智能制造行业：工业4.0与智能制造解决方案

工业4.0及其智能制造工业互联网及智能制造2025未来制造业目录智慧工厂需要稳定的无线流量、可靠的安全策略、可视化集中管控、移动APP运维，去支持物联网扩展，实时监测、自动调控办公室温度、湿度、光照等环境因素，助力企业打造舒适的智慧办公环境，能方便及时地掌握诸如网络拓扑结构、网络性能统计、网络故障等信息；可以实现移动管理整个厂区网络，随时随地网络运维。统一管理全区的无线AP、楼层交换机、IoT传感器等，实现万物互联；中心控制器集无线AC、身份认证、大数据收集分析、上网行为管理和审计、无线有线运维、物联网平台于一体；员工办公、访客网络和无线生产实现三网安全隔离，确保网络安全性；无线生产网采用同频组网技术，接入无线扫码枪、无线摄像头、移动叉车、AG V无人搬运车等，不允许其他终端接入，保证生产网络的正常运行；员工办公和访客移动终端使用不同的SSID，内部员工通过账号密码接入无线网络，PDA等办公移动终端使用PSK+MAC地址白名单接入网络，保证只允许受信任的终端接入 在企业销售链实施智能物流、智能安防等应用。在仓储、调度、跟踪监控和产品追溯等环节实现对物品、集装箱、车辆和人员的全程状态监测和智能调度，构建高效率、低成本和安全的现代物流体系。利用物联网技术建设企业内的智能安防系统，构建智能化、全方位、立体安防体系和高效的智能楼宇管理系统。 工业4.0 一产品定位：项目为构建基于云计算、大数据、移动互联网等最新信息技术和移动防爆智能终端技术的、软硬件相结合的智能化安全管理云系统。产品功能：实现生产状态和安全信息的实时数据采集、远程通讯、事故建模、风险分析、智能推演、预报预警、应急处置辅助决策等功能，为政府安全监管、企业安全生产管理以及事故应急处置服务。 老龄化社会带来的劳动力减少资源匮乏，能效仍需提升产业转移带来的国内制造业空心化发展中国家技术实力不断增强经济全球化中，需要对市场做出快速响应保持制造业国际领先地位所需的标准化需要根据消费者需求，实现差异化、个性化的生产制造业占据全国GDP的25%、出口总额的60%，影响极大12356784工业4.0 的社会背景横向集成：一级供应商、二级供应商，以及销售商信息的无缝对接。企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合，为实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务，推动企业间研产供销、经营管理与生产控制、业务与财务全流程的无缝衔接和综合集成，实现产品开发、生产制造、经营管理等在不同的企业间的信息共享和业务协同。 四次工业革命端到端集成：一个新理念，是围绕产品全生命周期的价值链创造，通过价值链上不同企业资源的整合，实现从产品设计、生产制造、物流配送、使用维护的产品全生命周期的管理和服务，它以产品价值链创造集成供应商（一级、二级、三级......）、制造商（研发、设计、加工、配送）、分销商（一级、二级、三级......）以及客户信息流、物流和资金流，在为客户提供更有价值的产品和服务的同时，重构产业链各环节的价值体系。 2011年1月2012年4~10月2014年4月2012年3月2013年4月工业4.0发展战略发布；由V D M A、BITKOM、ZVEI组成秘书处，组建工业4.0平台工业4.0平台发布白皮书（实施计划）2010年德国科学-产业经济研究联盟与德国国家科学与工程院（Acatech）共同制定工业4.0发展战略《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）在德国科学-产业经济研究联盟（F o r s c h u n g s u n i o nWirtschaft-Wissenschaft）的倡导下，开始研究工业4.0《德国2020高技术战略》发布，并重点推出11个“未来项目”工业4.0 的提出 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。 工业3.0与工业4.0有哪些不同？ 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，属推动式的生产方式根据客户定点安排生产，属拉动式生产方式核心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战略成本领先战略：通过降低成本、提高生产效率获取竞争优势差异化战略：通过快速反应、提供个性化的产品获取竞争优势目标以低价格开发、生产、销售、交付产品和服务以多样化和定制化开发、生产、销售、交付顾客买得起的产品和服务 大规模定制的优势成本低效率高交货快品种多个性化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 工业4.0的四个智能二 工业4.0具体能实现什么？智能 生产智能化 设备智能化 能源管理智能化 供应链管理智能化 工业4.0的要素三 工业4.0 的两大主题◆智能工厂：智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。◆智能生产：整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。◆智能物流：主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。 工业4.0的三个重点、八大关键 工业4.0的愿景 工业4.0为何引起广泛关注？改变改变制造业思维改变了制造业模式改变了创新模式 创新的模式Text in here行业支持标准化研发 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。工业4.0最好的满足了科学生产观的四项基本原则科学的生产观科学生产观 工业4.0的智能制造四 本质是基于“CPS”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工业4.0的智能制造 本质是基于“CPS”实现“智能工厂” 信息物理系统 算法文档三维模型工艺数据...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CPS系统触发了向智能化转型服务云物理对象 CPS平台 智能工厂 智能工厂的三层架构 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 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服务库硬件无关抽象服务硬件相关设备控制现场层 横向、纵向、端到端的集成 核心是动态配置的生产方式 产品-服务坐标产品开发服务C3PPLM买方交易卖方交易物流交易供应商客户价值链坐标企业坐标生产管理CRMSCMERPMES信息交换（数据）关键是信息技术应用工业软件决定工业4.0 愿景：制造业节能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 工业互联网五 工业互联网是什么•GE伊斯梅尔：所谓工业互联网就是开放、全球化的网络，将人、数据和机器连接起来。工业互联网的目标是升级那些关键的工业领域。•这是一个庞大的物理世界，由机器、设备、集群和网络组成，能够在更深的层面和连接能力、大数据、数字分析相结合。这就是工业互联网革命。 工业互联网的关键要素 工业互联网的价值分析GE认为，工业互联网的价值总体上将从三个方面来体现：•第一是提高能源的使用效率，包括油、气、电等等，而减少能源的浪费，并提高使用率，从侧面也等于提高了GDP。•第二，提高工业系统与设备的维修和维护效率，降低宕机的时间，减少故障，并缩短维护时间，这相当于提高了生产力。•第三，优化并简化运营，提高运营效率，这相当于解放了更多宝贵的人力资源，让他们可以进行更有价值与富有创新的工作。 工业互联网的价值•GE报告显示:机器数据空前高速增长，未来10年。而处理急速增长的工业大数据，则需要大量基于机器的软件和服务。Wikibon预计，到2020年，工业互联网技术的总支出将达到5140亿美元。•报告还显示，在以毫秒计算的速度下，即时分析海量原始数据及灵活地与其他现有工业数据流互动和对比，对于从数据中提取有用信息并产生积极结果所需的实时决策至关重要。•到2020年，工业互联网创造的总体价值将近1.3万亿美元。主要源自工业互联网技术带来的效率和生产率提升以及其他相关收益。 工业互联网的应用工业互联网包括传统方式以及最新混合方式，以便通过特定行业的高级分析来充分利用历史数据和实时数据。 工业互联网的数据流工业互联网可以被看作是数据、硬件、软件和智能的流通与互动。从智能设备和网络中获取数据，然后利用大数据和分析工具进行存储、分析和可视化。最终的“智能信息”可以供决策者（在必要时实时）使用，或者作为各工业系统中更广泛的工业资产优化或战略决策流程的一部分。 中国制造2025六 《中国制造2025》强国战略规划：远超制造本身效益国家效益：20年3万亿美元GDP增量。企业效益：效率↑20%，成本↓20%，节能减排↓10%。近期印发互联网+智能制造已开始试点示范：2015年30个项目。 五大工程•一是要实施国家制造业创新中心建设工程。–要建设一批产学研用相结合的制造业创新中心。在现有研究院所、大学和企业基础上，以产业联盟形式来承担制造业强国建设的核心任务，然后市场化的组建，阶段性地形成成果。二是大力推进智能制造。–带动各个产业提高数字化水平和智能化水平。–智能制造是新一轮科技革命的核心，也是制造业数字化、网络化、智能化的主攻方向。•三是工业强基工程。–解决基础零部件、基础工艺、基础材料比较落后。•四是绿色发展工程。–破解环境和资源制约，节约资源，保护环境。特别提到节能减排降耗、提高资源利用率。–发展的质量和效益已经成为中心任务。因为工业占我国整体能源消耗的73%。•五是高端装备创新工程。–“核高基”、互联网、数控机床、大飞机等专项已经在做–还要推进一些新的专项来启动，来提高整个装备制造业的水平。 十大领域2010年10月7大新兴经济领域中国制造2025重点发展的十大领域疏理的重点项目新一代信息技术新一代信息技术信息网络、5G、云计算、大数据、集成电路高端装备高档数控机床和机器人工业互联网、机器人航空航天装备航空发动机、嫦娥探月工程海洋