工业4.0：《从世界级制造到工业4.0》说课讲解.ppt

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1、工工业4.04.0：从世界：从世界级制造到工制造到工业4.04.0祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0探秘工业4.0智能化制造智能化制造世界级制造世界级制造i 变革设计变革设计 工业工业4.0销研产模式销研产模式 智慧工厂的未来写生像智慧工厂的未来写生像 智能化生产臆想智能化生产臆想 从精益生产到美国从精益生产到美国AMT 世界级制造的四大特征世界级制造的四大特征 世界级制造的全球实践世界级制造的全球实践 工业工业4.0带来的制造革命带来的制造革命 中国制造型企业的出路中国制造型企业的出路 2015，本企业变革策划，本企业变革策划1910年代年代 福特生产方式福特生产方式大批量

2、生产大批量生产1960年代年代 丰田生产方式丰田生产方式精益生产精益生产20世纪世纪自动化自动化3D打印打印2000年代年代2011年年工业工业4.0智能化制造智能化制造18世纪世纪动力技术动力技术19世纪世纪机械化电气化机械化电气化1960年代年代TPS丰田生产方式丰田生产方式1985年年SCM供应链管理供应链管理1990年年LEAN精益生产精益生产1993年年ATM先进制造技术先进制造技术1996年年WCM世界级制造世界级制造工业革命进入工业革命进入V4.01950年代年代TQM全面质量管理全面质量管理中国企业尚处在由机械化迈向自动化的进程中中国企业尚处在由机械化迈向自动化的进程中比国际化

3、企业滞后比国际化企业滞后50年年祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0十字路口的中国企业十字路口的中国企业 在精益生产尚未完全消化、处于由机械化向自动化进程在精益生产尚未完全消化、处于由机械化向自动化进程中的中国企业，又暮然面对智能化制造的全球变革浪潮，如中的中国企业，又暮然面对智能化制造的全球变革浪潮，如何在补课的同时与世界潮流同步？如何有效推进制造变革、何在补课的同时与世界潮流同步？如何有效推进制造变革、更好地满足互联网、全球化时代的客户需求？更好地满足互联网、全球化时代的客户需求？祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0目目 录录第一章第一章 从精益生产到世界级

4、制造从精益生产到世界级制造第二章第二章 工业工业4.0全球变局全球变局【研讨研讨】中国企业的自动化推进中国企业的自动化推进祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0第一章第一章 从精益生产到世界级制造从精益生产到世界级制造1、全球三次制造中心大转移带来的启示、全球三次制造中心大转移带来的启示2、企业经营形态的三个层次、企业经营形态的三个层次3、制造技术百年发展历程、制造技术百年发展历程4、制造管理百年发展历程、制造管理百年发展历程5、从精益生产到世界级制造、从精益生产到世界级制造6、世界级制造的体系全貌、世界级制造的体系全貌7、工业、工业4.0与世界级制造的融合与世界级制造的融合8、

5、世界级制造，中国制造的必由之路、世界级制造，中国制造的必由之路祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0世界工厂世界工厂Made In欧洲欧洲美国美国日本日本中国中国1、全球三次制造中心大转移带来的启示、全球三次制造中心大转移带来的启示祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0OEMOEMODMODMOBMOBMOriginal Equipment Manufacture原始设备（产品）制造商原始设备（产品）制造商Original Design Manufacture原始设计（产品设计）制造商原始设计（产品设计）制造商Original Brand Manufacture原始

6、品牌（提供）商原始品牌（提供）商？第四阶段：第四阶段：知识产权知识产权/技术标准技术标准/咨询？咨询？2、企业经营形态的三个层次、企业经营形态的三个层次祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.02000 AMT是一门综合性、交叉性前沿学科和技术，在传统制造是一门综合性、交叉性前沿学科和技术，在传统制造技术的基础上，利用计算机技术、网络技术、控制技术、传感技术的基础上，利用计算机技术、网络技术、控制技术、传感技术与机光电一体化技术等最新进展，不断发展完善，涉及制技术与机光电一体化技术等最新进展，不断发展完善，涉及制造业生产与技术、经营管理、设计、制造、市场各个方面。造业生产与技术、经营

7、管理、设计、制造、市场各个方面。18世纪中叶世纪中叶1900手工作手工作业业动力动力技术技术机械化机械化加电气化加电气化制造业初步形成制造业初步形成|1800机械技术机械技术机电自动化技术机电自动化技术电子计算机问世电子计算机问世1946年年大批量生产大批量生产机械制造业机械制造业NC机床、机床、APT语言、语言、PDM等等数字化制造技术数字化制造技术先进制造技术先进制造技术先进制造业先进制造业3、制造技术百年发展历程、制造技术百年发展历程2011年年智能化制造智能化制造祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.02000美日美日贸易战贸易战|1985SCM19404、制造管理百年发展

8、历程、制造管理百年发展历程1980日本日本战后崛起战后崛起全球经济全球经济一体化一体化|1986WCM美国美国十余年十余年日本研究日本研究|1990LP|1993AMTTPS-JIT TQM19001920 零缺陷零缺陷 IE VE 统计抽样统计抽样ISO 6 19602011年年工业工业4.0祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.05、从精益生产到世界级制造、从精益生产到世界级制造Lean ean ProductionroductionWorld orld Class lass Manufacturinganufacturing日本冲击日本冲击 美国研究美国研究 美国反思美国反思

9、 美国创新美国创新Simplicity简化简化Lean精益精益祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.02000美日美日贸易战贸易战|1985SCM1950同根同源：从同根同源：从JIT到世界级制造到世界级制造1980日本日本战后崛起战后崛起全球经济全球经济一体化一体化|1986WCM美国美国十余年十余年日本研究日本研究|1990LP|1993AMTTPS-JIT祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0世界级制造：从小精益迈向大精益世界级制造：从小精益迈向大精益Lean Production精益精益（狭义精益（狭义精益Lean Lite）World Class Manuf

10、acturing世界级制造世界级制造（广义精益（广义精益Lean Extended）更更“忠实于忠实于”丰田生丰田生产方式的原型，东方哲理气产方式的原型，东方哲理气氛较浓重，将氛较浓重，将【消除浪费消除浪费】作为号召力。作为号召力。更突出西方重数据、严谨和定量更突出西方重数据、严谨和定量化的特色，特别抓住效果评估这一重化的特色，特别抓住效果评估这一重要环节，以要环节，以【提高库存周转提高库存周转】作为企作为企业打拼目标，更关注于消除供应链之业打拼目标，更关注于消除供应链之间的浪费。间的浪费。祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0Lean Production精益精益（狭义精益（狭

11、义精益Lean Lite）World Class Manufacturing世界级制造世界级制造（广义精益（广义精益Lean Extended）世界级制造跃上了扩展精益的新高度，其思想与技术在更高层次世界级制造跃上了扩展精益的新高度，其思想与技术在更高层次世界级制造跃上了扩展精益的新高度，其思想与技术在更高层次世界级制造跃上了扩展精益的新高度，其思想与技术在更高层次上与精益融合在一起，形成一个应用和评估相结合的系统，这些源于上与精益融合在一起，形成一个应用和评估相结合的系统，这些源于上与精益融合在一起，形成一个应用和评估相结合的系统，这些源于上与精益融合在一起，形成一个应用和评估相结合的系统，

12、这些源于各种新的管理理念各种新的管理理念各种新的管理理念各种新的管理理念从流程再造到六西格玛、从作业成本法到平衡从流程再造到六西格玛、从作业成本法到平衡从流程再造到六西格玛、从作业成本法到平衡从流程再造到六西格玛、从作业成本法到平衡记分法记分法记分法记分法的方法集合起来形成基于世界级体系的管理法则。的方法集合起来形成基于世界级体系的管理法则。的方法集合起来形成基于世界级体系的管理法则。的方法集合起来形成基于世界级体系的管理法则。同根同源的世界级制造和精益制造最终融合到了一起，形成新的同根同源的世界级制造和精益制造最终融合到了一起，形成新的同根同源的世界级制造和精益制造最终融合到了一起，形成新的

13、同根同源的世界级制造和精益制造最终融合到了一起，形成新的同根同源的世界级制造和精益制造最终融合到了一起，形成新的同根同源的世界级制造和精益制造最终融合到了一起，形成新的在在在在在在212121世纪企业在竞争获胜的强大武器世纪企业在竞争获胜的强大武器世纪企业在竞争获胜的强大武器世纪企业在竞争获胜的强大武器世纪企业在竞争获胜的强大武器世纪企业在竞争获胜的强大武器世界级制造将成为二十一世世界级制造将成为二十一世世界级制造将成为二十一世世界级制造将成为二十一世世界级制造将成为二十一世世界级制造将成为二十一世纪优秀制造的新标准。纪优秀制造的新标准。纪优秀制造的新标准。纪优秀制造的新标准。纪优秀制造的新标

14、准。纪优秀制造的新标准。WCMWCM的发展历程启示我们：在推广应用精益思想的同时，应充的发展历程启示我们：在推广应用精益思想的同时，应充的发展历程启示我们：在推广应用精益思想的同时，应充的发展历程启示我们：在推广应用精益思想的同时，应充分吸取世界级制造的优势。分吸取世界级制造的优势。分吸取世界级制造的优势。分吸取世界级制造的优势。祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0World orld Class lass Manufacturinganufacturing世界级制造世界级制造 “世界级制造世界级制造”是由美国学者施恩伯（是由美国学者施恩伯（Richard.Schonberge

15、r）在）在1986年首创的一个术语。年首创的一个术语。二十一世纪卓越制造的新标准二十一世纪卓越制造的新标准6、世界级世界级制造的体系全貌制造的体系全貌WCM世界级制造世界级制造世界级世界级品牌品牌精品精品质量质量商业商业模式模式核心核心能力能力发展发展模式模式营销模式营销模式研发模式研发模式生产模式生产模式SCM供应链管理供应链管理AMT先进制造技术先进制造技术智能化智能化制造制造服务型服务型制造制造6六西格玛六西格玛世界级制造大地图世界级制造大地图ZERO Consulting 零牌顾问机构零牌顾问机构祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.07、工业、工业4.0与世界级制造的融合

16、与世界级制造的融合Industry 4.0智能化智能化面对资源紧缺、能源转变、员工年龄结构改变和全球化面对资源紧缺、能源转变、员工年龄结构改变和全球化进程，以网络和空间分布系统、顺畅的通讯和信息高速进程，以网络和空间分布系统、顺畅的通讯和信息高速公路为技术基础，让网络技术进入制造业，实现工厂智公路为技术基础，让网络技术进入制造业，实现工厂智能化，大数据、云计算以及物联网都会用到第四次工业能化，大数据、云计算以及物联网都会用到第四次工业革命当中，第四次工业革命的范围却又超过了这些技术革命当中，第四次工业革命的范围却又超过了这些技术本身。本身。Smart Factory制造技术与信息技术融合制造技

17、术与信息技术融合产品个性化产品个性化生产人性化生产人性化祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0世界级制造大地图世界级制造大地图World Class ManufacturingZERO Consulting 零牌顾问机构零牌顾问机构编号：编号：ZERO-MAP00-2 工业工业4.0WCM世界级制造世界级制造世界级世界级品牌品牌精品精品质量质量商业商业模式模式核心核心能力能力发展发展模式模式营销模式营销模式研发模式研发模式生产模式生产模式SCM供应链管理供应链管理AMT先进制造技术先进制造技术智能化智能化制造制造服务型服务型制造制造6六西格玛六西格玛世界级制造大地图世界级制造大地

18、图ZERO Consulting 零牌顾问机构零牌顾问机构祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0创新：突破瓶颈的必由之路创新：突破瓶颈的必由之路 创新是指为了发展的需要，运用已知的信息，不断突破常创新是指为了发展的需要，运用已知的信息，不断突破常规，发现或产生某种新颖、独特的有社会价值或个人价值的新规，发现或产生某种新颖、独特的有社会价值或个人价值的新事物、新思想的活动。事物、新思想的活动。Innovation 创创新新【“创创”】打破既有打破既有突破常规突破常规【“新新”】新颖，与旧不同新颖，与旧不同独特，与众不同独特，与众不同祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.

19、08、世界级制造，中国制造的必由之路、世界级制造，中国制造的必由之路面向顾客的营销创新面向顾客的营销创新面向顾客的营销创新面向顾客的营销创新提高核心流程的有效性提高核心流程的有效性提高核心流程的有效性提高核心流程的有效性业务结构业务结构业务结构业务结构 /业务财务模型业务财务模型业务财务模型业务财务模型产品产品产品产品/服务服务服务服务/市场市场市场市场创新创新创新创新商业模式商业模式商业模式商业模式创新创新创新创新运营创新运营创新运营创新运营创新面向顾客面向顾客面向内部面向内部面向未来面向未来创新跑道：三种创新模式创新跑道：三种创新模式祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0跨界

20、创新跨界创新方向性创新方向性创新跨界创新跨界创新 用可预测的流程、根据相用可预测的流程、根据相当明确的层次改善一种产品。当明确的层次改善一种产品。方向性创新例子代表大部方向性创新例子代表大部分创新，我们身边处处可见，例分创新，我们身边处处可见，例如流程优化。如流程优化。方向性创新可以合理地预方向性创新可以合理地预测，相当快地获得成果。测，相当快地获得成果。跳脱旧有，开创新局，改跳脱旧有，开创新局，改变世界。变世界。跨界创新通常会为新领域跨界创新通常会为新领域开辟坦途，使创造新方向的人成开辟坦途，使创造新方向的人成为自己所开创领域的领袖。为自己所开创领域的领袖。虽然跨界创新很激烈，却虽然跨界创新

21、很激烈，却可以用或大或小的方式完成，可以用或大或小的方式完成，交叉创新（创造力）交叉创新（创造力）交叉创新（创造力）交叉创新（创造力）线性创新（效率）线性创新（效率）线性创新（效率）线性创新（效率）祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.01、人类文明进程、人类文明进程2、人类进入第四次工业革命、人类进入第四次工业革命3、三种企业、三种企业经营经营模式模式4、工业、工业4.0德国国家战略德国国家战略5、智能化制造的五大特征、智能化制造的五大特征6、工业、工业4.0的三大支柱的三大支柱7、工业、工业4.0呼唤组织和管理变革呼唤组织和管理变革第二章第二章 工业工业4.0全球变局全球变局祖

22、林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.01、人类文明进程人类文明进程农耕文明农耕文明商业文明商业文明工业文明工业文明文明是人类所创造的文明是人类所创造的物质财富和精神财富物质财富和精神财富的总和，包括物质文的总和，包括物质文明和精神文明。明和精神文明。Civilization文明是一种先进的社会和文文明是一种先进的社会和文化发展状态以及到达这一状化发展状态以及到达这一状态的过程，其涉及的领域包态的过程，其涉及的领域包括民族意识、技术水准、礼括民族意识、技术水准、礼仪规范、宗教思想、风俗习仪规范、宗教思想、风俗习惯以及科学知识的发展等。惯以及科学知识的发展等。祖林祖林 从世界级制造到工

23、业从世界级制造到工业4.0 由农民在长期农业生产中形成的一种适应农业生产、生由农民在长期农业生产中形成的一种适应农业生产、生活需要的国家制度、礼俗制度、文化教育等的文化集合，农活需要的国家制度、礼俗制度、文化教育等的文化集合，农耕文明的重要表现为男耕女织、规模小、分工简单，不用于耕文明的重要表现为男耕女织、规模小、分工简单，不用于商品交换。商品交换。农耕文明地带主要集中在北纬农耕文明地带主要集中在北纬20度到度到40度之间，这里也度之间，这里也是人类早期文明的发源地域。农耕文明一直延续到工业革命是人类早期文明的发源地域。农耕文明一直延续到工业革命之前，人们以农业为主，政治体制一般实行君主制或君

24、主专之前，人们以农业为主，政治体制一般实行君主制或君主专制，社会结构呈现为金字塔形。农耕文明发源于大河流域，制，社会结构呈现为金字塔形。农耕文明发源于大河流域，它是工业文明的摇篮。它是工业文明的摇篮。Farming Civilization农耕农耕文明文明 农耕文明是人类史上的第一种文明形态。原始农业和原农耕文明是人类史上的第一种文明形态。原始农业和原始畜牧业、古人类的定居生活等的发展，使人类从食物的采始畜牧业、古人类的定居生活等的发展，使人类从食物的采集者变为食物的生产者，是第一次生产力的飞跃，人类进入集者变为食物的生产者，是第一次生产力的飞跃，人类进入农耕文明。农耕文明。祖林祖林 从世界级

25、制造到工业从世界级制造到工业4.0 以商业或工商业为发展中心，以商业财富、物质文明为以商业或工商业为发展中心，以商业财富、物质文明为支持，创造和发展高度的精神文明，如高等文学、高等艺术、支持，创造和发展高度的精神文明，如高等文学、高等艺术、高等教育和高等科学，改善居民福利水平，以商业发展带动高等教育和高等科学，改善居民福利水平，以商业发展带动城市和国家发展。城市和国家发展。商业文明起源于商业文明起源于15世纪末的荷兰，世纪末的荷兰，1602年荷兰联合东印年荷兰联合东印度公司成立、度公司成立、1609年阿姆斯特丹股票交易所诞生、年阿姆斯特丹股票交易所诞生、17世纪中世纪中叶荷兰全球商业地位的确立

26、叶荷兰全球商业地位的确立Commercial Civilization商业商业文明文明祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0Industrial Civilization工业工业文明文明 以工业化为重要标志、机械化大生产占主导地位的一种以工业化为重要标志、机械化大生产占主导地位的一种现代社会文明状态，其主要特点有：现代社会文明状态，其主要特点有：工业化工业化 城市化城市化 法制化与民主化法制化与民主化 社会阶层流动性增强社会阶层流动性增强 教育普及教育普及 消息传递加速消息传递加速 非农业人口比例大幅度增长非农业人口比例大幅度增长 经济持续增长经济持续增长等，这些特征也可视作推动

27、传统农耕文明向工业文明转轨的等，这些特征也可视作推动传统农耕文明向工业文明转轨的重要因素。重要因素。祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.02、人类进入第四次工业革命人类进入第四次工业革命 萌芽于萌芽于1730年代，开始于年代，开始于1760年代，资本主义生产完年代，资本主义生产完成了从工场手工业向机器大工业过渡的阶段，以机器取代成了从工场手工业向机器大工业过渡的阶段，以机器取代人力，以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的一场人力，以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的一场生产与科技革命，机器的发明及运用成为了这个时代的标生产与科技革命，机器的发明及运用成为了这个时代的标志，因

28、此历史学家称这个时代为志，因此历史学家称这个时代为“机器时代机器时代”（the Age of Machines）。）。The Industrial Revolution 工业革命工业革命1910年代年代 福特生产方式福特生产方式大批量生产大批量生产1960年代年代 丰田生产方式丰田生产方式精益生产精益生产20世纪世纪自动化自动化3D打印打印2000年代年代2011年年工业工业4.0智能化制造智能化制造18世纪世纪动力技术动力技术19世纪世纪机械化电气化机械化电气化1960年代年代TPS丰田生产方式丰田生产方式1985年年SCM供应链管理供应链管理1990年年LEAN精益生产精益生产1993年年

29、ATM先进制造技术先进制造技术1996年年WCM世界级制造世界级制造工业革命进入工业革命进入V4.01950年代年代TQM全面质量管理全面质量管理中国企业尚处在由机械化迈向自动化的进程中中国企业尚处在由机械化迈向自动化的进程中比国际化企业滞后比国际化企业滞后50年年祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.02000 AMT是一门综合性、交叉性前沿学科和技术，在传统制造是一门综合性、交叉性前沿学科和技术，在传统制造技术的基础上，利用计算机技术、网络技术、控制技术、传感技术的基础上，利用计算机技术、网络技术、控制技术、传感技术与机光电一体化技术等最新进展，不断发展完善，涉及制技术与机光电

30、一体化技术等最新进展，不断发展完善，涉及制造业生产与技术、经营管理、设计、制造、市场各个方面。造业生产与技术、经营管理、设计、制造、市场各个方面。18世纪中叶世纪中叶1900手工作手工作业业动力动力技术技术机械化机械化加电气化加电气化制造业初步形成制造业初步形成|1800机械技术机械技术机电自动化技术机电自动化技术电子计算机问世电子计算机问世1946年年大批量生产大批量生产机械制造业机械制造业NC机床、机床、APT语言、语言、PDM等等数字化制造技术数字化制造技术先进制造技术先进制造技术先进制造业先进制造业 百年制造发展历程百年制造发展历程2011年年智能化制造智能化制造祖林祖林 从世界级制造

31、到工业从世界级制造到工业4.02000美日美日贸易战贸易战|1985SCM1940 制造管理百年发展历程制造管理百年发展历程1980日本日本战后崛起战后崛起全球经济全球经济一体化一体化|1986WCM美国美国十余年十余年日本研究日本研究|1990LP|1993AMTTPS-JIT TQM19001920 零缺陷零缺陷 IE VE 统计抽样统计抽样ISO 6 19602011年年工业工业4.0第一次第一次工业革命工业革命机械化机械化创造了机器工厂的创造了机器工厂的“蒸汽时代蒸汽时代”1784年，年，出现了第一台机械织布机出现了第一台机械织布机第二次第二次工业革命工业革命流线化流线化将人类带入分工

32、明确、将人类带入分工明确、大批量生产的流水线模式大批量生产的流水线模式和电气时代和电气时代第三次第三次工业革命工业革命自动化自动化应用电子应用电子信息技术信息技术进一步进一步提高生产提高生产自动化水平自动化水平传送带方式与传送带方式与1870年年开始在辛辛那提屠宰场使用开始在辛辛那提屠宰场使用1969年年第一款第一款PLC 诞生诞生第四次第四次工业革命工业革命智能化智能化开始应用开始应用信息物理融合系统信息物理融合系统（CPS）复杂程度复杂程度从工业从工业1.0到工业到工业4.0180019002000今天今天祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0 第一次工业革命第一次工业革命机

33、械化机械化从从18世纪末开始，蒸汽机逐步取代人力。世纪末开始，蒸汽机逐步取代人力。当时，机器采用集中动力驱动，动力从上当时，机器采用集中动力驱动，动力从上空的动力轴通过皮带传给机器。空的动力轴通过皮带传给机器。祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0 第二次工业革命第二次工业革命流水线生产流水线生产始于始于1913年美国人福特采用流水线制造年美国人福特采用流水线制造汽车，规格化生产，成本大大下降，价格汽车，规格化生产，成本大大下降，价格从从850US$降到降到370US$。但同时也大大。但同时也大大地放弃了个性化。地放弃了个性化。机器和流水线开始逐步由电驱动，更易控机器和流水线开始

34、逐步由电驱动，更易控制。制。祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0 第三次工业革命第三次工业革命自动化自动化1974年可编程逻辑控制器（年可编程逻辑控制器（PLC）面世，）面世，迈出了微处理器控制工业应用的第一步。迈出了微处理器控制工业应用的第一步。之后，硬件水平、集成度不断提高，之后，硬件水平、集成度不断提高，PID、自适应、自学习等各种复杂的控制策略被自适应、自学习等各种复杂的控制策略被广泛使用。广泛使用。一个典型的例子是汽车工业。日本汽车工一个典型的例子是汽车工业。日本汽车工业以精益生产和自动化在业以精益生产和自动化在20年之内抢占世年之内抢占世界三分之一市场；德国汽车工业

35、通过界三分之一市场；德国汽车工业通过PLC程序灵活地不断改进，稳占世界半壁江山。程序灵活地不断改进，稳占世界半壁江山。祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0 第四次工业革命第四次工业革命Industry 4.0智能化智能化面对资源紧缺、能源转变、员工年龄结构改变和全球化面对资源紧缺、能源转变、员工年龄结构改变和全球化进程，以网络和空间分布系统、顺畅的通讯和信息高速进程，以网络和空间分布系统、顺畅的通讯和信息高速公路为技术基础，让网络技术进入制造业，实现工厂智公路为技术基础，让网络技术进入制造业，实现工厂智能化，大数据、云计算以及物联网都会用到第四次工业能化，大数据、云计算以及物联

36、网都会用到第四次工业革命当中，第四次工业革命的范围却又超过了这些技术革命当中，第四次工业革命的范围却又超过了这些技术本身。本身。Smart Factory制造技术与信息技术融合制造技术与信息技术融合产品个性化产品个性化生产人性化生产人性化祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0Industry 4.018世纪末世纪末20世纪初世纪初电力广泛应用电力广泛应用电子、电子、IT、工业机器人工业机器人工业工业3.0工业工业2.0工业工业1.0复复杂杂程程度度时间时间工业工业4.020世纪中后期世纪中后期21世纪世纪 从工业从工业1.0到工业到工业4.0祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制

37、造到工业4.0CPS 信息物理融合系统信息物理融合系统制造技术制造技术 与与 信息技术融合信息技术融合降低集中控制度，增加生产设备的自主降低集中控制度，增加生产设备的自主控制，把分散的、自主的、智能化的制控制，把分散的、自主的、智能化的制造设备通过网络紧密地联接在一起，具造设备通过网络紧密地联接在一起，具有更开放、更积极通讯的系统结构，更有更开放、更积极通讯的系统结构，更具动态性和灵活性，从而能发掘出更多具动态性和灵活性，从而能发掘出更多优化的可能。优化的可能。由传感器、控制电脑、执行器以及网络由传感器、控制电脑、执行器以及网络组合的控制系统组合的控制系统，强调实体装置和电脑，强调实体装置和电

38、脑网络的连结，借用技术手段实现人的控网络的连结，借用技术手段实现人的控制在时间、空间等方面的延伸，本质就制在时间、空间等方面的延伸，本质就是人、机、物的融合。是人、机、物的融合。Cyber-Physical System起核心作用的起核心作用的祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0产品个性化产品个性化迎合顾客对产品个性化、多样化、不断迎合顾客对产品个性化、多样化、不断改变的要求，高度灵活的工厂通过现代改变的要求，高度灵活的工厂通过现代化手段、以大批量生产的成本制造批产化手段、以大批量生产的成本制造批产量为量为 1 的产品。的产品。从某种意义上说，回到从某种意义上说，回到了第一次工

39、业革命之前。了第一次工业革命之前。顾客与工厂频繁交流沟通，在合同前、顾客与工厂频繁交流沟通，在合同前、下订单后以及设计、加工、装配和调试下订单后以及设计、加工、装配和调试各阶段，顾客甚至可以在生产过程中改各阶段，顾客甚至可以在生产过程中改善订单细节。善订单细节。Flexibility以超高柔性满足客户个性化需求以超高柔性满足客户个性化需求祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0 通过工厂智能化，员工拥有灵活的工通过工厂智能化，员工拥有灵活的工作时间，因此工作更安心了。作时间，因此工作更安心了。利用网络，生产可以分散，从而分散利用网络，生产可以分散，从而分散能源供应。能源供应。利用网

40、络，员工可以就近甚至在家里利用网络，员工可以就近甚至在家里上班。上班。Smart Factory生产人性化生产人性化祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.03、三种企业、三种企业经营经营模式模式PROResourcesOpportunity Product基于产品竞争基于产品竞争基于资源优势基于资源优势基于市场机会基于市场机会*中国石化中国石化*中国移动中国移动*江门红石房地产江门红石房地产*小米手机小米手机祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.04、工业工业4.0德国国家战略德国国家战略Industry 4.0 “第四次工业革命第四次工业革命”（Industrie 4

41、.0）最早是在）最早是在 2011 年汉诺威博览会上、由三位大学教授提出来的。年汉诺威博览会上、由三位大学教授提出来的。制造业在德国的国民经济中创造的价值占制造业在德国的国民经济中创造的价值占26%，作为提，作为提升传统制造业的战略发展方向，工业升传统制造业的战略发展方向，工业4.0项目研究组在项目研究组在2012年年10月月2日向德国联邦政府提交了日向德国联邦政府提交了112页的实施报告，这是页的实施报告，这是一场有组织的革命，德国三大协会有史以来第一次搭建了一一场有组织的革命，德国三大协会有史以来第一次搭建了一个联合工作平台，个联合工作平台，2013年年4月开始关于工业月开始关于工业4.0

42、的全面系统研的全面系统研究。究。机械设备制造协会（机械设备制造协会（VDMA）电子工业中央联盟（电子工业中央联盟（ZVEI）信息通讯新媒体协会（信息通讯新媒体协会（BITKOM）祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0 “工业工业4.0”研究项目由德国联邦教研部与联邦经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，并已上升为国家战略。动下形成，并已上升为国家战略。Industry4.0德国高科技战略计划首位德国高

43、科技战略计划首位祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0 工业工业4.0德国国家战略德国国家战略 德国人德国人坚信人类无论如何创新，都颠覆不了对产品坚信人类无论如何创新，都颠覆不了对产品的需求，颠覆不了对优秀而稳定的品质的需求。的需求，颠覆不了对优秀而稳定的品质的需求。德国人并未自绝于互联网时代，德国人并未自绝于互联网时代，“工业工业4.0”恰恰是恰恰是德国人基于对信息化时代的来临，和对自身优势深刻的德国人基于对信息化时代的来临，和对自身优势深刻的理解后综合出来的个性化战略。理解后综合出来的个性化战略。德国人自认自己的本分是制造，人类永远需要制造，德国人自认自己的本分是制造，人类永

44、远需要制造，人类已进入信息化时代，他们只是把信息化融入进自己人类已进入信息化时代，他们只是把信息化融入进自己本来的优势上，以创造出自己符合时代与个性的进一步本来的优势上，以创造出自己符合时代与个性的进一步优势！优势！德国，不提互联网，却缔造工业德国，不提互联网，却缔造工业4.0祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.019411960198020002020 工业工业4.0的环境基础的环境基础祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0高精度高品质多品种小批量的高精度高品质多品种小批量的智能产品智能产品绿色生产绿色生产清洁、资源利用率高的可持续发展清洁、资源利用率高的可持续发

45、展智能工厂智能工厂位于城市的城市生产位于城市的城市生产 工业工业4.0的时代呼唤的时代呼唤祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.05、智能化制造的五大特征、智能化制造的五大特征A、全网络化、全网络化B、工件控制工厂、工件控制工厂C、自动物料配送、自动物料配送D、工件自带信息、工件自带信息E、完美防错系统、完美防错系统Smart Factory祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0 中小企业现场学习中小企业现场学习 精益实践零距离互动精益实践零距离互动全全网络化网络化 完美完美防错系统防错系统 工件工件控制工厂控制工厂 自动自动物料配送物料配送 工件工件自带信息自带信息

46、 所有加工设备、待加工部件所有加工设备、待加工部件 及及其运输小车其运输小车、装料机器手都装、装料机器手都装有有 CPS（人机物融合系统），（人机物融合系统），都具有无线上网功能。都具有无线上网功能。待加工部件不通过中央控制器，待加工部件不通过中央控制器，直接与加工设备联系确定，到直接与加工设备联系确定，到哪台设备进行哪些加工。哪台设备进行哪些加工。负责下道工序的加工设备直接负责下道工序的加工设备直接调用待加工件，独立自主的运调用待加工件，独立自主的运输小车根据地下铺设的感应线输小车根据地下铺设的感应线路，把工件送给装料机器手。路，把工件送给装料机器手。所有后续工序需要的产品信息，所有后续工序

47、需要的产品信息，包括生产销售文件都由各工件包括生产销售文件都由各工件自己携带。自己携带。如果出现差错，或顾客的特别如果出现差错，或顾客的特别要求与现有的要求与现有的 CAM 数据不符，数据不符，研发部的工程师会立刻得到报研发部的工程师会立刻得到报警，补充改进措施会立刻在一警，补充改进措施会立刻在一个虚拟的试验环境下检查，然个虚拟的试验环境下检查，然后发给工件。后发给工件。智能化制造的五大特征智能化制造的五大特征祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.06、工业工业4.0的三大支柱的三大支柱M E S制制 造造执执 行行系系 统统P L M虚虚 拟拟与与 现现 实实的的 结结 合合In

48、dustry 4.0CPS信信 息息物物 理理融融 合合系系 统统祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0 MES 制造执行系统制造执行系统自动化层和自动化层和MES之间的对接无缝之间的对接无缝化，跨越企业实化，跨越企业实现柔性生产现柔性生产，所所有的信息实时可有的信息实时可用，为生产网络用，为生产网络化环节所用。化环节所用。MES系统会不断系统会不断跟踪库存量，一跟踪库存量，一旦库存达到了一旦库存达到了一定限值，会从你定限值，会从你的的ERP（企业资（企业资源计划）系统发源计划）系统发电子信息给供应电子信息给供应商，中间没有任商，中间没有任何人为的干预。何人为的干预。通过通过ED

49、I（电子（电子数据交换）方式数据交换）方式实现所有管理。实现所有管理。ERP系统以及供系统以及供应商可以计算所应商可以计算所有成本，根据现有成本，根据现有机器运转情况有机器运转情况确定供货最大量确定供货最大量或者最优价格，或者最优价格，所有这些都毋需所有这些都毋需人参与和干涉，人参与和干涉，ERP系统可以做系统可以做出决策建议，实出决策建议，实现企业与供应商现企业与供应商之间的最佳交流。之间的最佳交流。机器上有芯片，所携带的算法能够帮助机器上有芯片，所携带的算法能够帮助设备做出更加正确的决定。设备做出更加正确的决定。祖林祖林 从世界级制造到工业从世界级制造到工业4.0 虚拟与现实的结合虚拟与现

50、实的结合基于共同的数字化企业平台进行基于共同的数字化企业平台进行产品的设计和生产工程的集成，产品的设计和生产工程的集成，包括所有设计和规划等软件，也包括所有设计和规划等软件，也就是产品设计以及工程当中的数就是产品设计以及工程当中的数字化世界和真实世界的融合字化世界和真实世界的融合，有，有效效应对生产效率越来越高、产品应对生产效率越来越高、产品周期越来越短、产品变形越来越周期越来越短、产品变形越来越多等方面的挑战。多等方面的挑战。“现实制造现实制造”和和“虚拟呈现虚拟呈现”融合融合Product Lifecycle Management在生产规划时，在生产规划时，PLM软件虚拟开软件虚拟开发每个