一、工业4.0及智能制造
工业4.0智能制造方案及流程图
工业4.0时代的智能制造方案这是笔者一同参加“工业4.0高峰论坛”并发言的陈志成博士做的演讲，转载到本人博客，以便需要了解工业4.0的朋友参考。
陈志成：中国人工智能学会基础专业委员会常务委员、中国通信学会云计算专家委员会委员、北京格分维科技有限公司总经理我原来在高校工作了一段时间，是教师，担任计算机学科方面的负责人，现在创办一个公司，做人工智能方面的工作。
我从学校出来，有一些背景因素，很多教授、院士，他们做了很多很好的理论研究，但是我们的产学研做的并不是想象中的那么好，企业很难把人工智能中比较超前的理论运用起来。
很多老师聊天说，人工智能是不是要死亡了，是不是真的不行了，没有什么用途了，离我们生活太遥远了。
我创办企业的想法，是希望将课本上的一些理论，变成日常生活当中可以用的一些产品，不管是小的产品也好，大的产品也好。
也许这也是一种情怀，大家都想做一些事情，而我想做人工智能。
我的演讲分为四部分内容：第一，介绍工业4.0的本质，我认为工业4.0的本质是智能制造，目前对于工业4.0的理解各种各样，但是大体而言，还是依据德国的提法来理解。
2011年至2013年，德国针对工业4.0给出了一些资料，总体思路还是智能制造的概念。
前面说人工智能要死亡了，可是现在机会来了，人工智能可能会有大发展了。
第二点介绍我们现在正在做的事情，就是制造企业的机联网，主要是指机器设备的联网，及其管理控制。
第三点讲基于机联网之上的云计算服务，以及相关的研究课题。
最后跟大家分享一个能源大数据系统的案例。
工业4.0的本质是智能制造智能时代已经来临，五年之前，老师们在讨论人工智能怎么发展，原中国人工智能学会理事长钟义信老师、何华灿老师等也都在讨论。
人类社会的发展经历了三个阶段，第一个阶段是农业社会，人类劳动工具以简单的镰刀、锄头为主。
第二个阶段是工业社会，也就是动力机车时代，以蒸汽机、机床为代表的时代。
第三个阶段是信息社会，网络时代到来了，电话、电灯、电视，现在的互联网、通信网，这就是目前的信息社会。
智能制造技术与工业4.0的融合与应用
智能制造技术与工业4.0的融合与应用智能制造技术与工业4.0的融合与应用近年来，随着科技的快速发展，智能制造技术和工业4.0的概念逐渐走进我们的视野。
智能制造技术是指基于现代计算机、互联网和先进传感器等信息技术手段，对制造业生产过程进行自动化、智能化和柔性化的管理和控制的一种现代化制造方式。
而工业4.0是指以互联网为基础的智能制造技术体系，通过互联网连接和信息共享，实现制造业的升级和转型。
智能制造技术与工业4.0的融合是当今制造业发展的重要方向，它们的结合可以为企业带来改革科技水平、提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量等多方面的好处。
首先，智能制造技术和工业4.0的融合可以实现制造过程的自动化和智能化。
通过引入机器人、自动化控制系统等先进设备，可以实现生产过程的高度自动化，从而提高生产效率和减少人力成本。
同时，利用传感器和物联网技术，可以实现对生产过程的实时监控和数据收集，为智能化的生产管理提供数据支持。
其次，智能制造技术和工业4.0的融合可以实现供应链的优化和协同。
通过互联网和大数据技术，可以实现制造企业与供应商、分销商等各个环节之间的信息共享和协调，使各个环节之间能够实现无缝对接和协同运作，从而提高整个供应链的运作效率和灵活性。
此外，通过智能化的生产计划和调度系统，可以根据市场需求和实时产能情况进行动态调整，实现生产过程的灵活响应，从而减少库存和降低成本。
再次，智能制造技术和工业4.0的融合可以实现个性化定制和智能服务。
通过互联网和大数据技术，制造企业可以实现与客户的直接联系和信息交互，了解客户需求并进行个性化定制产品，满足客户多样化的需求。
同时，通过智能化的生产设备和服务系统，可以实现产品的追溯和售后服务的智能化，提供更好的产品质量和用户体验。
然而，要实现智能制造技术和工业4.0的融合与应用，并不是一件容易的事情。
首先，制造企业需要对现有的生产设备和管理系统进行改造和升级，引入先进的控制系统和传感器设备以及相关软件，使其能够实现互联互通和数据共享。
工业4.0：数字化工厂和智能制造的未来发展方向
工业4.0：数字化工厂和智能制造的未来发展方向引言工业4.0是指信息技术与传统制造业深度融合，通过数字化、全球化和智能化的方式，实现制造业的转型和升级。
随着科技的迅猛发展，工业4.0正在成为全球制造业发展的重要趋势。
在这个数字化时代，数字化工厂和智能制造将成为制造业的未来发展方向。
本文将探讨数字化工厂和智能制造的概念和特点，并分析其未来发展的方向。
数字化工厂的概念和特点数字化工厂的定义数字化工厂是利用先进的信息和通信技术，通过集成、共享和分析工厂内外的数据，实现生产过程的可视化、智能化和灵活化的工厂。
通过数字化技术的应用，可以实现制造过程的全面优化和高效管理。
数字化工厂的特点1.数据集成与共享：数字化工厂通过整合工厂内外的数据，实现不同部门之间的信息共享和协同工作。
包括生产数据、设备数据、供应链数据等，通过数据的集成和共享，可以实现全面的生产监控和决策支持。
2.实时监控与控制：数字化工厂通过传感器和物联网技术，实现对生产过程的实时监控和控制。
通过实时数据的采集和分析，可以及时发现问题并采取相应的措施，从而提高生产效率和质量。
3.自主优化与智能决策：数字化工厂通过人工智能和机器学习技术，实现对生产过程的自主优化和智能决策。
通过对大数据的分析和挖掘，可以自动调整生产参数和工艺流程，以实现最佳的生产效果和资源利用率。
4.灵活生产与智能制造：数字化工厂通过柔性化的生产设备和智能化的生产系统，实现按需生产和个性化定制。
通过数字化工艺和虚拟制造技术，可以快速调整产品设计和生产过程，并实现高度灵活的生产布局和调度。
智能制造的概念和特点智能制造的定义智能制造是指利用物联网、大数据、人工智能等先进技术，通过对制造过程的全面监控和分析，实现生产过程的自主优化和智能决策，提高生产效率和质量，并实现个性化定制和灵活生产。
智能制造的特点1.智能化生产设备：智能制造倡导采用智能化的生产设备和机器人，通过自动化和智能化技术，实现生产过程的高效和精确。
制造业工业4.0智能制造实施计划
制造业工业4.0智能制造实施计划第一章智能制造概述 (3)1.1 制造业发展背景 (3)1.2 工业革命与工业4.0 (3)1.3 智能制造定义与特点 (3)第二章智能制造战略规划 (4)2.1 企业现状分析 (4)2.2 智能制造战略目标 (4)2.3 实施步骤与时间表 (5)第三章信息技术基础设施建设 (5)3.1 网络设施建设 (5)3.1.1 网络架构设计 (5)3.1.2 网络设备选型 (5)3.1.3 网络安全防护 (6)3.1.4 网络运维管理 (6)3.2 数据中心与云计算 (6)3.2.1 数据中心建设 (6)3.2.2 云计算平台搭建 (6)3.3 物联网与大数据 (6)3.3.1 物联网基础设施建设 (6)3.3.2 大数据技术与应用 (7)第四章设备智能化升级 (7)4.1 自动化设备改造 (7)4.2 应用 (7)4.3 智能传感器与控制系统 (7)第五章智能制造系统集成 (8)5.1 生产管理系统 (8)5.2 质量管理系统 (8)5.3 供应链管理系统 (9)第六章人工智能与大数据分析 (9)6.1 人工智能在制造业中的应用 (9)6.1.1 智能制造设备 (9)6.1.2 应用 (9)6.1.3 优化生产计划 (9)6.1.4 质量检测与控制 (10)6.2 大数据分析与应用 (10)6.2.1 数据采集与存储 (10)6.2.2 数据预处理 (10)6.2.3 数据挖掘与分析 (10)6.2.4 应用案例 (10)6.3 数据挖掘与优化策略 (10)6.3.1 建立数据挖掘模型 (10)6.3.2 特征工程 (11)6.3.3 模型评估与优化 (11)6.3.4 持续迭代与优化 (11)第七章人力资源培训与技能提升 (11)7.1 员工培训计划 (11)7.1.1 培训目标 (11)7.1.2 培训内容 (11)7.1.3 培训方式 (11)7.2 技能认证与评估 (12)7.2.1 技能认证 (12)7.2.2 技能评估 (12)7.3 人才培养与引进 (12)7.3.1 人才培养 (12)7.3.2 人才引进 (12)第八章安全生产与环境保护 (13)8.1 安全生产管理 (13)8.1.1 安全生产目标 (13)8.1.2 安全生产组织 (13)8.1.3 安全生产制度 (13)8.2 环境保护措施 (13)8.2.1 环境保护目标 (13)8.2.2 环境保护组织 (14)8.2.3 环境保护措施 (14)8.3 应急预案与处理 (14)8.3.1 应急预案制定 (14)8.3.2 应急预案演练 (14)8.3.3 处理 (15)第九章项目管理与风险控制 (15)9.1 项目实施与管理 (15)9.1.1 项目启动 (15)9.1.2 项目执行 (15)9.1.3 项目监控与评估 (15)9.2 风险识别与评估 (16)9.2.1 风险识别 (16)9.2.2 风险评估 (16)9.3 风险应对策略 (16)9.3.1 风险规避 (16)9.3.2 风险减轻 (17)9.3.3 风险转移 (17)9.3.4 风险接受 (17)第十章智能制造项目评估与优化 (17)10.1 项目评估指标体系 (17)10.2 项目绩效分析 (18)10.3 持续优化与改进 (18)第一章智能制造概述1.1 制造业发展背景制造业是国家经济发展的支柱产业，对于提升国家竞争力、促进就业和改善人民生活水平具有重要作用。
人工智能与制造业：智能制造与工业4.0
人工智能与制造业：智能制造与工业4.0在21世纪的工业革命浪潮中，人工智能（AI）与制造业的结合催生了智能制造的概念，而工业 4.0则是这一概念的集大成者。
智能制造不仅仅是自动化的升级，它代表了一种全新的生产方式，其中数据、机器学习和物联网（IoT）技术共同作用，以实现生产过程的优化、灵活性和效率。
智能制造的核心在于数据的实时收集和分析。
通过在生产线上部署传感器和执行器，工厂能够实时监控机器的性能和生产过程。
这些数据被传输到中央系统，利用机器学习算法进行分析，以预测潜在的故障、优化生产流程，甚至自动调整生产线以适应需求的变化。
工业4.0进一步推动了这一进程，它强调的是生产过程的智能化和网络化。
在工业4.0的框架下，工厂不再是孤立的实体，而是通过互联网连接的生态系统的一部分。
这意味着生产设备、供应链、客户和产品本身都能够相互通信，形成一个高度互联的网络。
例如，通过使用人工智能，生产线可以自我调整以适应不同的产品需求，实现真正的定制化生产。
这种灵活性对于满足消费者日益增长的个性化需求至关重要。
同时，智能制造还能够帮助企业减少浪费，提高资源利用率，从而实现可持续发展。
然而，智能制造和工业 4.0也带来了挑战。
首先，企业需要投资于新技术和培训员工以适应新的工作方式。
其次，数据安全和隐私保护成为了新的关注点，因为生产过程中收集的大量数据可能会被滥用。
此外，随着自动化程度的提高，一些工作岗位可能会被机器取代，这引发了对就业安全的担忧。
尽管存在挑战，智能制造和工业 4.0的潜力是巨大的。
它们不仅能够提高生产效率和产品质量，还能够创造新的商业模式和服务，如基于数据的预测性维护和按需生产。
随着技术的不断进步，我们可以预见，智能制造将继续引领制造业的未来，为全球经济带来深远的影响。
工业4.0和智能制造
工业4.0和智能制造工业4.0和智能制造是当今工业界热议的话题，它们代表了近年来工业领域发展的新趋势和新理念。
本文将从定义、特点、影响等方面对工业4.0和智能制造进行探讨。
定义工业4.0，又称为第四次工业革命，是指通过新一代信息技术（如物联网、云计算等）推动制造业向数字化、网络化、智能化发展的新阶段。
它标志着制造业的生产模式从传统的集中式大批量生产向个性化、定制化和柔性化生产转变。
智能制造则是工业4.0的核心理念，它强调通过引入先进的信息技术和智能设备，使制造过程更加高效、灵活和智能化。
智能制造的目标是实现全程数字化管理、全程可追溯性、全程信息化和高度灵活的生产组织。
特点工业4.0和智能制造具有以下几个特点：1.数字化：工业4.0注重实现制造过程中的全程数字化管理，将生产数据转换为数字形式进行处理和管理。
数字化使得生产过程更加透明化和可控制，为决策提供了更加准确和全面的依据。
2.网络化：工业4.0倡导建立起面向制造业的物联网，通过各种设备和系统之间的网络连接，实现高效的协同工作。
通过网络化，不同环节的信息可以实时传递和共享，提升生产效率和质量。
3.智能化：智能制造强调引入智能设备和技术，实现更加智能化的生产过程。
智能设备具有自动化、自适应和学习能力，能够进行自我诊断和预测维护，提高生产的可靠性和效率。
4.灵活化：工业4.0追求生产过程的灵活性和个性化，实现小批量、多品种的生产。
通过柔性化的生产组织和智能化的设备，可以更好地满足市场需求的变化和个性化需求。
影响工业4.0和智能制造对制造业产生了巨大的影响：1.提升效率：通过数字化的生产管理和智能化的设备，工业4.0实现了制造过程的高效运作，提升了生产效率。
智能制造在生产过程中可以进行自我优化，减少资源的浪费，提高生产效率。
2.降低成本：智能制造使得生产过程更加自动化和智能化，减少了人力成本。
同时，通过数字化管理和柔性生产，可以降低库存成本和生产线的调整成本。
机械行业智能制造与工业4.0战略方案
机械行业智能制造与工业4.0战略方案第一章智能制造概述 (3)1.1 智能制造的起源与发展 (3)1.1.1 起源阶段（20世纪80年代） (3)1.1.2 发展阶段（20世纪90年代至21世纪初） (3)1.1.3 提升阶段（21世纪初至今） (4)1.2 智能制造的关键技术 (4)1.2.1 信息感知技术 (4)1.2.2 自动化技术 (4)1.2.3 网络通信技术 (4)1.2.4 智能决策技术 (4)1.2.5 集成技术 (4)第二章工业大数据与云计算 (4)2.1 工业大数据的应用 (4)2.1.1 设备故障预测与维护 (5)2.1.2 生产过程优化 (5)2.1.3 质量控制 (5)2.1.4 能源管理 (5)2.2 云计算在智能制造中的应用 (5)2.2.1 数据存储与管理 (5)2.2.2 应用程序部署与运行 (5)2.2.3 资源调度与优化 (5)2.2.4 远程监控与运维 (5)2.3 大数据与云计算的融合 (6)2.3.1 数据分析能力的提升 (6)2.3.2 系统集成与协同 (6)2.3.3 灵活应对市场变化 (6)2.3.4 安全保障 (6)第三章互联网与智能制造 (6)3.1 互联网在机械行业的应用 (6)3.1.1 概述 (6)3.1.2 信息资源共享 (6)3.1.3 生产流程优化 (6)3.1.4 市场拓展 (7)3.2 互联网与智能制造的融合 (7)3.2.1 概述 (7)3.2.2 技术融合 (7)3.2.3 业务模式融合 (7)3.3 智能制造平台的构建 (7)3.3.1 平台架构 (7)3.3.2 平台功能 (8)第四章智能制造装备与技术 (8)4.2 智能制造技术的应用 (9)4.3 智能制造装备的发展趋势 (9)第五章工业与智能控制系统 (9)5.1 工业的应用 (9)5.2 智能控制系统的组成 (10)5.3 工业与智能控制系统的融合 (10)第六章智能制造生产线与数字化工厂 (10)6.1 智能制造生产线的构建 (10)6.1.1 需求分析 (11)6.1.2 设备选型与集成 (11)6.1.3 控制系统设计 (11)6.1.4 网络与通信 (11)6.2 数字化工厂的关键技术 (11)6.2.1 数字建模 (11)6.2.2 物联网技术 (11)6.2.3 大数据分析 (12)6.2.4 人工智能技术 (12)6.3 智能制造生产线的优化 (12)6.3.1 设备优化 (12)6.3.2 控制系统优化 (12)6.3.3 生产调度优化 (12)6.3.4 数据分析与应用 (12)6.3.5 人才培养与团队建设 (12)第七章工业互联网与智能制造 (12)7.1 工业互联网的架构 (12)7.1.1 感知层 (12)7.1.2 传输层 (13)7.1.3 平台层 (13)7.1.4 应用层 (13)7.2 工业互联网与智能制造的融合 (13)7.2.1 数据驱动 (13)7.2.2 网络协同 (13)7.2.3 智能优化 (13)7.2.4 服务模式创新 (13)7.3 工业互联网平台的建设 (13)7.3.1 基础设施建设 (14)7.3.2 技术研发与创新 (14)7.3.3 产业生态构建 (14)7.3.4 政策支持与监管 (14)第八章智能制造与工业4.0战略 (14)8.1 工业4.0战略的背景与意义 (14)8.1.1 背景 (14)8.1.2 意义 (14)8.2.1 智能制造的定义 (14)8.2.2 智能制造在工业4.0中的地位 (15)8.3 工业4.0战略的实施路径 (15)8.3.1 政策引导与支持 (15)8.3.2 企业主体作用 (15)8.3.3 产业链协同 (15)8.3.4 市场驱动 (15)8.3.5 人才培养与引进 (15)第九章政策法规与标准体系建设 (15)9.1 智能制造政策法规概述 (15)9.1.1 政策法规背景 (15)9.1.2 政策法规内容 (16)9.2 智能制造标准体系建设 (16)9.2.1 标准体系背景 (16)9.2.2 标准体系内容 (16)9.3 政策法规与标准体系的协同 (16)第十章智能制造案例分析 (17)10.1 成功案例分析 (17)10.2 智能制造解决方案 (17)10.3 智能制造发展趋势与展望 (18)第一章智能制造概述1.1 智能制造的起源与发展智能制造作为机械行业转型升级的关键途径，起源于20世纪80年代。
论智能制造与工业4
论智能制造与工业4.0时代的关系一、引言智能制造是当前制造业发展的热点，而工业4.0作为当今制造业的代表，更是让人们看到了制造业的飞速发展。
本文将从智能制造和工业4.0的概念、关系以及智能制造在工业4.0时代的应用等方面进行论述。
二、智能制造和工业4.0的概念智能制造主要是以信息化、网络化、数字化和智能化技术为基础，通过整合不同领域的知识和技术，实现企业内外信息流、物流、资金流的整合，以达到提高企业的效率、质量和柔性等目标。
而工业4.0则是指通过网络和数字化技术来实现制造产业的高度智能化和自动化。
它涵盖了全方位的数据管理、生产计划和执行、物联网和智能控制等诸多方面。
三、智能制造和工业4.0的关系智能制造和工业4.0都是以先进制造技术和工程的发展为基础而形成的，它们是制造业的新兴理念和趋势。
可以说，智能制造是工业4.0的体现，而工业4.0是智能制造的发展方向。
智能制造注重在技术和管理上的创新，工业4.0则更注重的是制造业的数字化和网络化。
四、智能制造在工业4.0时代的应用随着智能制造和工业4.0理念的推广，制造业正在往着更加智能化和数字化的方向前进。
智能制造在工业4.0时代的应用主要有以下几个方面：1.工艺和设备智能化智能制造和工业4.0的实现需要借助先进制造技术和智能化技术，其中设备智能化是重要的一项。
在这方面，我们可以通过传感器、智能控制、机器人等技术来实现设备的制造过程的智能化，从而不断提高整个制造过程的效率和精度。
2.制造过程智能化制造过程智能化是智能制造和工业4.0核心内容之一。
通过工厂内外部传感器获取的数据，支持数据连接和云计算技术，使制造企业能够实时获取相关数据，做出相应的决策或调整。
3.供应链智能化智能制造要顺利实现，离不开供应链的支持。
在智能制造的过程中，通过引入供应商和客户的信息，进行供需双方的协作，从而实现整个供应链的智能化。
4.产品智能化产品智能化是智能制造和工业4.0的基础。
智能制造与工业4.0介绍PPT
三种智能化功能互联互通的信息化技术
能按照所形成的处理方案自动完成执行任务的技术。
灵敏准确的感知能力
能自动、灵敏准确地感知（测量）生产过程的各种参数和变量并转变为数据信息的技术。
正确的思维判断能力
能根据相关信息自动思维判断并给出处理方案发送至相关执行部门的技术。
行之有效的执行方法
根据《中国制造2025》规划，我国造纸工业迈入制造强国行列。
紧跟国家规划
在基础较好的工厂，先易后难，过程中积累经验，逐步实现企业网络化、智能化，绿色化，迈入工业4.0.
部分工厂先迈入工业4.0
如何转型？
思考4.在优势企业构建智能能量管理平台
浆纸工业智能能量管理平台的功能
思考5.逐步构建智能浆纸企业
-启动触发-
运行管理数据的应用
在线监测系统及其数据的应用
在线监控系统布局图
设备工程师
支持工程师
服务工程师
Wifi或4G
企业局域网
Wifi或4G
Wifi或4G
Wifi或4G
Wifi或4G
Wifi或4G
客户端电脑
监控诊断数据库服务器
客户端手机
DCS监控系统
互联外网
防火墙
在线监测系统及其数据的应用
在线监测
-触发3#-
Reset
触发2：启动计划的同时协同备品管理。
-触发4#-
触发4：更高层次协调工作。
运行管理数据库应用的案例
维修工单的触发
图1：设备监控数据库
如图1所示设备运行管理数据库中可以统计出某个设备启停次数、运行时间、平均温度、最大温度值、运行最大电流、运行平均电流、振动平均值、振动最大值等设备运行数据。在数据库的前期设计阶段会层别和敲定该设备正常运行值的范围，即该设备的基础数据库。运行管理数据库实时监测到异常趋势数据后，会触发相应的报警级别，不同的报警触发不同的维修方案，相应的维修结束后，会反馈给运行管理数据库开始下一轮的实时数据监测。
智能制造和工业4.0
智能制造和工业4.0是当下经济发展的热门话题，不仅引起了各国政府和企业的重视，也成为了各大媒体和学术讨论的焦点。
这两个概念的提出旨在推动生产力的升级和生产效率的提高，进而促进经济发展。
在本文中，我们将会从各个角度来探讨智能制造和工业4.0。
一、智能制造智能制造是指利用先进的信息技术，将生产和制造过程中的各个环节集成和优化，使之更加智能化和高效化的一种生产方式，也可以称之为工业数据化、智能化生产。
在智能制造中，通过数据采集、处理、分析及传输等一系列技术，企业可以更快、更准确地获取相关信息，减少生产过程中的出错率和成本。
而智能制造可以应用于各行各业，在人们的生活中都能找到它的身影。
那么，智能制造的具体优势体现在哪些方面呢？1、提高生产效率：在智能制造的生产模式中，生产过程的各个环节都可以通过智能化手段进行优化和协调，整个生产效率会得到很大的提升。
2、降低生产成本：智能制造可以实现自动化生产，减少人工操作；在数据采集及分析过程中，可以通过数据优化生产计划，降低生产成本。
3、提高产品质量：智能制造提供了更为严密的监控和数据分析手段，可以及时检测生产过程中出现的问题，降低生产过程中的出错率，提高产品质量。
4、可持续发展：与传统制造相比，智能制造采用了更多的新材料和高效节能技术，具有更低的碳排放和环境污染，为可持续发展提供了更多的可能性。
二、工业4.0工业4.0，可以理解为第四次工业革命，它是在信息化和工业化深度融合的背景下，在制造业领域发生的一次重大变革。
工业4.0的核心是数据，将各个环节的生产数据进行集成和分析，从而实现生产的智能化、自动化和可视化。
在工业4.0中，智能制造是实现工业级别数据化的基础。
因此，工业4.0的核心优势体现在以下方面：1、智能化生产：更广范围、更深层次的数字化产生更多的生产数据，使制造业更具智能化。
2、高效化生产：通过系统优化、流程优化和多维度的数据分析，可以实现自动化、协作化和高效化生产。
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信息交换 （数据）
CRM
客户 物流交易
C3P
产品开发 二、工业4.0时代的智能制造
MES
生产
（四）愿景是解决能源消费等社会问题
2010年德国能耗分布 二、工业4.0时代的智能制造
制造业节能途径
工业节能减排 与综合利用
收集和分析 能源信息
识别问题
管理运营
改变耗能不 良习惯
二、工业4.0时代的智能制造
2012年 3月
2012年 4~10月
2013年 4月
2014年 4月
2011年 1月
2010年
《德国2020高技术战略》行 动计划发布，11个“未来项 目”缩减为10个（投资84亿 欧元）；“工业 4.0 ”一词 首次出现（投资 2 亿欧元）
工业 4.0 发展战略 发布；由VDM A、 BITKOM 、 ZVEI 组成秘书处，组 建工业4.0平台
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
请握中间
产品是一个agent
产品会影响其所在环境
已经打开2分 钟了，请盖上
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
智能APP平台
面向智能制造的APP商店
下载量身定制的用户界面
工业4.0中的智能汽车
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
多模式的人机交互
6C
计算（Computing， 云计算等）
通信（Communication， 无线通信等） 控制（Control，传感 器、执行器等）
CPS
内容（Content， 语义分析） 社群 （Community， 协同合作） 定制化 （Customization， 个性化定制）
行业云
切削云 OA
焊接云 CRM 邮件
加工云 门户 内容管理
数据分析云 工 业 应 用
abqqus
…
fluent
ansys
blast
SAAS
即时通信
身份认证 ACL
PAAS
Cloud API
DevelopmentFramework
Data Mining Framework 数据存储 计算服务 虚拟化 主机 存储 网络 负载管理
工业3.0与工业4.0有哪些不同？
一、工业4.0是什么
大规模定制生产与大规模生产的比较
大规模生产 大规模定制
管理理念 以产品为中心，以低成本赢得市场 以顾客为中心，以快速响应赢得市场 驱动方式 根据市场预测安排生产，属推动式 根据客户定点安排生产，属拉动式生 的生产方式 产方式 通过稳定性和控制力取得高效率 通过灵活性和快速响应来实现多样化 和定制化
二、工业4.0时代的智能制造
（一）本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”
二、工业4.0时代的智能制造
信息物理系统
信息计算 信息
CPS
物理 物理控制
系统通信
2006年2月 美国发布（美国竞争力计划） CPS 为重要的研究项目 二、工业4.0时代的智能制造
信息物理系统
二、工业4.0时代的智能制造
社会效益：解决劳动力不足。 生产力：倍速增长。 一、工业4.0是什么
德国电子电气制造商协会研究报告
美国GE预测：2015年，智能工业影响一半的全球经济 一、工业4.0是什么
二
工业4.0时代的智能制造
工业4.0的智能制造： 本质 是基于“信息物理系统”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
行业支持
标准化
一、工业4.0是什么
科学生产观 科学的生产观
生产观 效率、质量、成本、安全
科学的生产观遵循的四项基本原则： 第一、如何提高效率？ 第二、如何降低成本？ 第三、如何提升质量？
第四、如何保障安全？
四项基本原则应该从生产力和生产关系两个方面来运作： 以先进的科学技术为技术抓手；以先进的管理科学为管理抓手。
全球数据量预测（单位ZB）
三、未来制造业
制造业大数据
A
产品数据
B
运营数据
制造业大数据
C
价值链数据
D
外部数据
三、未来制造业
市场预测
精准匹配
推送营销
大数据驱动制造 业向服务业转型
生产管理
社交应用
三、未来制造业
智能制造
智能工厂
智能数据
智能制造
智能产品
智能设备
一、工业4.0是什么
当前的外包开发
2000: 部分外包的价值链 • 外包包括工艺过程开发等核心环节
• 用供应链管理、产品生命周期管理等软件系统管理外包工作
工艺过程开发
1. 研发
2. 设计
3.原型制造
4.零部件生产
供应链管理
5. 系统集成
6. 销售服务
产品生命周期管理
子装配体 零部件
一、工业4.0是什么
核心
战略
成本领先战略：通过降低成本、提 差异化战略：通过快速反应、提供个 高生产效率获取竞争优势 性化的产品获取竞争优势
目标
以低价格开发、生产、销售、交付 以多样化和定制化开发、生产、销售、 产品和服务 交付顾客买得起的产品和服务
一、工业4.0是什么
大规模定制的优势
成本低 效率高 交货快 品种多 个性化
在生产能力上，工业4.0将确保仅一次性生产，且产量很低时的获利能力 ，确保工艺流程的灵活性和资源利用率。另一方面，工业4.0将使人的工作 生涯更长，工作与生活更加平衡，高工资时产业仍有强大竞争力。
实现方式 主要是通过CPS（信息物理系统），总体掌控从消费需求到生产制造的所 有过程，由此实现高效生产管理。 一、工业4.0是什么
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制造业占据全国GDP的25%、出口总额的60%，影响极大
一、工业4.0是什么
四次工业革命
一、工业4.0是什么
工业1.0
一、工业4.0是什么
工业2.0
一、工业4.0是什么
工业3.0
一、工业4.0是什么
工业4.0概念
什么是工业4.0
通过互联网等通信网络将工厂与工厂内外的事物和服务连接起来，创造前 所未有的价值、构建新的商业模式的产官学一体的项目。“工业4.0”概念 包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个 高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统 的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的 过程正在发生改变，产业链分工将被重组。 发展优势
大规模定制生产
大规模生产
品种单一 标准化
定制生产
成本高 效率低 交货慢
一、工业4.0是什么
工业4.0具体能实现什么？
智能
一、工业4.0是什么
传统生产方式
信息
材料
物质 生产
产品
能源
一、工业4.0是什么
生产智能化
一、工业4.0是什么
设备智能化
能源管理智能化
供应链管理智能化
工业4.0 的两大主题
智能产品案例-智能化汽车
动力管理APP
驾驶员辅助 APP
智能用户界面 APP
绿色驾驶 APP
工业4.0智能工厂的布局
面向服务的工厂的布局
硬件无关 抽象服务
现场层
服务库
硬件相关 设备控制
横向、纵向、端到端的集成
二、工业4.0时代的智能制造
工业云
云计算推动工业4.0的创新能力发展，通过资源的平台集中管理，实现智能化实时控 制调配。同时大数据分析实现制造、库存、采购、物流等的最优化管理。
核心技术—物联网
服务互联网 物联网
经济
文化
科技…
与所有领域相关的通用技术 （语义技术、云计算服务平台） 工业 CPS应用 智能工厂 CPPS 能源 CPS应用 智能电网 移动通信 CPS应用 智能手机 健康 CPS应用 智能健康
…
安全、工程、教育、参考框架、模型
3C
二、工业4.0时代的智能制造
核心平台—信息物理系统
信息物理系统（CPS） 信息物理系统（CCPS）强调物理过程与信息间的反馈，信息物理系统是计 算和物理过程的整合集成。嵌入式计算机和网络对物理过程进行监测和控制 。 从自动化技术的观点看，CPS是一种工程系统，由一个嵌入在物体中的计 算和通信的内核，以及物理环境中的结构所监测和控制。
基于肢体动作的物理辅助 基于上下文的自适应 故障诊断辅助工具
二、工业4.0时代的智能制造
服务
算法
CPS：系统中的物理对象和相应的虚拟对 象通过泛在信息网络进行通信 Cyber：算法和服务，服务的动态集成 和服务提供商，并跨越边界进行信息交流 Cyber：包括3D模型，仿真模型，文档， 关系，工作条件等数据能够通过可变信息 网络在任何地方和任何时间进行搜集 Physcial：在生产系统中的人和自动化模 块具有智能化、自我解释、自我意识、自 我诊断、交互评估能力
云
文档 三维模型 工艺数据 …
物理 对象
CPS系统触发了工业自动化模式转变
CPS平台
二、工业4.0时代的智能制造
智能工厂
二、工业4.0时代的智能制造
智能工厂的三层架构
二、工业4.0时代的智能制造
智能设备
基于无线、RFID、传感器和服务的架构
智能产品
智能产品特性
我生产于2010 年4月30日，5 月3日出厂
TMS
产品 Production