工业专题报告

工业4.0专题研究报告2015,酒爷老谢,目录,1,2,3,4,工业4.0的发展历史及定义,工业4.0的战略要点解读,工业4.0的现状及典型案例,中国工业向工业4.0转型之路,工业革命的四个阶段，从工业1.0工业4.0,第一次工业革命,第二次工业革命,第三次工业革命,第四次工业革命,伴随着蒸汽驱动的机械制造设备的出现，人类进入了“蒸汽时代”,伴随着基于劳动分工的，电力驱动的大规模生产的出现，人类进入了大批量生产的流水线式的“电气时代”,随着电子技术、工业机器人和IT技术的大规模使用提升了生产效率，使大规模生产自动化水平进一步提高,基于大数据和物联网（传感器）融合的系统在生产中大规模使用,机械自动化,机械化电气化,模拟化数字化,自动化智能化,第三次工业革命3.0,第二次工业革命2.0,第一次工业革命1.0,18世纪末,20世纪初,20世纪70年底啊,现在,时间线,复杂程度,“工业4.0”一场新的工业革命即将到来,工业4.0的来源及概念,“工业4.0”是德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念。德国学术界认为，“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统信息物理系统（Cyber-Physical System）相结合的手段，将制造业向智能化转型。,工业4.0描绘了制造业的未来愿景，提出继蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术等三次工业革命后，人类将迎来以信息物理系统（CPS）为基础，打通所有生产环节的数据壁垒，无线网掌控一切。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。,工业4.0提倡以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。,设备,库存,生产线,工厂,产品,客户,供应链,信息物理系统CPS,由传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施等组成,工业4.0的愿景,工业4.0不仅是传统互联网在工业领域的延伸，而是开启了一个人&物相连，物&物相连的大连接世界。,“工业4.0”的愿景,根据整个价值链，自行配制集成化生产设施,根据当前条件，灵活制定生产工艺,将要生产的产品包含了生产所需的全部信息,智能移动,智能物流,智能电力,智能建筑,智能产品,目录,1,2,3,4,工业4.0的发展历史及定义,工业4.0的战略要点解读,工业4.0的现状及典型案例,中国工业向工业4.0转型之路,工业4.0的生态系统,供应商,智能工厂智能制造,企业客户,云安全,云存储,大数据,大规模定制,小批量定制,更强的网络保护和数据保护,更强的异地数据存储、备份数据,数据处理、数据分析可视化、协同制造、创新,原材料模块化供货,标准件零配件供货,智能,物流,设计服务,定制设计,设计工具,向用户提供第3方设计服务设计软件向第3方开放端口,物联网,3D扫描,超高速3D打印,快速复制还原，快速大规模定制,先进材料,纳米技术,可持续使用、可塑性更强、更便于加工和组装，技术差异化,机器人智能机床,可穿戴技术ARVR,生产更加智能，实时和自动化；生产数据透明化，生产全程可控,自动车辆轨道车辆吊车,车间内流程优化、提升效率、提升安全性、节约成本,清洁能源,可替代、非传统、清洁能源,芯片传感器,可预期、可追踪、可回应、零误差,制造管理系统,CPS系统；生产全程数字管理：异地工厂车间网络化连接，机器间实现完全互联，完全自动化，生产过程全程可追踪,客户与市场密切相关，客户需求与生产规模完美匹配、按需生产高度灵活性,小批量定制,单品定制,直接与市场对接、高度定制化、按需生产、对设计具有更强的要求,个人客户,智能物流,智能物流,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Cyber-Physical Systems,智能生产,“4”大主题,智能工厂,智能物流,智能服务,工业4.0,“3”项集成,“8”项计划,纵向集成,横向集成,端到端集成,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,培训与在教育,监管架构,资源利用效率,工业数据系统,工业4.0概,念,念下,的,的数,据,据循,环,环体,系,系,实体和,人际网络,安装仪器仪表的工业机器,可视化远程和集中数据,大数据分析,数据显性化,数据,流,流返,机,机器,与对,的,的人,或,或机,器分,享,享数,据,据,专有,机,机器,数,数据,流,流,的提,取,取和,存,存储,基于,机,机器,的,的算,法和,数,数据,分,分析,工业4.0的,基,基础-建,立,立信,息,息物,理,理融,合,合系,统,统,人类,互,互联,网,网,社交,媒,媒体,商业,网,网站,服务,型,型,互联,网,网,智能,建,建筑,智能,家,家居,智能,工,工厂,智能,车,车间,智能,电,电网,互联,网,网,汽车,及,及,其他,交,交,通工,具,具,CPS,系统,平,平台,分布,式,式、,智,智能,化,化、,网络,化,化的,世,世界,建立,信,信息,物,物理,系,系统,（,（CPS,）,）后,，,，就,可,可以,将,将物,理,理设,备,备（,各,各类,传,传感,器,器）,连,连接,到,到互,联,联网,上,上，,让,让物,理,理设,备,备具,备,备计,算,算、,通,通信,、,、精,确,确控,制,制、,远,远程,协,协调,、,、自,治,治、,数,数据,采,采集,等,等功,能,能，,从,从而,实,实现,虚,虚拟,网,网络,世,世界,与,与现,实,实物,理,理世,界,界的,融,融合,。,。,CPS,可,可,以,以,将,将,资,资,源,源,、,、,信,信,息,息,、,、,物,物,体,体,以,以,及,及,人,人,紧,紧,密,密,联,联,系,系,在,在,一,一,起,起,，,，,从,从,而,而,创,创,造,造,物,物,联,联,网,网,及,及,相,相,关,关,服,服,务,务,，,，,并,并,将,将,生,生,产,产,工,工,厂,厂,转,转,变,变,为,为,一,一,个,个,智,智,能,能,环,环,境,境,。,。,这,这,是,是,实,实,现,现,工,工,业,业4.0,的,的,基,基,础,础,。,。,工业4.0战,略,略的三,个,个重点-三项,集,集成,横向集,成,成,企业之,间,间通过,价,价值链,以,以及信,息,息网络,所,所实现,的,的一种,资,资源整,合,合，是,为,为了实,现,现各企,业,业间的,无,无缝合,作,作，提,供,供实时,产,产品和,服,服务,纵向集,成,成,基于未,来,来智能,工,工厂中,网,网络化,的,的制造,体,体系，,实,实现个,性,性化定,制,制生产,，,，替代,传,传统的,固,固定式,生,生产流,程,程（如,生,生产流,水,水线）,端对端,集,集成,是指贯,穿,穿整个,价,价值链,的,的工程,化,化数字,集,集成，,是,是在所,有,有终端,数,数字化,的,的前提,下,下实现,的,的基于,价,价值链,与,与不同,公,公司之,间,间的一,种,种整合,，,，这将,最,最大限,度,度地实,现,现个性,化,化定制,工业4.0战,略,略四大,主,主题-,智,智能工,厂,厂|智,能,能生产|智能,物,物流|,智,智能服,务,务,“工业4.0,”,”特别,注,注重吸,引,引中小,企,企业参,与,与，力,图,图使中,小,小企业,成,成为新,一,一代智,能,能生产,技,技术的,使,使用者,和,和受益,者,者，同,时,时也成,为,为先进,工,工业生,产,产技术,的,的创造,者,者和供,应,应者。,智能工厂,是未来智能基础设施的关键组成部分，重点在于智能化生产系统及过程以及网络化分布生产设施的实现。,智能生产,侧重点在于将人机互动、智能生产物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程，并对整个生产流程进行监控、数据采集、便于进行数据分析。从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。生产流程智能化是实现工业4.0的关键,智能物流,主要通过互联网、移动互联网、物联网和企业内网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率。需求方则能快速获得服务匹配并能得到智能物流支持。,智能服务,智能服务：智能产品+状态感知控制+大数据处理，将改变产品的现有销售和使用模式，增加了在线租用、自动配送和返还、优化保养和设备自动预警、自动维修等智能服务新模式。,工业4.0的,生,生命周,期,期集成,智能化,互,互联,采用最,高,高效技,术,术,产品设,计,计,生产规,划,划,生产工,程,程,生产实,施,施,服务,通往工,业,业4.0之路,：,：集成,产,产品规,划,划与生,产,产过程,，,，提高,生,生产力,、,、效率,和,和灵活,性,性,工业4.0提,供,供智能,服,服务的,新,新模式,智能工,厂,厂+智,能,能制造-智,能,能产品,核心：CPS,系,系统（,通,通过协,同,同计算,元,元部件,来,来控制,各,各种物,理,理实体,的,的系统,）,）,智能服,务,务：智,能,能产品+状态,感,感知控,制,制+大,数,数据处,理,理，将,改,改变产,品,品的现,有,有销售,和,和使用,模,模式，,增,增加网,上,上租用,、,、自动,配,配送和,返,返还、,优,优化保,养,养和维,修,修等智,能,能服务,新,新模式,。,。,智能工,厂,厂,智能设,备,备,智能物,料,料,智能物,流,流,智能工,具,具,智能工,装,装,大数据,分,分析及,处,处理,其他,智能制,造,造,制造仿,真,真,智能计,划,划,智能物,流,流,状态感,知,知控制,大数据,分,分析及,处,处理,其他,智能服,务,务,O2O,自动预,警,警,自动保,修,修,自主学,习,习,自我维,护,护/升,级,级,大数据,分,分析及,处,处理,其他,目录,1,2,3,4,工业4.0的,发,发展历,史,史及定,义,义,工业4.0的,战,战略要,点,点解读,工业4.0的现状及典型案例,中国工,业,业向工,业,业4.0转型,之,之路,各国在,制,制造业,产,产业链,中,中的位,置,置,品牌,核心技术,标准/专利,大规模集成电路芯片、关键元器件等、高端消费类电子产品,零部件为代表的中间件、集成电路、半导体元器件的制造,原材料，劳动密集型的基础加工服务，整机的加工和组装,低端,中端,高端,美国、,德,德国等,韩国、,日,日本等,中国内,地,地、台,湾,湾地区,、,、,韩国、,新,新加坡,等,等,中国内,地,地、越,南,南、,泰国、,孟,孟加拉,国,国等,工业与,互,互联网,融,融合后,迸,迸发出,巨,巨大的,市,市场经,济,济价值,未来的,制,制造将,是,是基于,大,大数据,、,、互联,网,网、人,，,，通过,各,各种信,息,息技术,进,进行柔,性,性制造,不同的,概,概念均,强,强调互,联,联网与,传,传统工,业,业的融,合,合,工业互,联,联网具,有,有巨大,的,的市场,经,经济价,值,值,工业互,联,联网,工业4.0,U-Japan,中国制,造,造2025,产业,部门,节约的种类,15年的预测价值,医疗,整体系统,系统效率提升1%,$300亿,电力,煤炭和火力发电,节约1%的燃料,$600亿,石油和天然气,勘探和开发,节约1%的资本支出,$900亿,铁路,货物,系统效率提升1%,$270亿,航空,商业运输,节约1%的燃料,$300亿,据GE,预,预测未,来,来工业4.0,有,有望影,响,响46%（约$32.3万,亿,亿）的,全,全球经,济,济,据工信,部,部和相,关,关权威,机,机构估,计,计在未,来,来20,年,年中，,中,中国在,工,工业4.0领,域,域的发,展,展至少,可,可带来$3万,亿,亿的GDP增,量,量,全球主,要,要制造,业,业国家,均,均已经,开,开始推,动,动工业4.0,全球主,要,要制造,业,业国家,工,工业4.0发,展,展情况,工业成,熟,熟度,制造业,份,份额,潜能国,家,家,领先国,家,家,迟疑国,家,家,保守国,家,家,意大利,俄罗斯,韩国,印度