。
第四次工业革命和智能时代
第四次工业革命和智能时代文 褚君浩第四次工业革命18世纪，第一次工业革命起源于英国，以机械化为特征。
当时先有蒸汽机，随着技术和性能的不断提高，大机器生产取代手工劳动，整个世界开始走入机械化时代。
进而，生产力得到解放和发展，出现拥有资产的阶层，改变了世界的面貌；劳动力从农村走向城市，开始了城市化的进程。
19世纪，第二次工业革命开启，以电气化为特征。
由于在实验室里面发现电磁学规律，从而发明了电动机和发电机。
当时，美德两国处于领先地位，电力的广泛应用及石油的大量开采，将科学技术成就循序运用到生产中，推动了世界经济的迅速增长，进一步改变了人民的生活方式。
垄断资本影响国家和世界的政治和经济生活，加强了世界联系，同时带来了环境污染。
工业革命是技术和科学交叉推动，科学推动技术，技术转化为应用，应用对技术提出要求，技术要解决问题，又想办法从科学上来解决，以此循环。
比如，第一次工业革命是从技术开始，然后到科学，再到技术。
第二次工业革命就不一样了，完全是从科学开始，然后到技术再到科学。
20世纪，第三次工业革命，以信息化为特征。
从科学出发到技术再到科学，由此发展。
通过原子物理、量子力学、固体物理、现代光学和半导体科学规律的发现，使得人们在半导体晶体管、集成电路、激光、光纤、电磁波、巨磁阻效应等方面，得到了技术性的发展，进而促进了电子技术、微电子技术、原子能技术、光学技术、新材料技术、信息技术等一系列新兴产业的发展。
那么，新的工业革命驱动力是什么？1.能源和环境问题突显，全球可持续发展面临巨大压力。
过去北冰洋都是冰，北极熊觅食时，在冰上打个洞，鱼游过来，就可以捞鱼吃。
可是，随着冰川融化，没有地方打洞，最终造成大熊吃小熊，这也是人们去旅游时能看到小熊骨骼的原因。
倘若北极格陵兰岛冰盖全部融化，海平面将上升7.2米！对上海来说，浦东海拔高度和海平面距离不到2米，浦西只有3到4米。
如果海平面上升7.2米，意味着浦东要全部浸到水里去了。
工业4.0
工业4.0是指以国际智能化计算机系统主导的第四次工业革命。
自第三次工业革命以来，传统的制造技术一直占据制造业的主导地位来支撑发展，虽然传统技术给人类社会带来了巨大的发展，但随着人类科学技术的进步，其弊端问题也相应出现，如生产效率低，资源浪费等，因此工业4.0也呼之欲出来实现对传统制造业的转型升级。
相比于其他三次工业革命，工业4.0的本质是以现代机械化，智能化和信息化技术为基础，实现智能化生产线的建设来解决上述提到的一系列问题。
与其他三次工业革命的比较如表一目前世界各发达国家都有自己的工业4.0发展规划，但德国凭借在机械和装备制造业的强大实力而倍受关注，其工业4.0也受到世界瞩目。
德国工业4.0的主要内容为“一个核心”、“两重战略”、“三大主题”和“八项举措，具体如下：一个核心：“智能化+网络化”它通过虚拟实体系统( Cyber-Physical System, CPS)建立智能工厂,实现智能制造。
两重战略：利用“领先的供应商战略”“领先的市场战略”来增强制造业的竞争力。
三大主题：一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D 技术在工业生产过程中的应用等。
该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者；三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。
八项措施:实现技术标准化和开放标准的参考体系;建立模型来管理复杂的系统;提供一套综合的工业宽带基础设施;建立安全保障机制;创新工作的组织和设计方式;注重培训和持续的职业发展;健全规章制度;提升资源效率。
德国“工业4. 0”的发展目标一方面是要消除工业控制与传统信息管理技术之间的距离,另一方面是要建设智能工厂并进行智能生产。
智能制造：第四次工业革命
智能制造：第四次工业革命随着科技的不断进步和人工智能的快速发展，智能制造正成为推动第四次工业革命的重要力量。
智能制造是指利用先进的信息技术和智能化设备，通过数据分析和自动化控制，实现生产过程的智能化和自动化。
它将改变传统制造业的生产方式和商业模式，为企业带来巨大的竞争优势和经济效益。
一、智能制造的核心技术1.物联网技术：物联网技术是智能制造的基础，通过将传感器、设备和产品连接到互联网，实现设备之间的信息交互和数据共享。
物联网技术可以实现设备的远程监控和管理，提高生产效率和质量。
2.大数据分析：大数据分析是智能制造的关键技术，通过对海量数据的收集、存储和分析，可以发现隐藏在数据中的规律和价值。
大数据分析可以帮助企业优化生产计划、预测市场需求、提高产品质量和降低成本。
3.人工智能：人工智能是智能制造的核心技术，通过模拟人类的智能和学习能力，实现机器的自主决策和智能化操作。
人工智能可以应用于机器视觉、自动控制、自动化装配等领域，提高生产效率和灵活性。
二、智能制造的应用领域1.智能工厂：智能工厂是智能制造的核心应用领域，通过物联网、大数据和人工智能技术，实现生产过程的自动化和智能化。
智能工厂可以实现设备的远程监控和管理，提高生产效率和质量。
2.智能产品：智能产品是智能制造的重要应用领域，通过嵌入传感器和智能芯片，实现产品的智能化和互联网连接。
智能产品可以实现远程控制和监测，提供个性化的服务和用户体验。
3.智能供应链：智能供应链是智能制造的关键应用领域，通过物联网和大数据技术，实现供应链的可视化和智能化。
智能供应链可以实现实时的物流跟踪和库存管理，提高供应链的效率和灵活性。
三、智能制造的优势和挑战1.优势：智能制造可以提高生产效率和质量，降低成本和能源消耗，提高产品的个性化和用户体验。
智能制造还可以实现生产过程的可追溯和可持续发展，为企业带来巨大的竞争优势和经济效益。
2.挑战：智能制造面临着技术、人才和安全等方面的挑战。
第四次工业革命用例
第四次工业革命用例
第四次工业革命发生在现在，以人工智能技术为代表，将整个世界推入了智能化时代。
以下是一些第四次工业革命的用例：
1.智能化制造：利用人工智能、大数据和物联网等技术，实现制造过程的智能化和个性化。
例如，智能化的生产线可以自动完成复杂的装配和检测过程，提高生产效率和产品质量。
2.无人驾驶：通过传感器、雷达、摄像头和人工智能等技术，实现车辆的自主驾驶。
无人驾驶技术可以应用于出租车、公共交通、物流运输等领域，提高交通效率和安全性。
3.智能家居：利用物联网和人工智能等技术，实现家庭设备的互联互通和智能化控制。
例如，智能家居系统可以根据用户的需求自动调节室内温度和照明，提供更加舒适和节能的居住环境。
4.智能客服：利用自然语言处理和人工智能等技术，实现机器自动回答用户的问题和提供服务支持。
智能客服可以大大提高客户服务的效率和满意度，降低企业的人工成本。
5.智能医疗：利用人工智能、大数据和物联网等技术，实现医疗服务的智能化和个性化。
例如，智能医疗系统可以根据患者的病情和病史，自动提供诊断和治疗方案，提高医疗质量和效率。
以上用例只是第四次工业革命的一部分，随着技术的不断发展和创新，未来还将有更多的应用场景和用例出现。
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时间
目标：建立一个高度灵活的个性化、数字化产品与服务的生产模式
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”，制造业将成为信息产业的一部分。
互联网
产能过剩
新技术
老龄化
人类工业史三次工业革命使得人类发展进入了 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成本
欧盟“智能工厂”研发团 队FRAME采用世界上最 先进的创新型传感网络技 术和人机交互技术，开发 出具有自我意识、自我学 习和自我适应能力的智能 型自动控制系统。 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2014 年 6月推出“工业4.0 试点基地”项目， 应用于部分芯片生产。其智能卡与安全事业部全球总裁 Stefan Hofschen认为在工业4.0时代，安全市场也会增长。
实施工业4.0后将在多个领域带来的变化
去人力化
•
降低了人员的使用数量，降低了人力成本占比 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
物联网
物联网（Internet of things）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。
技术基础
信息物理系统
信息物理系统（CPS, Cyber-Physical Systems）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、安全性和执行 效率。
新一代信息技术
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
《中国制造2025》
高档数控机 床和机器人 航空航天装 备 海洋工程装 备及高技术 船舶 先进轨道交 通装备
十大重点领域
工业4.0概念下涵盖的发展方向
1
工业基础：自动化设备、工业软件、数据安全、工业通信、 机器人等 2 3 4 物联网：智能电网、智能仪器仪表、二维码、智能安防等
工业4.0典型案例
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
• 宝马公司在中国沈阳的铁西工厂 在冲压、车身、涂装和总装四大 车间内全面实施了工业智能化。 • 车身车间通过使用智能机器人和 工业电脑控制技术，能效得到显 著提升。 • 机器人热能回收技术更可每年节 约超过780万度电。 • 汽车制造最耗能的涂装环节（约 占汽车制造能耗的70%），实现 节水30%，节能40%，减排20%。 • 相比传统液压机，华晨宝马铁西 工厂的告诉冲压机生产效率提升 超过70%，节能50%。 • 截止2014年底，宝马集团在全球 使用的生产能耗中，来自于可再 生使用的比例首次达到51%。
趋势——工业的进击之路
黑客帝国
跨界打击
新的商业模式
云工厂
智能服务
数据服务
射频识别
智能生产
• 智能工厂的车间
——基于无线、RFID（无线射频识别芯片）、传感器和服务的架构
智能工厂和智能生产集成了信息存储、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
我生产于2010年4月30日， 5月3日出厂
3.
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
垂直集成和网络化的制造系统
• 在智能工厂中，制造结构将不是固定和事先定义好的，信息技术组合规则为不同情况自动形成特定结构。 1. 2. 3. 确保调节器和传感器通讯顺畅 开发工厂模块以及重新使用战略 领导者和操作者需要接受培训
通过采用机器人、无人搬运机、无人工厂等人工智能技术，实现智能工厂的建设，大幅度提升企业成本竞争了，同时创造更多的服务与 软件行业岗位。
自1956年“人工智能”被提出以来，经过50多年的发展，“人工智 能”取得了长足的发展，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发展。
两个战略
应 领
需要加强制造技术和信息 技术的融合，依靠物理网 络系统作为向工业4.0迈进 的部分战略，使用技术来 创造新价值网络。
商 先
战 的 略 供
把现存的大规模任务
和中小企业同步整合 在新的价值网络中。
市 场 领 先 的
要求在不同厂址的商
务间的紧密联系，并 且需要不同企业间的
战
略
工业4.0典型案例 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，2014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
案例：海尔新能源互联工厂.flv
工业4.0典型案例 Amazon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-$9亿的物流成本 • 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
总体概念
总体概念
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型
两大主题
一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生 产设施的实现 二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技 术在工业生产过程中的应用
高度灵活性／大规模定制
P2P的客户关系 分布式／地区化
实施工业4.0后将在多个领域带来的变化
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 更加简单、便利的人机交互使得工人得以快速使用新技术 自动机器人使日常运营需要的工厂更少
快速迭代推出新产品
能力的大幅提升
资产周转
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
好好整
互联网+ “智能制造2025”
必须的必！！！
中国制造2025十大重点领域
与传统的规划相比，《中国制造2025》的主 要突出之处包括： 1、突出了创新驱动发展的战略，始终将创 新作为核心竞争力； 2、贯穿应对新一轮的科技革命和产业革命 的内容，通过这个规划实现从工业2.0、工业 3.0到工业4.0的跨越式发展； 3、采取重点突破（右图十大领域）的战略。 《中国制造2025》明确，大力推动重点领域 突破发展，聚焦新一代信息技术产业、高档 数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工 程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、 节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、 新材料、生物医药及高性能医疗器械等十大 重点领域。
工业4.0 开始应用信息物理融 合系统（CPS）
复 杂 度
第 四 次 工 业 革 命 人 机 物 互 联 互 通
工业1.0 创造了机器工厂的 “蒸汽时代”
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”
信息物联系统 蒸汽机 电力广泛应用 18世纪末 20世纪初 1970年代初 今天 自动化、信息化
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
1. 2. 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。
技术基础
ICT
ICT 是 信 息 、 通 信 和 技 术 三 个 英 文 单 词 的 词 头 组 合 (Information Communication Technology，简称ICT) 。它是信息技术与通信技术相 融合而形成的一个新的概念和新的技术领域。 近二三十年来，德国制造业已成功地利用信息通信技术（ICT）实现对工 业生产过程的管理——如今，大约90%的工业生产过程已应用ICT技术
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
社会老龄化
互联网的高度发展 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