清华大学:工业 4.0—— 理念,创新,发展


工业4.0 一理念创新发展

 

 

 


背景一

 

人类工业史三次工业革命使得人类发展进入了空前繁荣的时代
三次工业革命产生的弊端

  • 巨大的能源以及资源消耗
  • 巨大的环境代价以及生态成本
  • 21世纪,人类面临空前的全球能源与资源危机、全球生态与环境危机、全球气候变化危机的多重挑战

互联网的高度发展

  • 越来越多功能强大的、自主的微型电脑(嵌入式系统)实现了与其他微型电脑和互联网的互联
  • 物理世界和虚拟世界(网络空间)以信息-物理系统(CPS)的形式实现了融合

由此引发了第四次工业革命——绿色工业革命

 


背景二

 

德国政府正面临着数十年来最严峻的经济与金融危机的挑战

  • 经济与金融危机加速了全球的知识竞赛,人才、技术和市场领导地位的国际竞争也将进一步加剧

重大全球性挑战

  • 气候变化
  • 人口增长
  • 疾病扩散
  • 粮食供应
  • 化石原料与能源的有限性

工业基础雄厚

  • 德国是全球八大工业国之一,其制造业尤为发达,是德国经济复苏的重要拉动力
  • 德国机械工业高度现代化、机械化、高效化

东方命脉

  • 中国是德国出口增速最快的国家之一
  • 过半数的德国企业视中国为全球范围内最为重要的三大市场之一

于2010年提出《德国高技术战略2020》

 

 

 


总体概念

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一信息物理系统(Cyber-Physical System)相结合的手段,将制造业向智能化转型

  • 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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


总结

 

  • 多品种小批量智能广品的局精度卓越品质生产是未来像德国一样成功经济的发展趋势
  • 80%制造创新基于信息通信技术,通过信息通信技术实现了智慧工厂、绿色和城市
  • 第四次工业革命将基于信息物理系统、物联网和互联服务,它将产生大量的大数据流,这些大数据能够被搜集和分析用于指导高效高品质生产;
  • 基于信息物理系统的工业辅助系统能够支持、帮助和培训智慧工厂的下一代工人;
  • 多通道増强现实系统能够允许个性化的工作流程和快速学习新产品工艺。

 

 


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