“工业4.0”具有哪些核心特征

“工业4.0”具有哪些核心特征,第1张

工业40驱动新一轮工业革命,核心特征是互联 。互联网技术降低了产销之间的信息不对称,加速两者之间的相互联系和反馈,因此,催生出消费者驱动的商业模式,而工业40是实现这一模式关键环节。工业40代表了“互联网+制造业”的智能生产,孕育大量的新型商业模式,真正能够实现“C2B2C”的商业模式。

工业40的本质, 就是通过数据流动自动化技术,从规模经济转向范围经济,以同质化规模化的成本,构建出异质化定制化的产业。对于产业结构改革,这是至关重要的作用。

扩展资料:

德国学术界和产业界认为,“工业40”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40”项目主要分为三大主题:

一是“智能工厂”,重点研究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;

二是“智能生产”,主要涉及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;

三是“智能物流”,主要通过互联网、物联网、物流网,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。

参考资料来源:百度百科-工业40

互联。

“工业40”这一名称的含义是人类历史上的第四次工业革命。本质就是通过数据流动自动化技术,从规模经济转向范围经济,以同质化规模化的成本,构建出异质化定制化的产业。对于产业结构改革,这是至关重要的作用。

工业40驱动新一轮工业革命,核心特征是互联。互联网技术降低了产销之间的信息不对称,加速两者之间的相互联系和反馈,因此,催生出消费者驱动的商业模式,而工业40是实现这一模式关键环节。

扩展资料

“工业40”项目主要分为三大主题:

1、“智能工厂”,重点研究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;

2、“智能生产”,主要涉及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;

3、“智能物流”,主要通过互联网、物联网、物流网,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。

参考资料来源:百度百科-工业40

先声明,兔哥只是个知识的搬运工,我说的不一定对,不过是看了很多材料后消化理解的结果而已。事实上,工业40就没有标准答案,连德国人自己都没有。
先看三个概念:
工业10
机械化,以蒸汽机为标志,用蒸汽动力动力驱动机器取代人力,从此手工业从农业分离出来,正式进化为工业。
工业20
电气化,以电力的广泛应用为标志,用电力驱动机器取代蒸汽动力,从此零部件生产与产品装配实现分工,工业进入大规模生产时代。
工业30
自动化,以PLC(可编程逻辑控制器)和PC的应用为标志,从此机器不但接管了人的大部分体力劳动,同时也接管了一部分脑力劳动,工业生产能力也自此超越了人类的消费能力,人类进入了产能过剩时代。
这三个定义都很学术,你们放心,这是全文最学术的一段话,后面就都是讲故事了。
要理解工业40,我们得先看下目前的状况,我们称之为工业3X,用修真小说的时髦描述,也就是30中后期,这种状态叫做完全的自动化和部分的信息化。
咱们还得从工厂的业务模式说起。
作为一个工厂,存在的目的只有两个,生产产品,然后卖出去。所以在工业企业中,通常会分为两个大的部门,一个是生产部门,一个是业务部门,前者通过MES(制造执行系统)管理,后者通过ERP(管理信息系统)来管理。
这两个系统啥区别呢?ERP更倾向于财务信息的管理,而MES更倾向于生产过程的控制,简单的说,ERP主要告诉你客户需要生产多少个瓶子,哪天下单,哪天要货,而MES主要负责监控和管理生产这些瓶子的每一个步骤和工序如何实现。
在中国工厂的很多车间里,各个生产设备之间、生产设备和控制器之间,都已经基本实现了连通。再牛逼一点的公司里,整个工厂已经通过制造执行系统(MES)连通起来,而业务部门全部通过ERP连通起来了。
发现问题了吗?
ERP和MES其实并没有连起来!
所以当ERP给MES下达生产计划指令后,MES在生产过程中发生了与计划偏差的事项(比如设备坏了,原料不合格等等),MES会根据车间的实际情况进行调整。但是ERP是不知道的!所以它会继续按照原本的计划执行订单,时间久了,财务系统和工厂的实际情况就会出现非常大的偏差。
至于为啥没连起来,两个原因,首先是ERP和MES的开发公司通常是两拨人,搞财务的和搞生产的合作,不但互相不懂对方的职业术语,鸡同鸭讲,而且互相看不上对方。另外,业务部门和生产部门在公司里通常是分开运营,各自的领导有各自喜欢的供应商(原因你懂的)。
当然,人民群众的智慧是无穷的,他们是断然不会干等着两个系统的偏差越来越大的,既然系统不给力,咱人工上,咱们工人有力量。所以工厂车间通常会定期把MES的调整项做成一个表,交给业务部门,然后由业务部门手动在ERP中调整过来。
ERP和MES的问题只是工厂内系统断层的一个问题缩影,事实上工厂里还有非常多的其他系统,设计、制造、采购、办公等等,这些系统都是一个个的信息孤岛,互相都不知道对方在干啥,干到哪一步了。其中一个部分出了特殊情况,其他部分都不知道,只有等到问题出现了,才能退回来,所有系统再一个个改。
插一句,老罗的锤子手机之所以难产,就是因为在设计的时候,生产人员并没有实时了解情况,所以实际生产时发现原本的牛逼设计会导致良品率很低,只能退回去重新设计。这样每一个产品都要改来改去,所以一个工业品从设计到上线量产,往往要用一两年的时间。
当然,这种事也不是第一天存在的,以前因为在工业时代,产品的生命周期很长,兔哥的老东家西门子一个型号的变频器可以卖三十年,这样一两年的研发上线时间也就显得不那么长了,其余的问题,靠着人工沟通,虽然有错,倒也都相安无事。
然而,可怕的狼终于还是来了。
这两只狼,一只叫产能过剩,一只叫互联网。
全球性的产能过剩,导致企业的竞争越来越激烈,以往一款产品卖三十年的做法已经不行了,你跑不快,有的是快的。老罗的锤子手机仅仅晚上线了几个月,就从一款万众期待的爆款,成为了臭大街的过时货,产品的生命周期大大缩短了。
互联网时代的到来,撼动了工业时代的一大基础,信息不对称。工业时代里,因为生产厂家无法低成本的了解每一个客户的需求,所以往往采用一刀切的方法,就是把需求做多的性能组合到一起,成为一款产品。
比如你想要一双适合你的脚的鞋子,鞋厂是无法知道你的脚多大的,所以只能测量很多人的脚之后,把最集中的尺码分成40号,41号,42号等等,但是如果你的脚偏肥或偏瘦,对不起,概不伺候。
互联网改变了这个局面,人与人,人与厂商,可以低成本的实现连接,从而让每个人的个性需求被放大,人们越来越喜欢个性化的东西。但是个性化的东西需求量没有那么大,这就需要工业企业能够实现小批量的快速生产。
这两只狼,逼迫着传统工业必须做一件事,一件工业社会最不爱做的事,就是快速、小批量、定制化的生产。
这个时候,先得做点准备工作,就是工业30首先要进化为3X,所谓工业3X,其实就是先把ERP和MES等等信息系统彻底打通,让工厂原本的所有信息孤岛实现连通。这个时候,就从完全的自动化和部分的信息化,进入了完全的自动化和完全的信息化,也就是工业30大圆满阶段。
别小看这个过程,单就这一条,也许我们中国就需要十年甚至更长才能完成。
好了,前面的都是现实问题,30大圆满之后,我们就要开始科幻烧脑之旅了,我们终于要冲击工业40了。这个过程中,3,0中以及完全的自动化和信息化要开始做一件事,就是结婚,生孩子。
这个过程,德国叫工业40,美国叫工业互联网,我们工信部称之为两化融合,物联网的脑残粉们把它叫做万物互联。
这里我要说一下,所有的物,如果需要互联沟通时,就有一个问题,说什么语言?说英语、德语、还是四川话?
通讯协议是什么,这个是一个关键问题。你可能会说,为什么不用现在互联网的通讯方式,也就是TCP/IP协议,这是个技术问题,没法给你这种小白解释明白(其实我这个曾经的半桶水自动化工程师也不怎么太懂)。简单的来说,互联网的通讯方式,速度还是太慢,精准度还是不够,安全性还是不好。而工业生产中,对于速度、精度和安全性的要求,要远远高于你在家下德艺双馨的苍老师的要求。
所以万物互联,必须需要一个专门的通讯协议。
这也是德国的工业40,美国的工业互联网,以及中国的两化融合中国制造2025,这些时髦的名词背后隐藏的核心问题,大家在争这个通讯标准。美国的互联网世界第一,所以美国人希望从信息化层降维到自动化层;而德国的机械制造业最强,所以他更希望从自动化层升格到信息化层;中国嘛,制造业第一大国,互联网第二强国,所以两边都不想跟,打算自己搞个互联网+,也叫中国制造2025。
按照修真小说的习惯,每一个境界都要分成一个小境界,以突显差异和牛逼,我按照这个方法,把工业40也分成六重天。
工业40第一重天,智能生产。
之前我们说过,生产设备和管理信息系统也各自连接起来,并且设备和信息系统之间也连接起来了。你有没有觉得还缺点什么?没错,就是生产的原材料和生产设备还没有连接起来。
这个时候,我们就需要一个东西,叫做RFID,射频识别技术。估计你听不懂,简单来说,这玩意儿就相当于一个二维码,可以自带一些信息,他比二维码牛叉的地方,在于他可以无线通讯。
我还是来描述一个场景,百事可乐的生产车间里,生产线上连续过来了三个瓶子,每个瓶子都自带一个二维码,里面记录着这是为张三、李四和王二麻子定制的可乐。
第一个瓶子走到灌装处时,通过二维码的无线通讯告诉中控室的控制器,说张三喜欢甜一点的,多放糖,然后控制器就告诉灌装机器手,“加二斤白糖!”。
第二个瓶子过来,说李四是糖尿病,不要糖,控制器就告诉机器手,“这货不要糖!”
第三个瓶子过来,说王二麻子要的是芬达,控制就告诉灌可乐的机械手“你歇会”,再告诉灌芬达的机械手,“你上!”
看到了,多品种、小批量、定制生产,每一灌可乐从你在网上下单的那一刻起,他就是为你定制的,他所有的特性,都是符合你的喜好的。
这就是智能生产。
工业40第二重天,智能产品。
生产的过程智能化了,那么作为成品的工业产品,也同样可以智能化,这个不难理解,你们看到的什么智能手环、智能自行车、智能跑鞋等等智能硬件都是这个思路。就是把产品作为一个数据采集端,不断的采集用户的数据并上传到云端去,方便用户进行管理。
德美工业40和工业互联网的核心分歧之一,就是先干智能工厂,还是先搞智能产品。德国希望前者,美国希望后者。至于中国,我们就搞加,还是加这个东西好,正加反加都行,反正能糊弄住大家就行。
工业40第三重天,生产服务化。
刚才说了,智能产品会不断的采集用户的数据和状态,并上传给厂商,这个就使一种新的商业模式成为可能,向服务收费。我好多年前在西门子的时候,西门子就提出来向服务收费,当时我觉得这是德国佬拍脑袋想出来的傻×决定,但是现在我才明白这是若干年前就已经开始为工业40的生产服务化布局了。你对西门子的印象是什么?冰箱?你个糊涂蛋,西门子这些年已经悄然并购了多家著名软件公司,成为仅次于SAP的欧洲第二大软件公司了。
这个服务是什么呢?比如西门子生产一台高铁的牵引电机,以往就是直接卖一台电机而已,现在这台电机在运行过程中,会不断的把数据传回给西门子的工厂,这样西门子就知道你的电机现在的运行状况,以及什么时候需要检修了。高铁厂商以往是怎么做的?一刀切,定一个时间,到时间了不管该不该修都去修一下,更我们汽车保养没什么差别。现在西门子可以告诉你什么时候需要修什么时候需要养护,你要想知道,对不起,给钱。
再举个例子,智能产品实现后,每一辆汽车都会不断地采集周边的数据,来决定自己的行驶路线,整个运输系统会完全服务化,任何人都不需要再买车,有一天也许自己开车会成为严重的违法行为,因为设备是智能的,而人确实不可控的。
在这个阶段,所有的生产厂商都会向服务商转型。
工业40第四重天,云工厂。
当工厂的两化融合进一步深入的时候,另一种新的商业模式就有要孕育而生了,这就是云工厂。
工厂里的设备现在也是智能的了,他们也在不断地采集自己的数据上传到工业互联网上,此时我们就可以看到,哪些工厂的哪些生产线正在满负荷运转,哪些是有空闲的。那么这些存在空闲的工厂,就可以出卖自己的生产能力,为其他需要的人去进行生产。
互联网行业为什么发展的这么快,就是因为创业者只需要专注于产品和模式创新,不需要自己去买一个服务器,而是直接租用云端的服务就行了。而目前工业的创业者,还是要不断地纠结于找OEM代工还是自建工厂中,这个极大地限制了工业领域的创新。当云工厂实现的时候,我预言中国的工业领域将出现一个比互联网大百倍以上的创新和创业浪潮,那个时候这个社会的一切都将被深刻的改变。
兔哥之所以坚定地要做工业互联网领域的投资和创业服务,就是在等这个风口。但愿我是先辈,不是先烈。
工业40第五重天,跨界打击。
互联网行业天天说降维打击传统行业,什么谷歌小米阿里巴巴乐视,可是我告诉你,当工业40进入第五重天时,工业企业的跨界打击将比这些互联网企业猛烈百倍。这个过程将从根本上撼动现代经济学和管理学的根基,重塑整个商业社会。
举个例子,一个生产手表的厂商,这个表每天贴着你的身体,采集你身体的各项数据,这些数据对于手表厂商也许没啥用,但是对于保险公司就是个金库,这个时候,手表厂商摇身一变,就能成为最好的保险公司。
当自动化和信息化深度融合的时候,跨界竞争将成为一种常态,所有的商业模式都将被重塑。
工业40大圆满,黑客帝国。
整个工业40过程,就是自动化和信息化不断融合的过程,也是用软件重新定义世界的过程。
在未来,多元宇宙将在虚拟世界成为现实,一个现实的世界将对应无数个虚拟世界。改变现实世界,虚拟世界会改变;改变虚拟世界,现实世界也会改变。一切都基于数据,被精确控制,人类的大部分体力劳动和脑力劳动都将被机器和人工智能所取代,所有当下的经济学原理都将不再适用。
但是我相信有一些东西是不会变的,那就是人类的爱、责任、勇敢,对未来和自由的向往,以及永无止境的奋斗。

工业40有以下核心特点

互联:互联工业40的核心是连接,要把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地联系在一起;

数据:工业40连接了产品数据、设备数据、研发数据、工业链数据、运营数据、管理数据、销售数据、消费者数据;

集成:工业40将无处不在的传感器、嵌入式中端系统、智能控制系统、通信设施,通过CPS形成一个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器、以及服务与服务之间,能够形成互联,从而实现横向、纵向和端到端的高度集成;

创新:工业40的实施过程是制造业创新发展的过程,制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新,将会层出不穷,从技术创新到产品创新、模式创新,再到液态创新,最后到组织创新;

转型:对于中国的传统制造业而言,转型实际上是从20、30的传统工厂转型到40的工厂,整个生产形态上,从大规模生产,转向个性化定制,整个生产的过程更加柔性化、个性化、定制化,这是工业40一个非常重要的特征。

中国版的工业40核心目标定义为智能制造,由智能制造再延伸到智能工厂、智能物流,未来企业会变成数据的企业、创新的企业、集成的企业、不断快速变化的企业。

“工业40”的本质就是实现工业互联网,即将虚拟网络与实体连接,形成更具有效率的生产系统。让传统行业通过互联网、大数据分析等,将优势发挥出来。

1、10就是用蒸汽机、机械装置进行生产。20就是用电气、流水线,以福特公司为代表的20生产。30实际上是属于我们每个生产单元都可以来编程,现在40实际上就是我们现在到了一个时代,来把工业互联网、人人的互联网、云计算、机器人、3D打印技术融合在一块。

2、从本质上看,工业互联网是数据流、硬件、软件和智能的交互,由智能设备和网络收集的数据存储之后,利用大数据分析工具进行数据分析和可视化,由此产生智能信息供决策者进行实时判断处理。从工作流程上来看,工业互联网通过三个步骤实现其效能:工业数据的获取、工业数据的分析、调度执行,分别对应于物联网、云计算和大数据、专网通信,这是工业互联网的关键元素

3、工业40牵扯到很多东西,核心是智能化、数据化、去人工化,提高效率、降低成本,实际上如果把工业40分解起来,我们需要很多很多新的技术,工业40是整个非常重要的概念,是一个里程碑,如果实现这个里程碑还需要很多很多技术。

1“工业40”的本质就是实现工业互联网,即将虚拟网络与实体连接,形成更具有效率的生产系统。让传统行业通过互联网、大数据分析等,将优势发挥出来。
工业互联网
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工业互联网最早由GE公司提出,GE公司CEO杰夫·伊梅尔特(JeffreyRImmelt)认为,工业互联网是一个由机器、设备组、设施和系统网络组成的庞大的物理世界,能够在更深层面与连接能力、大数据、数字分析相结合。美国将工业互联网上升为国家战略,力图以互联网等信息技术优势加强异地协同制造,以数据驱动制造业智能化转型,破解制造业空心化发展难题。综合而言,我们认为工业互联网可以从构成要素、核心技术和产业应用三个层面去认识它的内涵。
第一,工业互联网是机器、数据和人的融合。从构成要素角度看,机器、数据和人共同构成了工业互联网生态系统。工业生产中,各种机器、设备组和设施通过传感器、嵌入式控制器和应用系统与网络连接,构建形成基于“云-管-端”的新型复杂体系架构。随着生产的推进,数据在体系架构内源源不断地产生和流动,通过采集、传输和分析处理,实现向信息资产的转换和商业化应用。人既包括企业内部的技术工人、领导者和远程协同的研究人员等,也包括企业之外的消费者,人员彼此间建立网络连接并频繁交互,完成设计、 *** 作、维护以及高质量的服务。
第二,工业互联网是实现数据价值的技术集成。从核心技术角度看,贯彻工业互联网始终的是大数据,从原始的杂乱无章到最有价值的决策信息,经历了产生、收集、传输、分析、整合、管理、决策等阶段。这其中,就需要集成应用各类技术和各类软硬件,完成感知识别、远近距离通信、数据挖掘、分布式处理、智能算法、系统集成、平台应用等连续性任务。简而言之,工业互联网技术是实现数据价值的重要工具。
第三,工业互联网是基于互联网的巨型复杂制造生态系统。从产业应用角度看,工业互联网构建了一个庞大的网络制造生态系统,为企业提供了全面的感知、移动的应用、云端的资源和大数据分析,实现各类制造要素和资源的信息交互和数据集成,释放数据价值。这有效驱动了企业在技术研发、开发制造、组织管理、生产经营、市场营销等方面开展全向度创新,实现产业间的融合与产业生态的协同发展。这个生态系统为企业发展智能制造构筑了先进组织形态,为社会化大协作生产搭建了深度互联的信息网络,为其他行业智慧应用提供了可以支撑多类信息服务的基础平台,为经济社会提质增效发展提供重要的驱动力量。据GE测算,应用工业互联网后,我国工业企业的效率将会提高20%左右,成本将下降20%,能耗将下降10%,未来20年,中国工业互联网发展至少可带来3万亿美元左右GDP增量。
3《中国制造2025》强调了信息技术和制造技术的深度融合是新一轮产业竞争的制高点,而智能制造则是抢占这一制高点的主攻方向,以跨界融合为特征的‘互联网+’时代已经到来,‘互联网+制造’日益成为全球制造业的新常态”。中国政府在今年5月发布的《中国制造2025》将成为中国实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。
无论“德国工业40”还是“中国制造2025”,都预示着信息技术与传统产业的跨界融合成为必然趋势,一个制造业向定制化、个性化、服务化方向转型的时代已经来临。为加深中德双方的相关机构对“德国工业40”和“中国制造2025”的深层次理解,形成发展战略的思想碰撞,一场聚焦于智能制造的“头脑风暴”即将席卷中国。
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