全球制造业的颠覆：工业4.0

　　目前，由德国提出的工业4.0概念正在风靡全球，现代信息通信、大数据、云计算及物联网技术将承载工业4.0，协同作战颠覆传统制造业的思维方式掀起了新一轮工业革命的浪潮。本书结合德国工业4.0和中国制造2025战略，在系统、全面地剖析德国“工业4.0”的本质、核心、关键、愿景、目标、战略的基础上，阐述智慧工厂与智能制造，工业4.0支撑技术：物联网、ICT(信息和通信技术)、CPS(信息物理系统)、PLM(产品生命周期管理)、云计算和大数据等内容。

　　华海敏，1985年毕业于哈尔滨建筑大学（现为哈尔滨工业大学）电气自动化专业，1985年8月在黑龙江省荣军电力公司从事技术工作，1987年5月在山东莱芜钢铁集团公司安装工程处从事技术工作，1990年12月在山东莱芜钢铁集团公司设计院从事电气自动化设计工作，1999年8月在山东莱芜钢铁集团公司动力部从事技术管理和开发工作。

一、揭开“工业4?0”的面纱

“工业4?0”的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，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。物联网、信息通信技术、信息物理系统、大数据及云计算都应用到了“工业4?0”中，它们协同作战，将全面颠覆传统的制造业的思维方式。

01工业发展及“工业4?0”的概念

02“工业4?0”将颠覆全球制造业

03“工业4?0”的内涵及基础

04“工业4?0”的特征

05“工业4?0”的潜力及实现措施

二、 《中国制造2025》与 “工业4?0”殊途同归

中国制造2025与德国“工业4?0”在重要目标和核心手段上有异曲同工之处，但“中国制造2025”不等同于“德国工业4?0”，中国制造2025注重与制定“互联网+”行动计划相匹配，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，这是中国制造2025更加宽广的发展方向和提升空间。

06《中国制造2025》

07德国“工业4?0”战略给中国的启示

08两化融合及应对的挑战

三、德国“工业4?0”战略与愿景

德国“工业4?0”战略的要点可以概括为：建设一个信息物理系统网络，研究智能工厂和智能生产两大主题，实现横向、纵向与端对端三项集成，实施八项计划――标准化和参考架构、管理复杂系统、一套综合的工业宽带基础设施、安全和保障、工作的组织和设计、培训和持续的职业发展、监管框架、资源利用效率。

“工业4?0”展现了一幅全新的工业愿景蓝图：在一个“智能、网络化的世界”里，物联网和务联网（服务互联网技术）将渗透到所有的关键领域，创造新价值的过程逐步发生改变，产业链分工将重组，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。

09德国“工业4?0”双重战略

10德国“工业4?0”战略的根本目标

11人机领跑“工业4?0”

12德国“工业4?0”战略的愿景

13德国“工业4?0”的战略要点

四、智慧工厂和智能制造

“工业4?0”最终需要实现的目标是制造业向智能化的方向转型；“智能”思想是“工业4?0”的核心。“工业4?0”主要可以分为两大部分：第一部分是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统和过程，以及网络化分布式生产设施的实现；第二部分是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动及3D技术在工业生产过程中的应用等。

14智慧工厂的定义及目标

15智慧工厂的支撑技术

16智慧工厂的构成及打造

17智能技术和测控装置

18智能化

19智能制造

20智能制造系统

五、 “工业4?0”的技术支撑

目前，由德国提出的“工业4?0”概念正在风靡全球，新兴的技术将渗透到工业的各个方面。这将形成一个灵活度高，具有个性化、智能化的生产模式。工业要实现向智能方向的转型，就离不开物联网技术、现代信息通信技术、信息物理系统、大数据、云计算的支撑，协同作战，全面颠覆传统制造业的思维方式，掀起新一轮工业革命的浪潮。

21物联网定义及关键技术

22物联网的四大支柱技术

23物联网四大支撑网络及架构

24物联网技术标准及信息安全

25物联网技术支撑“工业4?0” 

26信息和通信技术（ICT）

27ICT支撑“工业4?0”

28信息物理系统

29CPS机遇与挑战及与物联网的关系

30“工业4?0”与CPS的关系及核心战略

31云计算的定义及特征

32云计算的特点及产业分级

33私有云和公有云及发展趋势

34云计算与云安全

35大数据的定义及数据分析

36大数据处理及存储面对的问题

37“工业4?0”的核心是数据

参考文献