工业4.0的八大关键
智能制造战略：工业4.0的关键要素
智能制造战略：工业4.0的关键要素3工业4.0是工业生产范式的全新革命，是信息化、智能化、网络化和柔性化的深度融合。
与传统的工业生产相比，工业4.0更注重生产过程的智能化和自动化，利用数字化技术和网络化平台，实现智能化制造和快速响应市场需求。
在工业4.0的背景下，智能制造战略成为企业的重要发展方向。
德国的西门子公司在智能制造战略方面积极探索和实践。
该公司在生产制造过程中引入人工智能、物联网、大数据等前沿技术，加速数字化制造，提高生产质量，并实现了高度自动化的生产过程。
西门子公司利用数字化技术和网络化平台，在产品生命周期内以数据为驱动，实现了整个供应链的可视化、全面的过程控制和优化，从而提高生产效率和降低成本。
1.智能化生产过程智能化是工业4.0的核心，是实现智能制造的关键要素。
智能化生产过程包括智能化的设备、传感器、自动化控制等关键技术和软件平台。
企业通过实现智能化制造过程，能够提高生产效率和生产质量、降低生产成本、提升客户体验，进而提高企业的竞争力。
2.物联网和数据驱动工业4.0的核心，是以物联网为基础，通过数据的采集、分析和应用，实现生产流程的开放和智能化。
物联网是数字化制造的基础架构，通过感知性、协同性和自适应性等特征，实现了传统生产企业到智能制造企业的转变。
企业通过物联网实现了物联化、数字化和网络化，并利用数据驱动生产活动，快速响应市场需求，满足客户需求的定制化、多样化和高质量化要求。
3.自适应的制造资源准备自适应的制造资源准备是智能制造的关键。
工业4.0实现了可编程制造资源和智能自适应的制造资源管理，企业可以通过智能化的设备来满足不同的生产需求。
自适应的制造资源准备可以实时控制生产线，优化传输、加工和质量控制流程。
通过自适应的制造资源准备，企业可以减少投入资源和对人力的依赖，从而提高生产效率和降低生产成本。
4.优化供应链管理供应链是数字化制造中至关重要的模块。
数字化供应链有利于实现供应商与采购方之间的通信与协调合作，同时也可以实现销售与客户之间的紧密连接。
“工业4.0”综述
“工业4.0”综述本文首先介绍“工业4.0”概念、起源和现状；分析了“工业4.0”关键技术：RFID 技术、无线传感网络技术、AI技术、云计算技术；介绍了“工业4.0”所面临的关键问题及其对于中国制造业的影响；最后展望了“工业4.0”的美好未来。
标签：“工业4.0”；工业革命；德国制造；智能工厂1 引言“工业4.0”是德国在《高技术战略2020》提出的十大未来项目之一。
它是基于传统制造业，互联网及物联网的虚实融合系统，目的在于实现工厂生产智能化，令客户的个性化需求同生产环节无缝对接。
德国总理默克尔指出，未来智能工厂将能够自行运转，机器与元器件将能够自行交流，这就使跨行业的合作成为必须。
她建议，信息业、通信业、制造业等相关行业需要长远规划、增进合作，对彼此抱有好奇心。
2 “工业4.0”发展现状在过去，科学技术经历了三次革命。
而即将到来的第四次工业革命则以工业智能化为代表。
2011汉诺威工业博览会开幕式致辞中，德国人工智能研究中心的Wolf-gang Wahlster教授首次提出“工业4.0”概念。
2013年“工业4.0”被列为德国《高技术战略2020》十大未来项目之一。
美国于2011年提出“先进制造伙伴计划”，并于2012年出台了“先进制造业国家战略计划”。
英国于2011年发布了《英国发展先进制造业的主要策略和行动计划》。
日本亦出台过类似的协同式机器人与无人化工厂发展计划。
2011年4月6日，我国工业与信息化部、科学技术部等5部委以工信部联信〔2011〕160号印发《关于加快推进信息化与工业化深度合作的若干意见》，意见指出要推动生产装备智能化和生产过程自动化，加快建立现代化生产体系。
3 “工业4.0”关键技术3.1 RFID技术（射频识别）RFID是种无线通信自动识别技术，通过无线电识别目标读写数据，无需识别系统与目标间接触，适用各种恶劣环境。
优点在于操作简单快捷，可识别多个标签的高速物体。
3.2 无线传感网络技术（WSN）WSN是大量静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，最终把这些信息发送给网络的所有者。
工业4.0概念
概念:“工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命，在工业互联网的基础上形成信息物理系统（Cyber-Physical Systems,简称CPS）,实现数字化、网络化、智能化技术与制造技术的深度融合，以快速满足客户的个性化需求，实现动态的商业与生产过程，有效提高资源生产率与效率，同时为创造价值与新的商业模式提供新的途径。
[概念的来源]: 工业4.0是2011年德国汉诺威工业博览会上提出的概念，其初衷是提高德国制造业水平，提高德国制造业的竞争力。
若您想详细了解工业4.0战略的要点,请参考以下内容:德国“工业4.0”战略的要点可概括为：建设一个网络、研究两大主题、实现三项集成，实施八项计划。
(一)建设一个网络：信息物理系统网络。
信息物理系统就是将物理设备连到互联网上,让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能,从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。
信息物理系统可以将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起,从而创造物联网及相关服务，并将生产工厂转变为一个智能环境。
这是实现工业4. 0的基础。
(二)研究两大主题：智能工厂和智能生产。
“智能工厂”是未来智能基础设施的关键组成部分，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。
“智能生产”的侧重点在于将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程，从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。
生产流程智能化是实现工业4.0的关键。
(三)实现三项集成：横向集成、纵向集成与端对端的集成。
“工业4.0”将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过信息物理系统形成一个智能网络，使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联，从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。
“横向集成”是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合，是为了实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务；“纵向集成”是基于未来智能工厂中网络化的制造体系，实现个性化定制生产，替代传统的固定式生产流程(如生产流水线)；“端对端集成”是指贯穿整个价值链的工程化数字集成，是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合，这将最大限度地实现个性化定制。
工业4.0的7项技术
“工业4.0”的7个核心工业技术领域与“工业4.0”相关的专利注册总数在短短五年内激增了12倍3D打印非常具有发展前景云计算的专利数目前第一信息物理系统相关专利意想不到的最少“工业4.0”简介“工业4.0”，或者说是第四次工业革命，不仅是德国工业的发展趋势，也是今年世界经济论坛的主题，它可以被看做制造业和工业面向未来的世界性运动。
然而，目前尚不清楚哪种工业技术将引领制造业的未来。
但是通过分析过去六年里的“工业4.0”领域的核心技术，也许可以给予我们启示。
构成“工业4.0”的7个核心工业技术领域不幸的是，对于第四次工业革命没有公认的统一定义，也不确定它究竟包括哪些技术。
但是我们相信以下7项核心技术可以被看做“工业4.0”的支柱：1.信息物理系统（CPS）CPS形式网络通过（无线）传感和驱动，能够应对不断变化的环境，甚至预测物理系统过程的变化。
2.云计算云计算让储存在本地的应用程序或者服务连接到物联网变得可能。
3.大数据分析大数据是指大到那些典型的数据库软件工具无法收集、储存、管理和分析的数据集。
大数据分析方法让工业智能化变得可能，比如说机器学习。
4.（IT）系统安全数据、数据的传播以及所有其它工业系统、机器设备和原件都需要被充分保护，免于遭受网络攻击。
5.增材制造/3D打印增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除－切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。
6.增强现实（HMI）使用增强现实眼镜的工人可以通过远程接受指令来正确装配零件或者协助调试。
7.机器人/人形机器人（HMI）新技术使交互更安全，比如让机器人去人类无法达到的地方执行任务，这些机器人往往被设计成人类的样子。
3种创新驱动力:3D打印、增强现实、大数据因为当前数字化转型、物联网和“工业4.0”等概念炒的火热，我们很难理解目前的创新温床在哪里？IoT Analytics分析了世界范围内从2010-2015年申请的相关专利数，专利数可以看做是创新活动的一个重要指标。
工业4.0
四 工业4.0的智能制造
工业4.0的智能制造
本质 是基于“CPS”实现“智能工厂” 核心 是动态配置的生产方式实现“柔性生产” 关键 是信息技术应用实现生产力飞速发展 愿景 是解决能源消费等社会问题
本质是基于“CPS”实现“智能工厂”
信息物理系统
服务
算法
文档
云
三维模型 工艺数据
…
物理 对象
智慧工厂需要稳定的无线流量、可靠 的安全 策略、 可视化 集中管 控、移 动APP运维， 去支持 物联网 扩展， 实时监 测、自 动调控 办公室 温度、 湿度、 光照等 环境因 素，助 力企业 打造舒 适的智 慧办公 环境， 能方便 及时地 掌握诸 如网络 拓扑结 构、网 络性能 统计、 网络故 障等信 息；可 以实现 移动管 理整个 厂区网 络，随 时随地 网络运 维。统 一管理 全区的 无线AP、楼层 交换机 、IoT 传感器 等，实 现万物 互联； 中心控 制器集 无线AC 、身份 认证、 大数据 收集分 析、上 网行为 管理和 审计、 无线有 线运维 、物联 网平台 于一体 ；员工 办公、 访客网 络和无 线生产 实现三 网安全 隔离， 确保网 络安全 性；无 线生产 网采用 同频组 网技术 ，接入 无线扫 码枪、 无线摄 像头、 移动叉 车、AGV无人 搬运车 等，不 允许其 他终端 接入， 保证生 产网络 的正常 运行； 员工办 公和访 客移动 终端使 用不同 的SSID ，内部 员工通 过账 号密码接入无线网络，PDA等办公移 动终端 使用PSK+MAC地址 白名单 接入网 络，保 证只允 许受信 任的终 端接入
一 工业4.0
横向集成：一级供应商、二级供应商 ，以及 销售商 信息的 无缝对 接。企 业之间 通过价 值链以 及信息 网络所 实现的 一种资 源整合 ，为实 现各企 业间的 无缝合 作，提 供实时 产品与 服务， 推动企 业间研 产供销 、经营 管理与 生产控 制、业 务与财 务全流 程的无 缝衔接 和综合 集成， 实现产 品开发 、生产 制造、 经营管 理等在 不同的 企业间 的信息 共享和 业务协 同。
德国工业4.0(中文版)
把握德国制造业的未来实施“工业4.0”攻略的建议工业4.0工作组德国联邦教育研究部2013年9月【编者按】为了在新一轮工业革命中占领先机，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，“工业4.0”项目在2013年4月的汉诺威工业博览会上被正式推出。
这一研究项目是2010年7月德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一——旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
本文为“德国工业4.0战略计划实施建议”的全文翻译版本。
如有问题和错误，敬请批评指正。
主编：康金城供稿：中国工程院咨询服务中心刘晓龙、郗振宇、高金金、陈守双、占松林、王波、李贞、陈磊联系人：郗振宇联系方式：xzy@ 59300248目录【编者按】 (I)执行摘要 (1)1 引言 (5)2愿景：工业4.0作为智能、网络化世界的一部分 (12)2.1塑造工业4.0愿景 (13)2.2在工业4.0下未来会是什么样子？ (15)2.3新型的商业机会和模式 (17)2.4工作场所的全新社会基础设施 (19)2.5全新的基于服务和实时保障的CPS平台 (20)2.6工业4.0之路 (22)3双重战略：成为领先的市场和供应商 (27)3.1 领先的供应商策略 (27)3.2 主导市场策略 (28)3.3 双重战略及其关键特征 (29)3.3.1 价值网络下的横向集成 (30)3.3.2 全价值链的端到端工程 (30)3.3.3 纵向集成和网络化制造系统 (31)4 需求研究 (35)5 优先行动领域 (39)5.1标准化和开放标准的一个参考体系 (39)5.2管理复杂的系统 (44)5.3为工业提供一个全面宽频的基础设施 (48)5.4 安保是工业4.0成功至关重要的因素 (49)5.5 数字化工业时代工作的组织和设计 (58)5.6培训和持续的职业发展 (62)5.7规章制度 (67)5.8资源效率 (73)6 德国如何与世界其它国家竞争？ (80)7 展望 (91)背景资料： (92)工业4.0战略计划 (92)工业4.0平台 (94)执行摘要德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一，其装备制造行业全球领先。
工业4.0
工业4.0概述一、概念“工业4.0”是德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念。
它描绘了制造业的未来愿景，提出继蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术等三次工业革命后，人类将迎来以信息物理融合系统(CPS)为基础，以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。
“工业4.0”概念在欧洲乃至全球工业业务领域都引起了极大的关注和认同。
前三次工业革命的发生，分别源于机械化、电力和信息技术。
如今，随着物联网及服务的引入，制造业正迎来第四次工业革命。
不久的将来，企业能以CPS(CyberPhysicalSystems，信息物理系统)的形式建立全球网络，整合其机器、仓储系统和生产设施。
[3]迈向工业4.0，将是一个渐进的过程。
为了适应制造工程的特殊需求，现有的基本技术和经验必须加以改变，还必须探索针对新地点和新市场的创新解决方案。
如果成功，工业4.0将提升全球竞争力，并保持制造业继续发展。
[3]二、“工业4.0”三大主题：“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“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“智能物流”，主要通过互联网、物联网、务联网，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。
三、关键点工业4.0有一个关键点，就是“原材料(物质)”=“信息”。
具体来讲，就是工厂内采购来的原材料，被“贴上”一个标签：这是给A客户生产的XX产品，XX项工艺中的原材料。
准确来说，是智能工厂中使用了含有信息的“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部分，所以工业4.0将成为最后一次工业革命。
工业的八大关键
工业的八大关键 Last revision date: 13 December 2020.--摘自《保障德国制造业的未来——关于实施工业4.0战略的建议》发表时间：2014/5/27 来源：互联网关键字：若工业4.0得以成功实现，研发活动将需要与之适应的工业政策的支持。
工业4.0工作组认为，需要在以下8个关键领域采取行动。
若得以成功实现，研发活动将需要与之适应的工业政策的支持。
工作组认为，需要在以下8个关键领域采取行动：（1）标准化和参考架构: 会涉及联网，并通过价值集成几家不同的公司。
如果开发出一揽子共同标准，这种合作伙伴关系将成为可能。
由此，需要一个参考架构来描述这些标准，并促进它们的实现。
（2）复杂系统的管理: 生产和制造系统正日益变得复杂，适当的计划和解释性模型能为管理这些复杂的系统打下基础。
因此，工程师们应该备有开发出这些模型的方法和工具。
（3）一套综合的工业宽带基础设施: 毋庸置疑，高质量的综合通讯是的关键要求。
无论是在德国国内，还是在德国与其他伙伴国之间，宽带基础设施也因此需要进一步大规模拓展。
（4）安全和安保: 安全和安保对智能制造系统的成功至关重要。
确保生产设施和产品本身对人或者环境不造成任何危险，这点非常重要。
同时，生产设施和产品，尤其是它们所包含的数据和信息，都需要加以保护，防止被滥用和未经授权的访问（5）工作的组织和设计: 在智能工厂，雇员的角色将发生引人注目的改变。
越来越多的实时导向的控制，将改变工作内容、工作流程和工作环境。
工作组织以一种社会-技术方法实现，将为员工提供承担重大责任和促进个人发展的机会。
这一旦成为现实，部署合作的工作设计、终身学习的措施，以及启动参考模型课题将变得尤为重要。
（6）培训和持续的职业发展: 工业4.0将从根本上改变人们的工作和专业能力。
实施适当的培训策略并以培养学习的方式组织工作因此变得尤为必要，可借此实现终身学习和基于工作地点的个人发展。
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--摘自《保障德国制造业的未来——关于实施工业战略的建议》
发表时间：2014/5/27 来源：互联网
关键字：
若工业得以成功实现，研发活动将需要与之适应的工业政策的支持。
工业工作组认为，需要在以下8个关键领域采取行动。
若得以成功实现，研发活动将需要与之适应的工业政策的支持。
工作组认为，需要在以下8个关键领域采取行动：
?
（1）标准化和参考架构: 会涉及联网，并通过价值集成几家不同的公司。
如果开发出一揽子共同标准，这种合作伙伴关系将成为可能。
由此，需要一个参考架构来描述这些标准，并促进它们的实现。
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（2）复杂系统的管理: 生产和制造系统正日益变得复杂，适当的计划和解释性模型能为管理这些复杂的系统打下基础。
因此，工程师们应该备有开发出这些模型的方法和工具。
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（3）一套综合的工业宽带基础设施: 毋庸置疑，高质量的综合通讯是的关键要求。
无论是在德国国内，还是在德国与其他伙伴国之间，宽带基础设施也因此需要进一步大规模拓展。
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（4）安全和安保: 安全和安保对智能制造系统的成功至关重要。
确保生产设施和产品本身对人或者环境不造成任何危险，这点非常重要。
同时，生产设施和产品，尤其是它们所包含的数据和信息，都需要加以保护，防止被滥用和未经授权的访问
?
（5）工作的组织和设计: 在智能工厂，雇员的角色将发生引人注目的改变。
越来越多的实时导向的控制，将改变工作内容、工作流程和工作环境。
工作组织以一种社会-技术方法实现，将为员工提供承担重大责任和促进个人发展的机会。
这一旦成为现实，部署合作的工作设计、终身学习的措施，以及启动参考模型课题将变得尤为重要。
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（6）培训和持续的职业发展: 工业将从根本上改变人们的工作和专业能力。
实施适当的培训策略并以培养学习的方式组织工作因此变得尤为必要，可借此实现终身学习和基于工
作地点的个人发展。
为达成这一目标，示范项目和“最佳实践网络”应该推广，数字化学习技术也应投入研究。
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（7）监管框架: 在工业下建立新的制造流程和横向业务网络架构时，必须遵守法律；而现有法律也同样应在需要时，考虑到创新的影响进行调整。
面临的挑战包括保护企业数据、责任问题、处理个人数据和贸易限制。
这将不仅对立法，也对其他有商业性质的活动提出了要求——制度将作为一个涵盖面广泛的适用工具而存在，其内容包括指导方针、合同范本和公司集体协议，或者自我监管的举措如审计。
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（8）资源效率: 撇开成本高不说，仅在原材料和能源上的大量消耗就给环境和安全供应带来诸多风险。
工业将带来资源生产力和效率的提高。
对企业来说，权衡“需要投资在智能工厂中的额外资源”与“带来的潜在节约”之间的利弊非常必要。
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通向工业，将是一个渐进的过程。
为了适应制造工程的特殊需求，现有的基本技术和经验必须加以改变，还必须探索针对新地点和新市场的创新解决方案。
如果成功，工业将提升德国的全球竞争力，并保持其国内继续发展。