德國工業(yè)40與數(shù)字化制造

1、 智能化設(shè)計與制造技術(shù)淺談德國“工業(yè)4.0”與數(shù)字化制造技術(shù)班 級： ZY14076學(xué) 號： ZY1407612 姓 名： 孫 振 指導(dǎo)老師： 劉繼紅2015-1-207目 錄第1章 德國“工業(yè)4.0”11.1 國際制造業(yè)發(fā)展態(tài)勢11.2 德國“工業(yè)4.0”主要內(nèi)容11.2.1 “工業(yè)4.0”的概念直指新一輪工業(yè)革命21.2.2 以CPS技術(shù)為基礎(chǔ)塑造制造業(yè)核心競爭力31.2.3 圍繞CPS 技術(shù)創(chuàng)新和市場培育推進(jìn)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略3第2章 數(shù)字化制造技術(shù)52.1 數(shù)字化制造技術(shù)的概念52.2 數(shù)字化制造技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀52.3 數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù)62.3.1 制造過程的建模與仿真62.

2、3.2 網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計與制造72.3.3 虛擬產(chǎn)品開發(fā)72.4 數(shù)字化制造的核心技術(shù)72.4.1 將計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計（CAID）72.4.2 計算機(jī)輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)72.4.3 快速成型82.4.4 三坐標(biāo)測量及計算機(jī)輔助檢測(CMM/CAI)8第3章 工業(yè)4.0與數(shù)字化制造93.1 信息技術(shù)轉(zhuǎn)變制造方式93.2 增強(qiáng)系統(tǒng)配套9第4章 展望11第1章 德國“工業(yè)4.0”1.1 國際制造業(yè)發(fā)展態(tài)勢制造業(yè)的興衰，印證的是大國的興衰，沒有強(qiáng)大的制造業(yè)，就不可能成為經(jīng)濟(jì)大國和強(qiáng)國。金融危機(jī)爆發(fā)后，世界各國圍繞制造業(yè)發(fā)展進(jìn)行了新一輪的激烈競爭，在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級引領(lǐng)下，先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展

3、成為大國關(guān)注的焦點(diǎn)。2010年8月，美國政府提出制造業(yè)促進(jìn)法案，旨在恢復(fù)美國制造的昔日榮光，創(chuàng)造更多就業(yè)崗位，提振國家制造業(yè)總體競爭力。2011年，又啟動了先進(jìn)制造伙伴計劃（AMP），期望通過政府、高校、企業(yè)的合作，創(chuàng)造有利環(huán)境，在國家安全、先進(jìn)材料、工業(yè)機(jī)器人、制造工藝四大領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。2012年7月，提出制造業(yè)振興的系統(tǒng)政策框架總統(tǒng)美國制造業(yè)復(fù)興計劃，包括三大類16項(xiàng)建議。2009年和2010年，日本國際貿(mào)易委員會和日本通產(chǎn)省分別發(fā)布了日本制造業(yè)競爭策略和日本制造業(yè)專題報告，包括全面推動以制造為主的5個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。2011年又公布了以增強(qiáng)制造業(yè)國際競爭力為主要目的的應(yīng)對日元升值綜

4、合經(jīng)濟(jì)對策。2008年法國建立了國家主權(quán)基金戰(zhàn)略投資基金，旨在向制造部門融入創(chuàng)新資金。2012年，為支持實(shí)體部門發(fā)展，法國政府宣布提高增值稅，增加就業(yè)、征收金融交易稅等多項(xiàng)措施，同時還斥資10億歐元，專門面向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)展開借貸業(yè)務(wù)。作為老牌工業(yè)強(qiáng)國的德國當(dāng)然不會坐以待斃，2013年4月德國于漢諾威國際博覽會正式提出的“工業(yè)4.0”計劃。1.2 德國“工業(yè)4.0”主要內(nèi)容對德國“工業(yè)4.0”的內(nèi)容進(jìn)行一個概括的話，可以總結(jié)為“一個愿景，雙重戰(zhàn)略，三大特征，八個優(yōu)先”?！耙粋€愿景”“工業(yè)4.0”對制造業(yè)的歷史演進(jìn)進(jìn)行了總結(jié)與展望，認(rèn)為目前正處于第三次工業(yè)革命向第四次工業(yè)革命過渡的時期（見圖1所示）。

5、前三次革命分別起源于機(jī)械化、電力和信息技術(shù)革命，而未來則是虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)體物理系統(tǒng)（Cyber Physical Systems，簡稱CPS）的革命。因此，“工業(yè)4.0”對制造業(yè)的發(fā)展前景是“未來，企業(yè)將建立全球網(wǎng)絡(luò)，把機(jī)器、倉儲系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)施融入到CPS中，使得它們之間能夠相互獨(dú)立地自動交換信息、觸發(fā)動作、進(jìn)行控制，這將從根本上改善包括制造、工程、材料使用、供應(yīng)鏈和生命周期管理的一系列過程?！眻D1 四次工業(yè)革命1.2.1 “工業(yè)4.0”的概念直指新一輪工業(yè)革命德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，與國際金融危機(jī)之后發(fā)達(dá)國家紛紛提出的以重振制造業(yè)為核心的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略一脈相承。再工業(yè)化并非簡單回歸，而是以信息

6、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，旨在依靠科技創(chuàng)新，搶占制造業(yè)新的制高點(diǎn)。這股信息技術(shù)與制造技術(shù)深入融合的浪潮被認(rèn)為是新一輪工業(yè)革命。德國政府發(fā)布的實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略建議書坦言，已經(jīng)擁有強(qiáng)大機(jī)械和裝備制造業(yè)的德國工業(yè)，不僅面臨中國等新興國家的競爭威脅，美國等發(fā)達(dá)國家也在通過各種計劃，促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展。德國希望通過制定“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，“確保德國制造的未來”。德國認(rèn)為，深度應(yīng)用的信息通信技術(shù)，將推動實(shí)體物理世界和虛擬網(wǎng)絡(luò)世界的融合，在制造領(lǐng)域形成資源、信息、物品和人相互關(guān)聯(lián)的“信息物理融合系統(tǒng)（CPS）”，從總體上掌控從消費(fèi)需求到生產(chǎn)制造的所有過程，由此實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)管理。這可視為繼機(jī)械

7、化、電氣化和信息技術(shù)之后工業(yè)化的第四個階段，即“工業(yè)4.0”。1.2.2 以CPS技術(shù)為基礎(chǔ)塑造制造業(yè)核心競爭力CPS 由智能機(jī)器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施三部分組成，是德國“工業(yè)4.0”的技術(shù)基礎(chǔ)。制造業(yè)通過CPS 可以整合制造和物流過程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和基于信息技術(shù)的端對端集成，建立高度靈活的個性化產(chǎn)品與服務(wù)生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)智能制造。以CPS 為核心的智能制造可以從三個方面提升制造業(yè)競爭力。一是能夠推動實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率和制造靈活性。借助CPS技術(shù)和產(chǎn)品，生產(chǎn)模式從“集中型”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺稚⒅悄苄汀?，生產(chǎn)要素可以實(shí)時、高度靈活配置，確保僅一次性生產(chǎn)且產(chǎn)量很低時的獲利能力，確保工藝流程的靈活性和資源利用率。

8、二是能夠使客戶與業(yè)務(wù)伙伴廣泛參與到業(yè)務(wù)過程和價值創(chuàng)造過程，形成新的價值鏈。基于CPS 的生產(chǎn)過程淡化了虛擬世界和物理世界的界限，使物聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)一體化，催生新的應(yīng)用和服務(wù)模式，傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈分工被重組，客戶和業(yè)務(wù)伙伴能夠更直接地參與到商業(yè)價值的創(chuàng)造過程之中，產(chǎn)生新的價值鏈模式。三是能夠?qū)崿F(xiàn)自組織生產(chǎn)，促使人的角色發(fā)生轉(zhuǎn)變。CPS 能夠獨(dú)立自動交換信息、觸發(fā)動作和控制，實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)品驅(qū)動機(jī)械”的自組織生產(chǎn)，將人從操作性任務(wù)中解放出來，使之專注于創(chuàng)新設(shè)計、控制等高附加值的工作，保證德國制造業(yè)在高人力成本約束下仍然具有強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)競爭力。1.2.3 圍繞CPS 技術(shù)創(chuàng)新和市場培育推進(jìn)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略德

9、國“工業(yè)4.0”的發(fā)展路徑十分清晰：一是積極推進(jìn)CPS 技術(shù)研究，成為CPS技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)性供應(yīng)商；二是加快為CPS技術(shù)和產(chǎn)品培育新的市場，讓CPS 成為全球先進(jìn)制造業(yè)主流技術(shù)。在技術(shù)研究方面，按兩大主題展開：一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程控制技術(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。二是“智能生產(chǎn)”模式，重點(diǎn)研究整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D 技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。在項(xiàng)目實(shí)施方面，聚合官產(chǎn)學(xué)研，由政府出資，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同推動，特別強(qiáng)調(diào)中小企業(yè)既是智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，也是先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者。為了協(xié)調(diào)創(chuàng)新進(jìn)程，確保未來生產(chǎn)要素、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)

10、能夠互聯(lián)集成，德國電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會編纂了“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖作為規(guī)劃基礎(chǔ)。在市場推廣方面，德國政府重視借助西門子等超大型德國企業(yè)的技術(shù)和市場實(shí)力，在全球高調(diào)宣傳“工業(yè)4.0”理念和CPS技術(shù)，形成大企業(yè)投入資源開拓市場，帶動中小企業(yè)跟進(jìn)的良性循環(huán)。圖2 智能工廠的場景第2章 數(shù)字化制造技術(shù)2.1 數(shù)字化制造技術(shù)的概念所謂數(shù)字化制造，指的是在虛擬現(xiàn)實(shí)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速收集資源信息，對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計和功能的仿真以及原型制造，進(jìn)而快速生產(chǎn)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品整個制造過程。也就

11、是說，數(shù)字制造實(shí)際上就是在對制造過程進(jìn)行數(shù)字化的描述而建立數(shù)字空間，并在其中完成產(chǎn)品制造的過程。從數(shù)字制造的要領(lǐng)出發(fā)，可以清楚地看到，數(shù)字制造是計算機(jī)數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與制造技術(shù)不斷融合、發(fā)展和應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然。對制造設(shè)備而言，其控制參數(shù)均為數(shù)字信號。對制造企業(yè)而言，各種信息(包括圖形、數(shù)據(jù)、甚至知識和技能)均以數(shù)字的形式通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)部傳遞。對全球制造業(yè)而言，用戶通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)發(fā)布需求信息，各大中小型企業(yè)則通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)根據(jù)需求，優(yōu)勢互補(bǔ)，動態(tài)組合，迅速敏捷地協(xié)同設(shè)計制造出相應(yīng)的產(chǎn)品。在數(shù)字制造環(huán)境下，在廣域內(nèi)形成了一個由數(shù)字織成的網(wǎng)，個

12、人、企業(yè)、車間、設(shè)備、經(jīng)銷商和市場成為網(wǎng)上的一個個結(jié)點(diǎn)，由產(chǎn)品在設(shè)計、制造、銷售過程中所賦予的數(shù)字信息成為主宰制造業(yè)最活躍的驅(qū)動因素。2.2 數(shù)字化制造技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20世紀(jì)50年代，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)開辟了制造裝備的新紀(jì)元。隨著微型計算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展，計算機(jī)數(shù)控的廣泛應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床得到廣泛應(yīng)用和提高。相繼出現(xiàn)的數(shù)控三坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)、工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床一起成為重要的數(shù)字化加工、測量和操作裝備，其本質(zhì)是用數(shù)字控制代替凸輪行程控制，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動數(shù)字化。數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢是提升各種裝備性能甚至使其更新?lián)Q代，即所謂的數(shù)字制造裝備(簡稱數(shù)字裝備)。20世紀(jì)90年代，數(shù)字裝備的一個重要的發(fā)展趨勢是對

13、海量信息處理能力的提高，在數(shù)字仿形技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用Laser scanner, CT、核磁共振等數(shù)字測量設(shè)備實(shí)現(xiàn)零件幾何形狀的數(shù)字化，然后通過數(shù)據(jù)預(yù)處理、表面建模、實(shí)體建模、后置處理等過程生成STL文件(或數(shù)控代碼)，驅(qū)動快速成型機(jī)(或數(shù)控機(jī)床)加工出新零件。伽馬刀、電鏡一視覺引導(dǎo)的機(jī)器人等數(shù)字醫(yī)療設(shè)備擴(kuò)展了基于視覺的數(shù)字測量儀器的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)了人體內(nèi)腔器官的數(shù)字化。數(shù)字裝備的另一個重要的發(fā)展趨勢是加工對象的尺度變化，由毫米、微米到納米，陸續(xù)出現(xiàn)了顯微數(shù)字圖像處理設(shè)備、電子制造裝備等精密數(shù)字制造裝備。在技術(shù)方面，數(shù)字裝備與數(shù)字制造的研究已從單純的制造過程的幾何量(位移、多坐標(biāo)聯(lián)動位移、運(yùn)動

14、形狀、微觀形狀等)的數(shù)字描述，發(fā)展到對制造過程的物理量(溫度、流量場、應(yīng)力場、熱變形、密度、物質(zhì)材料等)以及知識、經(jīng)驗(yàn)、信息等的數(shù)字描述。另外，制造過程和制造系統(tǒng)的形式化、數(shù)字化描述與處理成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)，包括海量信息處理，微納識別和分辨率，物理過程仿真與分析(包括有限元方法、三角劃分、復(fù)雜邊界物理方程求解等)、網(wǎng)格計算以及物理本質(zhì)的探索等。在20世紀(jì)90年代中期，通過并聯(lián)機(jī)構(gòu)與數(shù)控技術(shù)的結(jié)合，產(chǎn)生了并聯(lián)機(jī)床，又稱虛擬軸機(jī)床，其應(yīng)用逐漸擴(kuò)展到虛擬軸坐標(biāo)測量機(jī)、六維力傳感器等精密測量平臺設(shè)備。但從目前的技術(shù)發(fā)展來看，并聯(lián)機(jī)床還不能成為數(shù)控機(jī)床的主流產(chǎn)品，只在輕工、食品加工以及大型天文望遠(yuǎn)鏡方面等

15、具有一定用武之地。 在數(shù)字裝備的研究方面應(yīng)該擴(kuò)大范圍，要大力發(fā)展以電子制造裝備、大型醫(yī)療裝備、精密科學(xué)儀器、精密數(shù)控裝備等數(shù)字裝備為代表的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需裝備。目前，作為現(xiàn)代制造裝備“靈魂”的數(shù)控系統(tǒng)已由NC,CNC時代進(jìn)入了PC-NC和NET-NC時代，其主要目標(biāo)都是開發(fā)具有智能化和柔性化的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)，將各種新工藝、新技術(shù)、新方法集成于控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺，開發(fā)先進(jìn)制造裝備的支撐環(huán)境。2.3 數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù)2.3.1 制造過程的建模與仿真制造過程的建模與仿真是在一臺計算機(jī)上用解析或數(shù)值的方法表達(dá)或建模制造過程，建模通?；谥圃旃に嚤旧淼奈锢砗突瘜W(xué)知識，并為實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。目前，仿真與

16、建模已成為推進(jìn)制造過程設(shè)計、優(yōu)化和控制的有效手段。2.3.2 網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計與制造利用快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，改善企業(yè)對市場的響應(yīng)力。網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計與制造重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域應(yīng)包括:敏捷信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，敏捷產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)，敏捷工藝設(shè)計技術(shù)，基于網(wǎng)絡(luò)的研究開發(fā)，敏捷生產(chǎn)技術(shù)。2.3.3 虛擬產(chǎn)品開發(fā)虛擬產(chǎn)品開發(fā)有四個核心要素:數(shù)字化產(chǎn)品和過程模型、產(chǎn)品信息管理、高性能計算與通訊和組織、管理的改變。2.4 數(shù)字化制造的核心技術(shù)2.4.1 將計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計（CAID）計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計是指以計算機(jī)技術(shù)為輔助手段進(jìn)行產(chǎn)品的藝術(shù)化工業(yè)設(shè)計，主要是指對批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品的材料、外型、色彩、結(jié)構(gòu)、表面加工等方面的設(shè)計工

17、作。LAID的一般過程有市場調(diào)查、產(chǎn)品概念草圖設(shè)計、彩色效果圖設(shè)計、三維效果圖設(shè)計、三維造型設(shè)計、產(chǎn)品零件圖和技術(shù)要求說明等。所用到的主要工具包括:Alias、CorelDraw、3DMAX、Pro/CDRS等。2.4.2 計算機(jī)輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)計算機(jī)輔助設(shè)計與計算機(jī)輔助制造已密不可分，在許多領(lǐng)域尤其是模具業(yè)，由于其單件或小批量加工的特點(diǎn)，采用CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的優(yōu)勢非常明顯。CAD/CAM主要是指采用先進(jìn)的計算機(jī)軟硬件手段進(jìn)行產(chǎn)品三維造型、結(jié)構(gòu)設(shè)計、裝配仿真、加工仿真、數(shù)控加工編程等，其中產(chǎn)品的三維造型是基礎(chǔ)，從CAD三維模型到數(shù)控加工程序的生成通常不需人工干預(yù)，可由

18、CAM軟件自動產(chǎn)生。產(chǎn)品的三維造型設(shè)計通常有正向設(shè)計和逆向設(shè)計兩種。正向設(shè)計是指通過工程師對待開發(fā)產(chǎn)品概念的理解來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計，即由概念到圖紙或數(shù)字模型的過程。逆向工程則是從已有產(chǎn)品或?qū)嵨锬Ｐ统霭l(fā)，反求產(chǎn)品原始設(shè)計參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)。正向設(shè)計講究的是創(chuàng)意，通常開發(fā)周期較長;逆向設(shè)計則較快，可實(shí)現(xiàn)一般正向設(shè)計無法實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品設(shè)計，有時只是對成功產(chǎn)品的復(fù)制，開發(fā)成本一般較低()目前最常用的CAD/CAM設(shè)計工具有:UG、Pro/E、CATIA、Power-Shape/PowerMill等。2.4.3 快速成型采用激光等技術(shù)將樹酷、ABS, PC等材料按產(chǎn)品的三維造型(STL格式)

19、進(jìn)行快速燒結(jié)并成型。這種成型技術(shù)可以不必制造模具就做出完整的樣機(jī)，不僅可大大加速了新產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度，還可節(jié)約大量成本。2.4.4 三坐標(biāo)測量及計算機(jī)輔助檢測(CMM/CAI)產(chǎn)品逆向設(shè)計最根本的就是對樣件的三維測量或三維數(shù)字化。計算機(jī)輔助檢測(CAI或CAV)是最近幾年才廣泛應(yīng)用的，尤其是在歐美發(fā)達(dá)國家，三維掃描測量的一半以上的應(yīng)用為產(chǎn)品的快速檢測，即比較產(chǎn)品與設(shè)計間的誤差，從而找到改進(jìn)產(chǎn)品制造工藝或設(shè)計方案的方法。除了傳統(tǒng)的手工測量外，常見的數(shù)字化方法包括三坐標(biāo)測量機(jī)測量、光柵掃描、以及最新的三維激光掃描等多種。三坐標(biāo)測量機(jī)測量的主要工具是三坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)，是目前使用最廣泛的高精度測量

20、手段，主要有龍門式、立柱式、機(jī)器臂式等幾種。第3章 工業(yè)4.0與數(shù)字化制造3.1 信息技術(shù)轉(zhuǎn)變制造方式“工業(yè)4.0”強(qiáng)調(diào)利用信息技術(shù)和制造技術(shù)的融合，來改變當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)與服務(wù)模式，既能使生產(chǎn)和交付更加靈活，同時又致力于解決能源利用效率、人才結(jié)構(gòu)等挑戰(zhàn)。一是智能工廠使客戶的個性化定制需求得以滿足，同時發(fā)掘出創(chuàng)造價值的新方法和商業(yè)模型，給初創(chuàng)公司和小型企業(yè)帶來發(fā)展機(jī)會，下游服務(wù)也能從中受益。二是CPS使從原材料變?yōu)楫a(chǎn)品的過程更加多產(chǎn)和高效，企業(yè)能源利用效率得到極大改善。三是智能制造更注重工人的設(shè)計管理能力和數(shù)字化專業(yè)技能，靈活的生產(chǎn)組織方式可延長工人的職業(yè)生涯并使其工作和生活更加平衡?！肮I(yè)4.

21、0”從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源利用、人才結(jié)構(gòu)三方面同步優(yōu)化，為我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展提供了新思路。美國奇點(diǎn)大學(xué)教授瓦德瓦教授提出:“將人工智能、機(jī)器人和數(shù)字制造技術(shù)相結(jié)合，將會引發(fā)一場制造業(yè)的革命?！蓖ㄟ^深度融合，人、物、信息等各種制造資源可以在全球范圍內(nèi)進(jìn)行更大跨度，更大彈性的組合，遠(yuǎn)程定制、異地設(shè)計、協(xié)同生產(chǎn)將成為現(xiàn)實(shí)。如果不能在這輪發(fā)展中占有一席之地，中國制造業(yè)的成本優(yōu)勢、規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和范圍經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢將逐漸消失目前，我國大多數(shù)制造企業(yè)的信息化水平并不高，更勿論智能化水平了因此當(dāng)?shù)聡岢鰪摹肮I(yè)3.0”向“工業(yè)4.0"全面邁進(jìn)的時刻，我們還必須大量補(bǔ)課，努力使制造業(yè)整體上達(dá)到目前德國“工業(yè)3

22、.0”的水平這中間是否存在技術(shù)窗口機(jī)會，是否能實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展，還需要我們好好論證如何發(fā)展適合中國實(shí)際的智能制造，可以說我們還沒有一個清晰的總體戰(zhàn)略框架。這一點(diǎn)必須向德國、美國等國家學(xué)習(xí)，抓緊時間制定對策3.2 增強(qiáng)系統(tǒng)配套“工業(yè)4.0”與其他國家的制造業(yè)戰(zhàn)略相比一個很大的不同是，它對整個制造業(yè)體系的發(fā)展進(jìn)行了總體思考，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)、強(qiáng)調(diào)集成、強(qiáng)調(diào)社會資源的再配置，而不僅僅把它作為一個技術(shù)開發(fā)的問題。在戰(zhàn)略選擇上，更是強(qiáng)調(diào)了主導(dǎo)市場的培育，商業(yè)模式的再造，強(qiáng)調(diào)如何讓中小企業(yè)能夠運(yùn)用“工業(yè)4.0”的成果，從而解決產(chǎn)、學(xué)、研、用互相結(jié)合，互相促進(jìn)的問題。反觀我國的許多科技政策，往往強(qiáng)調(diào)技術(shù)的開發(fā)，而忽視了

23、應(yīng)用從技術(shù)指標(biāo)上看都是國際先進(jìn)，國內(nèi)領(lǐng)先，但國內(nèi)外有沒有用戶，能不能適應(yīng)現(xiàn)有市場的使用條件卻很少考慮，開發(fā)、應(yīng)用兩張皮在優(yōu)先行動領(lǐng)域中，“工業(yè)4.0"超過一半的篇幅詳細(xì)闡述了全社會的過渡方案，包括工作組織設(shè)計、員工培訓(xùn)等等這樣，從技術(shù)發(fā)展到社會融合，“工業(yè)4.0”完成了一個工業(yè)系統(tǒng)的躍遷，這一點(diǎn)非常值得我們在制定規(guī)劃時借鑒。表1 “工業(yè)4.0”行動計劃表第4章 展望隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得基于多媒體計算機(jī)系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化制造技術(shù)為現(xiàn)代制造系統(tǒng)的并行作業(yè)、分布式運(yùn)行、虛擬協(xié)作、遠(yuǎn)程操作與監(jiān)視等提供了可能。數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展趨勢如下:(1)制造信息的數(shù)字化，將實(shí)現(xiàn)CAD/LAPP/CAM/CAE的一體化，使產(chǎn)品向無圖紙制造方向發(fā)展。(2)通過局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部并行工程，通過因特網(wǎng)建立跨地區(qū)的虛擬企業(yè)，實(shí)現(xiàn)資源共享優(yōu)化配置，使制造業(yè)向互聯(lián)網(wǎng)輔助制造方向發(fā)