1、 1工业 4.0的理念形态和趋势2一、工业 4.0背景二、工业 4.0的目标三、德国先进企业工业 4.0的战略四、工业 4.0的发展趋势五、中国企业如何应对工业 4.0目录政府报告提 ” 互联网 +”行动计划3月 5日李克强总理在政府报告中提出制定 ”互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网 等与 现代制造业结合 ，促进电子商务、 工业互联网 和互联网金融健康发展，引导互联网企业拓展国际市场。互联网 +的本质是 产业互联网 ，如果从更广泛的概念理解物联网， 物联网承载了互联网 +。在物联网十二五规划中，智能工业排在物联网九大试点行业之首，与早期推的 两化融合 ，现在推动的 工
2、业 4.0 不谋而合。各国在物联网领域的动向美国 德国 日本 中国B2B/B2C（传统）1）过程2）产品IIC 工业互联网联盟 （ GE、 IBM、丰田、富士通、日立、东芝、博士等）OIC 开放互联联盟 （因特尔、三星电子等）AIISeen AIIiance（高通、 LG、海尔、松下等）工业 4.0（西门子、 SAP、博世、 BMW等）CPS（智能终端）IOS (SS)(UJapan 失败）无特别专项（但丰田等 14家企业拟就普通零部件共同制定统一标准）垂直（系列 EDI）水平（消极）物联网 （ IOT）涉及所有行业（政府主导）B2C Google(例： Android联盟）Apple（例：
3、Carplay联盟）(UJapan 失败）汽车厂家大多与Google、 Apple合作BAT（ IOT、 IOS)（民间主导）车联网（企业主导？）企业端也开始热身 IoT1） GE:产业 /交通 /医疗等 2） IBM:公共 /医疗 /金融 /产业等3） AT&T：公共 /交通 /能源等 3） Intel:能源 /产业5） CISCO:公共 /医疗 /金融 /产业等Minds + Machines 2014GEs annual summit on the Industrial Internet德国工业 4.0实质是物联网的智能工业“ 1”个网络信息物理系统网络“ 2”大主题智能工厂 智能生产“
4、 3”项集成横向集成 端到端集成纵向集成“ 8”项计划标准化参考架构 管理复杂系统 工业宽带基础 安全和保障工作的组织和设计 培训持续的职业发展 监管架构 资源利用效率工业发展历史从工业 1.0 到工业 4.01800 1900 2000 时间轴今天复杂程度第一次工业革命创造了机器工厂的“ 蒸汽时代 ”第二次工业革命将人类带入 分工明确、大批量生产的 流水线模式和 “ 电气时代 ”第三次工业革命应用电子信息技术，进一步提高生产自动化水平第四次工业革命开始应用信息物理融合系统 (CPS)1784 年，出现了第一台机械织布机传送带方式于 1870 年开始在辛辛那提屠宰场使用1969 年，美国 Mo
5、dicon 公司推出 084 PLC数据来源 ： DFKI (2011)工业发展史的自动化维度从工业 1.0 到工业 4.01800 1900 2000 时间轴今天复杂程度第一次工业革命机械的自动化第二次工业革命机械化 电气化第三次工业革命模拟化 数字化第四次工业革命自动化 智能化1784 年，出现了第一台机械织布机传送带方式于 1870 年开始在辛辛那提屠宰场使用1969 年，美国 Modicon 公司推出 084 PLC工业发展史的解放人的工作维度从工业 1.0 到工业 4.01800 1900 2000 时间轴今天复杂程度第一次工业革命解放 “工 ”机器替代体力活第二次工业革命解放 “工
6、 ”机器替代体力活第三次工业革命解放 “ 员 ”机器替代以定规则下的繁琐劳动第四次工业革命解放 “ 师 ”机器替代部分可创造性劳动1784 年，出现了第一台机械织布机传送带方式于 1870 年开始在辛辛那提屠宰场使用1969 年，美国 Modicon 公司推出 084 PLC工业发展史的生产方式维度STO（ Sale-to-Order）MTO(Make-to-Order)工 业 2.0ETO(Engineer-to-Order)工 业 3.0工 业 4.0物联网是技术融合企业应用软件 : ERP、 SCM、 CRM、 PLM、 MES、 OA等自动化 ：总线、 DCS， PLC，工厂自动化等互
7、联网 ：以太网、电子商务、社交媒体、移动互联网等数据处理：数据库、在线分析、 ETL、 BI、数据挖掘、 MDM、 ODS、非结构化数据等通讯技术： 3G、 4G、 5G、 WIFI， Zigbee，蓝牙， Z-Wave等云计算 ： IaaS、 PaaS、 SaaS、虚拟化物联网技术： RFID，二维码，传感技术， M2M，安全技术等等物联网是技术的 融合 ，而不是单个技术的突破。融合 的基础是因为 云计算的发展是突破 ，在云计算技术成熟之后，计算能力、存储的瓶颈被突破，移动互联网、大数据、物联网等概念才可以落地云计算是迎接管理学第三个春天的技术基础云计算不仅仅是一种技术，更重要它促进上 商业
8、模式创新云计算促进了 社会分工云计算促进商业模式从产品 向服务转型IaaSPaaSSaaS云计算触发商业模式创新 云成为一种商业模式终端的物联网（ IOT） Vs. 工业 4.0IoT Market“Revolution”+20% YoY(Market Size)140 Market“Evolution”+1.5% YoY(Value Added)“Industry 4.0” transplants “IoT” excitementInto evolutionary industrial automationVirtual WorldInternet of ThingsConnected Co
9、nsumerConnected DataComputerSmart Phone TabletsVirtual WorldSensorsIndustry AutomationConnected DataManual DataSmartCardsBarcode RFIDTime Time德国的强项在生产端 Vs美国的强势在消费端Internet of Things Market Shares 2018Cagr: +20% (IDC)Mfg20%Consumer29% 13%7%7%7%4%Systems & ServicePlatformsGlobal User Access, Markets,
10、StandardsNew Business ModelsSmartMobilitySmartLogisticSmartBuildings SmartGridSmartProductsSmart FactoryCybar Physical SystemsIndustrial Internet“The Power of +1%” efficiency growth (GE)效率提高 1%一年可带来利益 200亿美元15一、工业 4.0背景二、工业 4.0的目标三、德国先进企业工业 4.0的战略四、工业 4.0的发展趋势五、中国企业如何应对工业 4.0目录德国工业 4.0蓝图“ 1”个网络信息物理系
11、统网络“ 2”大主题智能工厂 智能生产“ 3”项集成横向集成 端到端集成纵向集成“ 8”项计划标准化参考架构 管理复杂系统 工业宽带基础 安全和保障工作的组织和设计 培训持续的职业发展 监管架构 资源利用效率感知层网络(广域网 /传感网 )边缘计算 云计算物联网服务平台应用程序 数据分析政 府 大 学 标准制定组织 物联网服务 消费者物联网生态系统主要利益相关者服务供应商分析软件供应商应用软 /硬件供应商技术供应商物联网平台软件云软 /硬件供应商边缘计算软 /硬件供应商网络软 /硬件供应商传感装置 /嵌入式软件物联网平台服务网络服务 云服务物联网（应用 /商业）服务系统整合服务咨询服务测试服务
12、德国工业 4.0的企业生态工业 4.0的理解 横向集成与纵向集成 制造业的 FA（生产自动化）与经营管理系统的整合国际标准 IEC62264 以前为 “ 交易连接 ” 、 I4.0特点为 “ 过程（ Procedures & Processes)连接 ” 企业内水平连接 企业间连接企 业经营ERP、 SCM、etc制造 实 施MES设备控制系 统企 业经营ERP、 SCM、etc制造 实 施MES设备控制系 统层级 四层级 三层级 二层级 一生命周期集成智能化互联 采用最高效技术 产品设计生产规划生产工程生产实施 服务1 23 4 5通往工业 4.0 之路：集成产品规划与生产过程，提高生产力、
13、效率和灵活性21一、工业 4.0背景二、工业 4.0的目标三、德国先进企业工业 4.0的战略四、工业 4.0的发展趋势五、中国企业如何应对工业 4.0目录第 5 页 鲁思沃2013 年 4 月 8 日” 西门子工业 4.0战略 ：基于 信息物理融合系统的数字化 “ 生产模式“ 工业 4.0”的愿景 将要生产的产品包含了生产所需的全部信息 根据整个价值链，自行配置集成化生产设施 根据当前条件，灵活制定生产工艺分布式信息物理融合系统 （ CPS） 通过嵌入式互联网技术相互协同西门子工业 4.0战略 人，是 具有创造性的规划者、管理者和决策者第 1 步由人提出产品构思与设计第 2 步由人 确定生产规
14、则和参数第 3 步信息物理融合系统 (CPS) 根据指令仿真并对比各种生产选项第 4 步信息物理融合系统 (CPS) 给出符合要求的 “最佳 ”生产路径建议第 5 步由人 选择最佳生产路径，实现生产第 7 页鲁思沃2013 年 4 月 8 日西门子：生产技术潮流的先驱者SIMATIC PCS 7SIMATIC IT2020 1995 1996 20102009 2012 1979 19731958S7-1500联手 TIA 博途S7-1200SIMATIC S7 和 TIA PLM 针对自动化驱动的 TIA 博途软件平台SIMATIC S3 SIMATIC S5SIMATIC GPLM 软件J
15、T 标 准长期兼容 创新领袖开放接口TIA 博途 V12第 8 页 鲁思沃“ 数字化企业 ” 西门子正在为实现工业 4.0 奠定基础生产工程产品工程早期应用者克服生产利润下滑无缝集成采用共用数据模型产品生产2013 年 4 月 8 日生产力在未来发展阶段的变化：通过整合产品规划和产品生产，可缩短上市时间达 50%生产力与竞争力2010 2020 2030 时间轴2000PDMcPDMPLM产品 生产同类最佳产品通过数据导入和导出实现互联互通2013 年 4 月 8 日第 10 页鲁思沃TIATIP生产全集成自动化全集成能源管理工厂设计 产品设计自动化设计PLM产品生命周期管理CAD 设计软件，
16、用于复合材料生产（ 2011 年）产品成本管理（ 2012 年）MES 软件，用于 制药与生物科技行业（2011 年）MES 软件，用于 生命科学行业（ 2009 年）以太网通信产品及网络解决方案（ 2012 年）Comos 过程工业软件（ 2008 年）工业质量与生产管理（ 2012 年 ）计算机辅助运动软件（ 2012 年）CAE 软件，用于仿真和测试 机电一体化系统（ 2012 年）（ 2007 年）西门子正在融合数字化产品规划与实际生产SAP工业 4.0战略27自动化手动 组装 半自动化 高度自动化 新商业模式智能化SAP拟于今年在上海开设 I4.0研究中心配合总部做用户端应用研究！通
17、过减少操作成本取的附加价值IOT/服务 化Biz Suite 整合大数据分析M2MSAP MIIMES手 动PC、打印等 智能手机、嵌入式 电 子元器件等CPS（智能系 统 ）服 务 自 动化等博世有序推进 “ 工业 4.0”Lean processenablingReal time analysisAdaptive logisticsPredictive logisticsBoschBusiness event platformCapturing AutomationHMIcontroller RFID roboticsMobileSolutionsAugrnerbeRealityotherAutomationtechnologiesSensorModernHMI29一、工业 4.0背景二、工业 4.0的目标三、德国先进企业工业 4.0的战略四、工业 4.0的发展趋势五、中国企业如何应对工业 4.0目录工业 4.0的趋势判断n工业返璞归真的变化趋势l工业革命前 ：完全定制化l工业 1， 2 ：产品由工厂设计，用户采购（ STO， Sale-to-Order）l工业 3.0 ：产品根据工厂选项，根据用户选择生产（ MTO）l工业 4.0 ：产品根据用户需求定制（ ETO）n借助信息平台实现服务的规模化l设计制造的规模化服务l售后服务的规模化
