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1、2010年年，中国工业总产值占全球中国工业总产值占全球工业总值的比重已经达到工业总值的比重已经达到19.9%，超超过美国成为全球第一制造业大国过美国成为全球第一制造业大国。美美国以国以18%排第二排第二，日本第三日本第三，德国第德国第四四。美国美国日本日本欧盟欧盟台湾台湾 .世界制造世界制造 产业链的产业链的 转移转移规模扩大规模扩大装备升级装备升级技术提升技术提升.我国制造我国制造 业水平不业水平不 断提升断提升我国世界我国世界制造大国制造大国的地位的地位，是在是在承接世界制造承接世界制造 链的转移和我国制造业水平不断提升链的转移和我国制造业水平不断提升的过程中逐渐的过程中逐渐 形成的形成的
2、。世界制造大国世界制造大国生产制造大国生产制造大国处于世界产业价值链的低端处于世界产业价值链的低端全球产业价值分配全球产业价值分配研发研发 活动活动高技高技 术零术零 部件部件简单简单 零部零部 件件 组装组装市场与市场与 营销营销生产性生产业服务业价值链价值链价值链价值链微笑曲线微笑曲线信息与管理密集信息与管理密集信息与管理密集信息与管理密集劳动密集劳动密集劳动密集劳动密集技术与资本密集技术与资本密集技术与资本密集技术与资本密集全球产业价值链全球产业价值链附加值附加值我们我们传统的工厂传统的工厂是从设计到开模生产是从设计到开模生产，需要投入大量设备需要投入大量设备、 资金和人力资金和人力，如
3、今有了三维印制机如今有了三维印制机，只要在电脑上设计只要在电脑上设计，就可三就可三 维打印出零部件和产品维打印出零部件和产品，包括航空航天包括航空航天、汽车摩托车汽车摩托车、各种装备各种装备 等复杂产品的精密零件及各种生活和工业用品等复杂产品的精密零件及各种生活和工业用品，这种新型工艺的这种新型工艺的 应用具有无限可能应用具有无限可能，并可大幅降低制造的门槛并可大幅降低制造的门槛。 计算机软件计算机软件、新型材料新型材料、更灵活的机器更灵活的机器、新工艺新工艺（特别是三特别是三 维打印维打印），以及网络上提供的各种软体服务以及网络上提供的各种软体服务，这些新科技的汇聚这些新科技的汇聚 使使工厂
4、将逐渐告别大批量生产工厂将逐渐告别大批量生产，进入完全客户化定制进入完全客户化定制，以更低的以更低的 成本成本、更高的效率和质量生产更多样化的产品更高的效率和质量生产更多样化的产品，满足不同顾客的满足不同顾客的 不同需求不同需求。The Third Industrial Revolution 第三次工业革命第三次工业革命当前当前，第三次革命第三次革命 正在展开正在展开，这就是这就是制造制造 业的数字化业的数字化。制造业数制造业数 字化为传统制造业的面字化为传统制造业的面 貌和生产方式正在带来貌和生产方式正在带来 巨大改变巨大改变 。所有革命都要进行一场所有革命都要进行一场 惨烈的淘汰惨烈的淘汰
5、，不会以人的意不会以人的意 志为转移志为转移。第三波工业革命第三波工业革命 也不例外也不例外，就像之前两波工就像之前两波工 业革命都曾淘汰若干行业和业革命都曾淘汰若干行业和 劳工劳工，未来制造业势必再出未来制造业势必再出 现一场优胜劣败的大洗牌现一场优胜劣败的大洗牌， 工厂需要的劳工将越来越少工厂需要的劳工将越来越少， 但需要更高的技能但需要更高的技能。当工厂需要的劳工减少当工厂需要的劳工减少，工资占生产成本的比重也会降工资占生产成本的比重也会降 低低，从而改变目前到工资低的海外国家设厂的模式从而改变目前到工资低的海外国家设厂的模式，跨国企跨国企 业将逐渐把工厂搬回国内业将逐渐把工厂搬回国内，
6、以便设计人员能够和生产线更密以便设计人员能够和生产线更密 切合作切合作，同时更能贴近客户并迅速回应其需求同时更能贴近客户并迅速回应其需求。先进发达国家先进发达国家先进发达国家先进发达国家的应对策略的应对策略的应对策略的应对策略 2009年1月，美国IBM公司提出了“智慧地球(Smarter Planet)”概念。 2009年4月，新西兰政府推出了新西兰数字战略2.0 2009年6月，英国出台了“数字英国(Digital Britain)”战略。 2009年7月，日本推出了i-Japan战略2015。 2009年9月，韩国出台了I T韩国未来战略研究。 2010年5月，欧盟推出了信息化战略行动计
7、划以应对当前欧盟的金融危机。 2010年，奥巴马政府签署规模为170亿美元的美国制造业促进法案 ；2011年6月，又启动了美国先进制造伙伴计划 2011年4月，德国首次提出了工业4.0发展战略，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，提高德国工业的综合竞争力。欧盟“信息化战略行动计划”欧盟“信息化战略行动计划”欧盟“信息化战略行动计划”是欧洲数字计划七项旗舰举措中的一项，可促进经济的明显增长，使社会各领域都能享受数字时代带来的快捷和便利。增强数字化文化技能 和包容性更强的互操作性更快的互联网接入应用信息和通信技术应对 气候变化和人口老龄化更多的研发投资增强互联网的信任度 和安全性统一数字
8、市场的建立“信息化战略行动计划” 七大领域美国“先进制造伙伴”计划美国“先进制造伙伴”计划为了巩固制造业竞争优势并确保其在世界制造强国中的领先地位，美国提出并启动了 “先进制造伙伴（Advanced Manufacturing Partnership）”计划，并投入5亿美元推动这项工作。 主题词：3D打印、物联网、制造回归、先进材料、新一代机器人、自动化生产线、节能制造工艺时间时间复复 杂杂 程程 度度工业革命工业革命1.018世纪末1784工业革命工业革命2.020世纪初电力广泛应用蒸汽机工业革命工业革命3.0电子、IT、工 业机器人工业革命工业革命4.0信息物联系统Industry4.0德
9、国高科技战略计划首位德国高科技战略计划首位工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产Industry4.0德国高科技战略计划首位德国高科技战略计划首位“工业4.0” 研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术 部联手资助，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形成，并已上升 为国家级战略。德国联邦政府投入达2亿欧元。Industry 4.0德国高科技战略计划两大主题：智慧工厂、智能生产智慧工厂重点研究智能化生产系统及过程重点
10、研究智能化生产系统及过程，以及网络化以及网络化 分布式生产设施的实现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主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动人机互动、 3D打印以及增材制造等技术在工业生产过程中打印以及增材制造等技术在工业生产过程中 的应用等的应用等工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产智慧工厂的流程基于云安全网络智能物料智能物料智能产品智能产品云安全网络智慧工厂智慧工厂2N2N 智慧工厂智慧工厂1 1智能智能 机床机床1智能智能 机床机床2面向机床的面向机床的APPAPP平台平台信息物
11、理生产系统信息物理生产系统机床间通信机床间通信工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产面向智慧工厂的室内精确定位工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产面向智慧工厂的APP商店下载量身定制的用户界面工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产智慧工厂中的机器人技术今天今天明天明天机器人不再被固定在机器人不再被固定在 安全工作地点而是与人一起协同工作安全工作地点而
12、是与人一起协同工作新一代轻量化新一代轻量化，灵活的机器人与人类在智能工厂一起协同工作灵活的机器人与人类在智能工厂一起协同工作工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产智慧工厂中的智能装配DFKI研发的抽象产品记忆系统用于自适应抓取和智能产品装配研发的抽象产品记忆系统用于自适应抓取和智能产品装配在头部安装立体相在头部安装立体相 机机，在手臂靠近物在手臂靠近物 体的地方安装体的地方安装3D3D摄摄 像头像头机器人利用左手内部天线从产品内存中读取尺寸机器人利用左手内部天线从产品内存中读取尺寸、 重量和加持点重量和加持点，同
13、时机器人能够从信息物理系统同时机器人能够从信息物理系统 中获得产品装配说明书中获得产品装配说明书工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产智慧工厂的车间基于无线、RFID、传感器和服务的架构工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产智慧工厂的布局面向服务的工厂系统布局服务库硬件无关硬件无关 抽象服务抽象服务硬件相关硬件相关 设备控制设备控制现场层工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能
14、生产从智慧工厂到智能生产Industry 4.0德国高科技战略计划两大主题：智慧工厂、智能生产三个设想：产品、设施、管理产品：集成有动态数字存储器、感知和通信能力，承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必需信息设施：由整个生产价值链所集成，可实现自组织管理：能够根据当前的状况灵活决定生产过程工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业4.0下的产品特点 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产品是一个agent产品会影响其所在环境产品具有自监测功
15、能产品会对其自身状态和环境进行监测我生产于2010 年4月30日，5 月3日出厂请握中间已经打开2分 钟了，请盖上工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业4.0自动化-信息物理系统（CPS）通过价值链实现横向集成通过价值链实现横向集成跨整跨整 个价个价 值链值链 的工的工 程程工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业4.0自动化-信息物理系统（CPS）垂直集成与网络化制造垂直集成与网络化制造在明天的智慧工厂在明天的智慧工厂，生产结构不会是固定的生产结构不会是固定的，预定义的预定义的。相反相反，一组一组IT 配置的配置的 规则将被定义规则将被定义，可以根据具体情况可以根据具体情况 进行工厂结构的拓扑结构配置组进行工厂结构的拓扑结构配置组 合合，其中包括针对模型其中包括针对模型，数据数据，通信和计算通信和计算 算法的所有相关要求算法的所有相关要求。工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业工业4.04.0从智慧工厂到智能生产从智慧工厂到智能生产工业4.0的标准规范工业工业4.0 智慧工厂智慧工厂标准标准EMMA: 多模式工业辅多模式工业辅 助系统助系统OMM: 语义产品内存语义产品内存USDL:
