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1、工业工业4.04.0与数字化制造与数字化制造 0 瞿志豪瞿志豪 教授教授 上海第二工业大学副校长 上海机械工程学会常务副理事长 工业工业4.04.0与数字化制造与数字化制造 1 1、话题引出、话题引出 2、德国的工业、德国的工业4.0 3、中国制造业如何响应、中国制造业如何响应 1、话题引出、话题引出 2 1、话题引出、话题引出 3 1）关于制造、产品与装备的概念）关于制造、产品与装备的概念 制造制造 - 产品生产（加工）的过程产品生产（加工）的过程 1、话题引出、话题引出 4 1）关于制造、产品与装备的概念）关于制造、产品与装备的概念 制造制造 - 产品生产（加工）的过程产品生产（加工）的过
2、程 产品产品 - 制造的终极，直接提供人类生活和消费（商品，交通工具）制造的终极，直接提供人类生活和消费（商品，交通工具） 1、话题引出、话题引出 5 1）关于制造、产品与装备的概念）关于制造、产品与装备的概念 制造制造 - 产品生产（加工）的过程产品生产（加工）的过程 产品产品 - 制造的终极，直接提供人类生活和消费（商品，交通工具）制造的终极，直接提供人类生活和消费（商品，交通工具） 装备装备 - 制造的工具（物质手段）制造的工具（物质手段） 1、话题引出、话题引出 6 2）近、现代制造的过程）近、现代制造的过程 1）制造过程（加工）制造过程（加工）- 技术范畴技术范畴 确定产品目标确定产
3、品目标 - 产品设计（结构、外观、工艺、材料）产品设计（结构、外观、工艺、材料）- 机械加工机械加工- 产品验收产品验收 -登记入库登记入库 -维护维修维护维修- 固废回收固废回收 （全生命周期（全生命周期） 1、话题引出、话题引出 7 2）现代制造的过程）现代制造的过程 1）制造过程（加工）制造过程（加工）- 显式显式 确定产品目标确定产品目标 - 产品设计（外观、结构、工艺、材料）产品设计（外观、结构、工艺、材料）- 机械加工机械加工- 产品验收产品验收 -登记入库登记入库 - 维护维修维护维修-固废回收固废回收 （全生命周期）（全生命周期） 2）制造过程）制造过程- 管理范畴管理范畴 场
4、地场地 - 资本及资本运作资本及资本运作- 员工（工资、技术培训）员工（工资、技术培训） - 经济核算经济核算 - 法律与法理关系法律与法理关系 （社会责任）（社会责任） - 物流物流-市场市场 1、话题引出、话题引出 9 3）关于革命概念）关于革命概念 革命：前所未有，完全替代革命：前所未有，完全替代 制造业的革命制造业的革命-三次推进三次推进 简单机械力代替人力（畜力）劳动；简单机械力代替人力（畜力）劳动； 流水线生产代替简单机械力劳动流水线生产代替简单机械力劳动 装备智能劳动直接代替人脑劳动装备智能劳动直接代替人脑劳动 1、话题引出、话题引出 10 4）装备的智能劳动装备的智能劳动 由于
5、计算机技术的出现，数字技术得到迅速发展，其辐射到制造业上的革命标志：由于计算机技术的出现，数字技术得到迅速发展，其辐射到制造业上的革命标志： 装备装备 智能智能 数字化数字化 （嵌入式计算机技术）（嵌入式计算机技术） （具体讲将计算机的逻辑功能嵌入到机器上，使机器有判断和逻辑处理问题的能力（具体讲将计算机的逻辑功能嵌入到机器上，使机器有判断和逻辑处理问题的能力-智能）智能） 但是到本世纪，产生于上世纪末的互联网（开始术语叫信息高速公路）技术诞生到本世纪的通信技但是到本世纪，产生于上世纪末的互联网（开始术语叫信息高速公路）技术诞生到本世纪的通信技术的发展，彻底改变了人民的生活观。例如：术的发展，
6、彻底改变了人民的生活观。例如： 电子商务、手机（电子商务、手机（3G,4G)以及未来设想（图书馆、学校等以及未来设想（图书馆、学校等 形式），改变人类的生活习惯是：形式），改变人类的生活习惯是： 互联网互联网-通信技术通信技术 5）德国率先提出关“于工业）德国率先提出关“于工业4.0”的概念的概念 “互联网“互联网-通信技术”通信技术” + “装备智能装备智能 - 机器人机器人 - 数字化”数字化” = （CPS) CPS (Cyber physical systens) - 虚拟网络与实体物理系统的融合虚拟网络与实体物理系统的融合 1、话题引出、话题引出 11 5）互联网与通信技术）互联网与
7、通信技术 产生于上世纪末的互联网（过去也叫信息高速公路）及到本世纪的通信技术的发展，彻底改变了人民产生于上世纪末的互联网（过去也叫信息高速公路）及到本世纪的通信技术的发展，彻底改变了人民 的生活观。例如：的生活观。例如： 电子商务、手机（电子商务、手机（4G时代时代)以及未来图书馆、甚至将来学校等形式都会改变。以及未来图书馆、甚至将来学校等形式都会改变。 互联网互联网-通信技术通信技术 1、话题引出、话题引出 12 5）互联网与通信技术）互联网与通信技术 但是到本世纪，产生于上世纪末的互联网（过去也叫信息高速公路）及到本世纪的通信技术的发展，但是到本世纪，产生于上世纪末的互联网（过去也叫信息高
8、速公路）及到本世纪的通信技术的发展， 彻底改变了人民的生活观。例如：彻底改变了人民的生活观。例如： 电子商务、手机（电子商务、手机（4G时代时代)以及未来图书馆、甚至将来学校等形式都会以及未来图书馆、甚至将来学校等形式都会 改变。改变。 互联网互联网-通信技术通信技术 有一个统计：有一个统计： 1950年几个人用一台电脑年几个人用一台电脑 1980年一个人用一台电脑年一个人用一台电脑 2000年一个人用若干电脑年一个人用若干电脑 2010年一个人在用年一个人在用N台电脑台电脑 1、话题引出、话题引出 13 三个互联网功勋卓越的人：三个互联网功勋卓越的人： 蒂姆蒂姆 伯納斯伯納斯 李李 创新点：
9、设计成功第一个创新点：设计成功第一个 网页浏览器网页浏览器 温顿温顿 瑟夫瑟夫 创新点：创新点：TCP/IP协议协议 机互机互 联网架构联网架构 罗伯特罗伯特 卡恩卡恩 创新点：信息高创新点：信息高 速公路概念速公路概念 1、话题引出、话题引出 14 上个世纪中页，由于计算机技术的出现，数字技术与理论得到迅速发展，在辐射到制造业上的革命标志：上个世纪中页，由于计算机技术的出现，数字技术与理论得到迅速发展，在辐射到制造业上的革命标志： 人工（装备）智能人工（装备）智能-机器人机器人-数字化数字化 （具体讲将计算机的逻辑功能嵌入到机器上，使机器有判断和逻辑处理问题的能力（具体讲将计算机的逻辑功能嵌
10、入到机器上，使机器有判断和逻辑处理问题的能力-智能）智能） 但是到本世纪，产生于上世纪末的互联网（开始术语叫信息高速公路）及到本世纪的通信技术的发但是到本世纪，产生于上世纪末的互联网（开始术语叫信息高速公路）及到本世纪的通信技术的发 展，彻底改变了人民的生活观。例如：展，彻底改变了人民的生活观。例如： 电子商务、手机（电子商务、手机（3G,4G)以及未来图书馆、学校等形式改变，彻以及未来图书馆、学校等形式改变，彻 底改变人类的生活习惯。底改变人类的生活习惯。 互联网互联网-通信技术通信技术 5）德国率先提出关“于工业）德国率先提出关“于工业4.0”的概念的概念 “互联网“互联网-通信技术”通信
11、技术” + “装备智能装备智能 - 机器人机器人 - 数字化”数字化” = （CPS) CPS (Cyber physical systens) - 虚拟网络与实体物理系统的融合虚拟网络与实体物理系统的融合 1、话题引出、话题引出 15 6） “工业“工业4.0”的概念的概念 互联网互联网 + 装备智能装备智能 = 工业工业4.0 CPS (Cyber physical systens) - 虚拟网络与实体物理系统的融合虚拟网络与实体物理系统的融合 2、德国的工业、德国的工业4.0 16 2、德国的工业、德国的工业4.0 16 1）工业）工业4.0的由来的由来 * 2010年，德国政府公布了年
12、，德国政府公布了高科技战略高科技战略2020，提出一系列促进制造业发展的创新战略。，提出一系列促进制造业发展的创新战略。 * 2012年，德国政府又公布了年，德国政府又公布了十大未来项目十大未来项目，这是一个跨政府的联合行动计划，计划决定，这是一个跨政府的联合行动计划，计划决定 在在2012年年-2015年间开展这十大项目，投资年间开展这十大项目，投资84亿欧元。亿欧元。 * 工业工业4.0是这“十大未来项目”中的一个（是这“十大未来项目”中的一个（2亿欧元），任务是通过深度应用亿欧元），任务是通过深度应用 “ITC” (信息通信信息通信 技术），掌控生产到消费的全过程，实现高效生产（全生命周
13、期）的管理。技术），掌控生产到消费的全过程，实现高效生产（全生命周期）的管理。 德国政府在分析报告中预测德国政府在分析报告中预测：如果将实体的制造过程（全生命周期）完全智能化：如果将实体的制造过程（全生命周期）完全智能化 并与互联网（现代通信技术）的深度结合并与互联网（现代通信技术）的深度结合 (CPS ),会产生一场类似于第一、第二次工业革命和会产生一场类似于第一、第二次工业革命和 第三次科第三次科 技革命一样的效果所带来的制造业革命性浪潮。技革命一样的效果所带来的制造业革命性浪潮。 2、德国的工业、德国的工业4.0 17 1）工业）工业4.0的由来的由来 * 2010年，德国政府公布了年，
14、德国政府公布了高科技战略高科技战略2020，提出一系列促进制造业发展的创新战略。，提出一系列促进制造业发展的创新战略。 * 2012年，德国政府又公布了年，德国政府又公布了十大未来项目十大未来项目，这是一个跨政府的联合行动计划，计划决定，这是一个跨政府的联合行动计划，计划决定 在在2012年年-2015年间开展十大项目，投资年间开展十大项目，投资84亿欧元。亿欧元。 * 工业工业4.0是这“十大未来项目”中的一个（是这“十大未来项目”中的一个（2亿欧元），任务是通过深度应用亿欧元），任务是通过深度应用 “ITC” (信息通信信息通信 技术），掌控生产到消费的全过程，实现高效生产（全生命周期）的
15、管理。技术），掌控生产到消费的全过程，实现高效生产（全生命周期）的管理。 德国政府在分析报告中预测德国政府在分析报告中预测：如果将实体的制造过程（全生命周期）完全智能化：如果将实体的制造过程（全生命周期）完全智能化 并与互联网（现代通信技术）的深度结合并与互联网（现代通信技术）的深度结合 (CPS ),会产生一场类似于第一、第二次工业革命和会产生一场类似于第一、第二次工业革命和 第三次科第三次科 技革命一样的效果所带来的制造业革命性浪潮。技革命一样的效果所带来的制造业革命性浪潮。 2、德国的工业、德国的工业4.0 18 1）工业）工业4.0的由来的由来 * 2010年，德国政府公布了年，德国政府公布了高科技战略高科技战略2020，提出一系列促进制造业发展的创新战略。，提出一系列促进制造业发展的创新战略。 * 2012年，德国政府又公布了年，德国政府又公布了十大未来项目十大未来项目，这是一个跨政府的联合行动计划，计划
