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中国制造2025,工业4.0,工业3.0,工业2.0,工业1.0的来历


工业1.0是机械制造时代,即 18 世纪引入的机械设备制造时代;时间大概是 18 世纪 60 年代至 19 世纪中期。

就是通过水力和蒸汽机实现工厂机械化。这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动,经济社会从以农业、手工业为基础转型到以工业、机械制造带动经济发展的新模式。那时的机械设备还没有电气自动化控制的概念。


工业2.0是电气化与自动化时代,即 20 世纪初的电气化与自动化时代;时间大概是 19 世纪后半期至 20 世纪初。

也就是在劳动分工基础上采用电力驱动产品的大规模生产;因为有了电力,所以才进入了由继电器、电气自动化控制机械设备生产的年代。这次的工业革命,通过零部件生产与产品装配的成功分离,开创了产品批量生产的高效新模式。


工业3.0是电子信息化时代,即20世纪70年代开始并一直延续至现在的信息化时代。

在升级工业2.0的基础上,广泛应用电子与信息技术,使制造过程自动化控制程度再进一步大幅度提高。生产效率、良品率、分工合作、机械设备寿命都得到了前所未有的提高。在此阶段,工厂大量采用由PC、PLC/单片机等真正电子、信息技术自动化控制的机械设备进行生产。自此,机器能够逐步替代人类作业,不仅接管了相当比例的“体力劳动”,还接管了一些“脑力劳动”。


工业4.0概念是德国政府2013年《高技术战略 2020》确定的十大未来项目之一,并已上升为国家战略,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。

工业4.0是实体物理世界与虚拟网络世界融合的时代。但德国业界对工业4.0的响应者却不多,原因之一是所谓的虚拟网络-实体物理系统(Cyber-Physical System,CPS)融合的主要思想,美国早在若干年前就已提出。未来 10 年,基于信息物理系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)的智能化,将使人类步入以智能制造为主导的第四次工业革命。产品全生命周期、全制造流程数字化以及基于信息通信技术的模块集成,将形成一种高度灵活、个性化、数字化的产品与服务新生产模式。

2013 年 12 月 12 日,美国白宫召开了第一次CPS成员会议。李杰教授作为专家组成员参加了会议。他们要讨论的事情,与德国的工业4.0其实是一样的内容。虽然德国先提出了概念,但他们刚刚起步、着手转型,而美国一直在做以CPS为概念的先进制造。或许正是这方面的原因,德国也于2013年10月邀请李杰教授前往分享他们在美国的成功案例。

对于 CPS 的概念,李杰教授认为可以用日常生活中常见事物来解释。正如人们在 facebook 里建立的各种关系,在物理世界里是不可见的,却可以得出这个人的生活社群、行为习惯、过往经历等等。同样,任何产品都有虚拟和实体两个世界(譬如:苹果手机是实体,但APP是虚体),如何将虚拟世界里的关系透明化,正是工业4.0时代需要做的。未来产品(譬如:机床、飞机、汽车、等等)都应该会有实与虚的价值接合。这样的道理,是德国人提出概念的依据,但是李杰教授团队在美国已经自2001年开始积累大量和工业界成功合作建立的案例。

需要强调的是,德国提出的工业4.0和美国的CPS,核心要义都是制造业基于数据分析的转型。


结语

德国制造业是世界上最具竞争力的制造业之一,在全球制造装备领域拥有领头羊的地位。这在很大程度上源于德国专注于创新工业科技产品的科研和开发,以及对复杂工业过程的管理。

德国拥有强大的设备和车间制造工业基础,在世界 “信息技术” 领域拥有很高的能力水平,在 “嵌入式系统” 和 “自动化工程” 方面也有很专业的技术,这些因素共同奠定了德国在制造工程工业上的领军地位。通过 “工业4.0” 战略的实施,将使德国成为新一代工业生产技术(即: 信息物理系统)的供应国和主导市场,会使德国在继续保持国内制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。


中国制造2025

中国国务院于2015年5月8日由李克强总理签批,公布了“中国制造2025”,这是是中国版的“工业4.0”规划。

“中国制造2025”规划提出了中国制造强国建设三个十年的“三步走”战略,是第一个十年行动纲领。


指导思想

以促进制造业创新发展为主题,以提质增效为中心,以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向,以满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标,强化工业基础能力,提高综合集成水平,完善多层次多类型人才培养体系,促进产业转型升级,培育有中国特色的制造文化,实现制造业由大变强的历史跨越。

基本方针

创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本。

战略目标

力争用十年时间,迈入制造强国行列;到2035年,我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平;新中国成立一百年时,制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造强国前列。

 

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