对德国工业4.0、美国互联网工业、中国制造2025的研究

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对德国工业4.0、美国先进制造伙伴计划、中国制造2025的研究清华大学深圳研究生院物流与交通学部组员：严雪君李如月赵治杰指导教师：戚铭尧 123第一章工业革命第二章信息物理系统(Cyber-PhysicalSystem)第三章德国工业4.057第五章中国制造2025第六章德、美、中联系与区别第七章竞争与合作6目录4第四章美国先进制造伙伴计划4第八章总结Content CHAPTERONE工业革命 打开手机APP输入定制化信息厂家根据定制化数据生产生产线按照你的意志运行世界上仅此一款大多数人能负担得起的私人专属想象一下……Imagingthat··· 工业革命的发展历史制造工具社会分工2000年以前机械应用工厂出现工人阶级200年电气应用流水线出现专业管理层150年信息技术75年基于信息物理融合系统技术革新组织革新技术革新组织革新技术革新组织革新45年1.03.02.04.0德森德勒.《工业4.0》工业4.0研究院《大数据在工业4.0演进中的价值》.时间复杂程度 2.0电气化自动化3.0信息化产品标准4.0网络化定制1.0机械化大规模工业革命联系工业革命的发展历史4.0跨越工厂的边界3.03.0相当于肯德基麦当劳门店全部机械化，全程过程控制，任何一批不合格的产品，都可以追溯到上游任何一个环节4.0全部设备通过中央控制系统来进行控制，所有的信息能够被汇总分析，实现每个环节与环节的互动，每一个设备的每一个动作都是精确可知的德森德勒.《工业4.0》工业4.0研究院《大数据在工业4.0演进中的价值》. CHAPTERTWO信息物理系统（Cyber-PhysicalSystem) 物理信息系统CPS的定义战略发展CPS与物联网的关系特点和应用物理信息系统面临的挑战Cyber-PhysicalSystem体系结构 CPS定义由于CPS涉及领域的广泛性，技术模型的复杂性，以及发展的迅速性，至今还没有比较完善的公认的定义，下面几个比较有代表性：HelenGillEdwardALEEICCPS官网ShankarSastryCPS是融合计算与物理能力，能通过多种方式与人类进行互动的新一代系统。与物理世界交互或者增大物理世界的能力是通过计算和通信的方式，控制技术是实现新一代系统的核心【1】。计算及通信能力被嵌入到物理环境各种物体中，把这种联接信息世界与物理世界的系统称之为信息物理系统【2】。CPS是一系列计算进程和物理进程组件的紧密集成，通过计算核心监控物理实体的运行，而物理实体又借助于网络和计算组件实现对环境的感知和控制【3】。从计算科学与信息存储处理的层面出发，认为CPS集成了计算、通信和存储能力，能实时、可靠、安全、稳定和高效地运行，是能监控物理世界中各实体的网络化计算机系统【4】。CPS定义【1】BahetiR，GillH．Cyber-physicalsystems[J]．TheImpactofControlTechnology，2011：161—166．【2】IEEEReal—TimeSystemsSymposium[online][EB/OL]．http：//2014．rtss．org/，2014．【3】LeeE．ComputingFoundationsandPracticeforCyber-PhysicalSystems：aPreliminaryReport[R]．TechnicalReportUCB/EECS-2007—72，【4】SastryS．Networkedembeddedsystems：fromsensorwebstocyber-physicalsystems[M]．HybridSystems：ComputationandControl．SpringerBerlinHeidelberg，2007 物联网CPS利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素（所有的设备、资源及通信等）都是个性化和私有化【1】。海量运算是CPS接入设备的普遍特征，因此，接入设备通常具有强大的计算能力。CPS是在物联网的基础上增加了物品的控制和自治能力，因此人与物、物与物之间可以实现协同作业，从而实现智能化、集约化等目标。二者都是以传感技术与计算技术为基础，事物之间的信息交互为核心，实现人与物和谐相处为目的【2】。物联网可看做CPS的一个简约应用。CPS与物联网CPS可看做物联网的升级，更加注重人的参与，增加了控制和自治能力CPS物联网【1】“物联网”，百度百科【2】“信息物理系统”，百度百科 2013德国政府在汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”战略，其技术核心是CPS2014美国发布“AMP2.0”，指出优先发展制造业中的先进传感技术、控制技术，虚拟化、信息化和数字制造以及先进材料制造，其技术核心依然是CPSCPS战略发展各国以CPS技术为核心提出了相应的未来工业发展战略规划2006《美国竞争力计划》将CPS列为重要的研究项目，CPS概念正式提出2012美国发布“先进制造业国家战略计划”，将CPS放在了未来工业发展的战略层面2015中国政府正式发布“中国制造2025”战略，力争跻身制造强国行列，其中CPS技术占据着举足轻重的位置CPS提出后，各国给予高度重视，先后提出相应发展战略 CPS体系结构CPS主要的组件有：传感器、执行器和分布式控制器【1】S1S2S3S4PhysicalSystema1a2a3Actuator接收控制器的执行信息，对物理对象的状态和行为进行调整以适应物理世界的动态变化Network(wired/wireless)C1C2C3DistributedControllerDistributedControllerDistributedControllerSensor物理传感层网络传输层分布控制层【1】LiRenfa，XieYong,LiRui,LiLang.SurveyofCyber-PhysicalSystems[J].JournalofComputerResearchandDevelopment.2012,49(6):1149-1161感知物理世界中的物理信息转化为计算机可识别信息处理过后以系统输出的形式反馈给执行器执行，智能化服务 432615全局虚拟、局部有形网络集成与融合——全局虚拟物理传感实现交互与协调——局部有形网络化3C（computation、communication、control）通过网络连接起来开放性动态调整参与者的接入与退出，构造大规模异构系统的集合异构性不同类型的物理实体、计算部件、不同类型的网络技术、操作系统和计算模型等实时性1.数据收集延时小2.响应时间短安全性由于CPS是信息世界与物理世界的高度融合，如果信息世界出现问题，则可能会给物理世界带来灾难性的后果。因此，安全性是CPS必须具备的特性。CPS的特点由于CPS体系结构的复杂性，它具备以下几点特点【1】李伯宇，高飞，朱建平.信息物理系统研究与应用综述[J].成都信息工程学院学报.2014.8 CPS的应用健康环境社会危险环境下的智能机器人作业、智能监控环境指标、智能化工业设备智能家居、智能工厂、VR智能手术室、智能检测人体数据、智能调节人体健康活动智能化、可视化智能化、精确化智能化、网络化、虚拟化未来的生活向着智能化、网络化方向发展，而CPS技术将是实现这一发展目标的助推器。 CPS的应用——智能电网输电变电配电火电水电调度工业用电居民用电传统电网输电变电配电火电水电智能调度工业用电居民用电新能源风光储电动汽车双向信息流智能电网实时调度可再生能源能量流信息流 CPS的应用——生物与医疗系统智能医疗全国健康信息网络、电子病情记录仪、家庭护理、手术室等逐步被有硬件、软件组成的电脑系统控制，并且这种系统满足实时性和安全性。未来的医疗护理越来越依靠联网的医疗器械和系统，并且能够根据不同病人病情进行医疗设备的动态重组。未来的医疗设备和系统也拥有能与病人、看护人交互的能力。 CPS的应用——无人驾驶无人驾驶无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物。 challenge基础分歧协同性安全性网络阻碍实时性计算机科学的离散性与物理世界的连续性协同分析与协同设计现有网络存在各种复杂因素，如：数据堵塞、延时、丢包等，很难保证CPS的实时性与稳定性因为CPS的开放性，现有技术很难保证它的安全性系统设计与验证缺少时间语义异构性与复杂性导致开发时间增长，验证成本极大增加要实现计算机与物理世界交互，不能将时间抽象分离，而现有技术都隐藏了时间属性，很难保证时间性能CPS面临的挑战与物理世界的深度融合以及系统的规模(时间与空间)与复杂性是CPS为计算机科学领域带来挑战的根本原因【1】。【1】LiZuopeng,ZhangTianchi,ZhangJing.SurveyontheResearchofCyber-PhysicalSystems(CPS).ComputerScience.2011,38(9):27-29. CHAPTERTHREE德国工业4.0 德国工业4.0的发展历程Industry4.0.《德国高技术战略》2006年《德国高技术创新战略2020》2010年德国举办的汉诺威工业博览会工业4.0概念问世2011年《保障德国制造业的未来：关于实施“工业４．０”战略的建议》“工业４．０”标准化路线图2013年2134德森德勒.《工业4.0》 德国工业4.0的内容一个核心3大集成/关键技术/主题2重战略5个特征德国工业4.08项措施Industry4.0. 一个核心“智能＋网络化”CPS系统通过人工开发的软件系统进行数据处理与指令发送构建智能工厂生产过程的智能化以及方便人工实时控制丁纯,李君扬《德国“工业4.0”:内容、动因与前景及其启示》乌尔里希·森德勒《工业4．0：即将来袭的第四次工业革命》德国国家科学与工程院《确保德国制造业的未来——对实施“工业4.0”战略计划的建议》 领先的供应商战略领先的市场战略关注生产领域，要求生产出具备“智能”与乐于“交流”的生产设备。注重吸引中小企业化身为“智能生产”设备的供应者。强调整个德国国内制造业市场的有效整合。通过高速互联网络实现快速的信息共享、最终达成有效的分工合作。生产工艺重新定义、进一步细化、专业化。2重战略丁纯,李君扬《德国“工业4.0”:内容、动因与前景及其启示》乌尔里希·森德勒《工业4．0：即将来袭的第四次工业革命》德国国家科学与工程院《确保德国制造业的未来——对实施“工业4.0”战略计划的建议》 生产的纵向集成工程数字化集成制造业的横向集成关注不同的生产阶段实现信息共享全社会网络价值的实现关注生产过程在智能工厂内联网物联网(InternetofThings,IoT)机器对机器（MachinetoMachine,M2M)各类应用软件(Applications)3大集成、关键技术、主题丁纯,李君扬《德国“工业4.0”:内容、动因与前景及其启示》乌尔里希·森德勒《工业4．0：即将来袭的第四次工业革命》德国国家科学与工程院《确保德国制造业的未来——对实施“工业4.0”战略计划的建议》 3大集成、关键技术、主题主题一主题二主题三智能工厂智能生产重点研究智能化生产系统及过程网络化分布式生产设施的实现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需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持智能物流百度百科 前景特征良好的网络设施和服务社会-技术互动灵活应对需求变化员工创新性●通过进一步拓展相关的网络基础设施和特定的网络服务质量。●满足那些具有高带宽需求的数据密集型应用●满足那些提供运行时间保障的服务供应商●循环网络●生产资源具有自主性、可自我调节、配置以应对同形势●端对端●数字与物质的完美结合●企业员工可以根据形势和环境敏感的目标来控制、调节和配置智能制造资源网络和生产步骤●员工将从执行例行任务中解脱出来，使他们能够专注于创新性和高附加值的生产活动●特殊产品特性需求的客户直接参与到产品生命周期的各个阶段●临时的需求变化，可立即使之变为可能智能产品可识别性●整个制造过程中的细节●半自主地控制它们生产的各个阶段●工作范围内发挥最佳作用●整个生命周期内随时确认自身的损耗程度5个特征机械工业信息研究院战略与规化研究所《德国工业4.0战略计划实施建议(摘编）》 625814技术标准化和开放标准的参考体系建立模型来管理复杂的系统建立安全保障机制创新工作的组织和设计方式注重培训和持续的职业发展提升资源效率8大措施7健全规章制度3提供一套综合的工业宽带基础设施丁纯,李君扬《德国“工业4.0”:内容、动因与前景及其启示》乌尔里希·森德勒《工业4．0：即将来袭的第四次工业革命》德国国家科学与工程院《确保德国制造业的未来——对实施“工业4.0”战略计划的建议》 功能、数据和进程的编译和联络终端设备和系统的管理服务业务流程服务业务流程APP解决方案移动性能源城镇行业建筑公司层次要求物联网互联性应用互联网的系统和服务平台基于模型的开发平台服务网商业领域和应用方面的知识应用到达市场和顾客的途径《工业战略4.0》8大措施技术标准化和开放标准的参考体系制定合作机制确定可被交换的信息适用所有合作企业的产品和服务最常规的解决方案公开完整的技术说明资料有助于网络普及各方参与 《工业战略4.0》8大措施建立模型来管理复杂的系统跨企业多学科不同地点合作安全专业平台集成平台，工作流程管理ERPPLMSCM远程服务虚拟桌面多用户，分享中央数据库身份管理客户管理产品管理业务提供市场平台（公众）供应商管理APP自服务平台客户独立软件商合作伙伴开发和研究应用平台集成服务数据架构基础服务集合平台面向客户 综合的工业宽带基础设施●实施联网的基础，●保证数据传输的高速、稳定与可靠安全保障机制●在传输与储存过程中需要维护信息安全●整个系统应具有健全的容错机制以确保人为失误不会酿成灾难等创新组织和设计方式●高度自动化和分协同性●让员工能高效，并且是愉快与安全地进行生产活动培训和持续的职业发展●生产设备和协作伙伴的范围远超过目前要求●工作环境的变化速度也显著加快健全规章制度●数据保护、数据交换过程中安全性●保护个人隐私●协调各国的不同贸易规则8大措施其他六大措施.提升资源效率●原材料与能源●人力资源和财务资源●建立各类可量化的关键绩效指标体系 德国工业4.0的动因Industry4.0劣优内外有利因素不利因素外部机遇外部挑战●历史上多次直面技术进步的挑战并成功完成转型●实体经济发达提供动力及奠定基础●良好的教育体制与发达的科研能力●研发投入有待加强●科技强大的背后基础科研的短板亟待补齐●欧盟经济增长迟缓，德国经济更是萎缩●短期内面临出口下滑，低增长与高失业并存●中期内感受产业升级压力●长期面对双重竞争压力，发达国家，新型经济体●科学应用技术的进步，3Ｄ打印技术、物联网等●全球物联网行业的终端设备的高利润●信息技术与制造业结合的趋势 CHAPTERFOUR美国先进制造伙伴计划（AdvancedManufacturingPartnership） AMP背景去工业化金融危机再工业化由于美国信息产业的发展、人力成本的提高、服务业的兴起等因素导致产业格局的变化，传统制造业持续衰退，被称为去工业化近几年的金融危机使美国意识到虚拟经济带来的弊端和传统制造业的重要性美国于2012年启动的“先进制造业国家战略计划”中，被称为“再工业化”，旨在鼓励创新，利用信息技术重塑工业格局 AMP的发展捍卫美国在先进制造业的霸主地位，提高创新能力，利用信息互联技术与物理设施的融合（CPS）塑造新的制造产业链，保持全球先进制造业的领导地位。《先进制造伙伴计划》《保障美国在先进制造业的领导地位》-2011《获取先进制造业国内竞争优势》-2012《加速美国先进制造业》-2014 三大支柱未来制造业将迎来智能化、网络化、互联化，技术创新是实现未来制造的助推器；美国要保持制造业领导者地位必须依赖创新才可以实现，人才历来是保障国家具有创新能力的关键要素，而美国的国情存在优秀人才不愿意进入制造业的弊端，因此保证人才输送将是实现工业创新的关键美国市场是一个充满竞争的管理资本主义市场，美国一直以本国的市场化的商业环境而感到骄傲，为保证未来的美国制造，自然会格外重视商业环境的改善AMP战略——三大支柱加快创新确保人才输送改善商业环境 2451制定国家先进制造业战略增加优先的跨领域技术的研发投资36建立国家制造创新研究院网络促进产业界和大学合作进行先进制造业方面的研究建立促进先进制造业技术商业化的环境建立国家先进制造业门户AMP三大支柱——加快创新 2451改变公众对制造业的错误观念利用退伍军人人才库36投资社区大学水平的教育发展伙伴关系提供技能认证加强先进制造业的大学项目推出关键制造业奖学金和实习计划AMP三大支柱——确保人才输送 13颁布税收改革24合理化监管政策完善贸易政策更新能源政策AMP三大支柱——改善商业环境 AMP战略——三大优先领域虚拟化、信息化和数字制造技术先进材料技术制造业中的先进传感技术、先进控制技术和平台系统 AMP战略——三大优先领域技术领域制造业中的先进传感、控制和平台系统虚拟化、信息化和数字制造先进材料制造研发基础设施作为支持创新的管道建立制造技术测试床（MTTs）来测试新技术的商业案例应用，包括智能制造能力建立制造卓越能力中心（MCE），聚焦于前沿技术开发层面的基础研究以及包括数字设计和能效数字制造工具等方面的数字化推广材料制造卓越能力中心（MCEs)以支持制造创新研究所（MIIs）的研发活动，以及支持国家战略中的其他制造技术领域国家制造业创新网络针对高耗能和数字信息制造，建立聚焦于ASCPM能源优化利用的一个研究所聚焦于制造过程中的安全分析和决策中涉及的量大、综合的数据集，建立一个大数据制造创新研究所（现有数字化制造和设计创新研究所之外）利用供应链管理国防资产，促进创新和研发中的关键材料再利用公私技术标准制定新的产业标准，包括关键系统和供应商所供货之间的数据交叉标准制定部署“网络-物理”系统的安全和数据交换的制造政策标准为表征材料设计数字标准以快速利用新材料和制造方法附加策略激励创造和推行系统提供商、服务机构或者系统集成商的辅助制造商业化为先进制造材料领域的博士生设立制造业创新奖学金，如生物医疗制造 CHAPTERFIVE中国制造2025 中国制造2025从”制造大国向制造强国迈进”“中国制造2025“是中国政府实施制造强国战略的第一个十年的行动纲领，其根本目标在于改变中国制造业“大而不强”的局面，通过10年的努力，使中国迈入制造强国行列，为到2045年将中国建成具有全球引领和影响力的制造强国奠定坚实基础。指导思想创新驱动质量为先绿色发展结构优化人才为本基本原则市场主导，政府引导立足当前，着眼长远整体推进，重点脱坡自主发展，开放合作 GlobalmanufacturingindustryChina’seconomicenvironmentStrongManufactureCountry各方面的需求对制造业提出更高的要求我国经济发展进入新常态，调整结构，转型升级刻不容缓我国已具备了建设工业强国的基础和条件建设制造强国，必须紧紧抓住当前难得的战略机遇新一代信息技术与制造业深度融合发达国家“再工业化”发展中国家扩展国际市场空间我国经济发展环境发生巨大变化建设制造强国任务艰巨而紧迫发展形势与环境从”制造大国向制造强国迈进”全球制造业格局面临巨大调整 制造业现状从”制造大国向制造强国迈进”存在问题自主创新能力差产业结构不合理产品质量低，缺乏世界品牌能源利用率低，环境污染严重核心技术和高端装备对外依存度高优点制造业规模大，种类全拥有完整的供应链条 中国制造2025的内容一个目标五大工程中国制造2025十大重点发展领域两化融合四项基本原则五大指导方针三步走战略 “一个“目标从制造业大国向制造业强国转变“两化”融合通过信息化和工业化两化深度融合来引领和带动整个制造业的发展，这也是我国制造业所要占据的一个制高点中国制造2025从”制造大国向制造强国迈进” 202520352045迈入世界强国行列2020年，基本实现工业化，制造业大国地位巩固2025年，整体素质大幅提升，创新能力显著增强，两化融合迈上新台阶达到制造强国阵营中等水平创新能力大幅提升，重点领域发展取得重大突破，整体竞争力明显增强，优势行业形成全球创新引领能力，全面实现工业化综合实力进入世界制造强国前列主要领域具有创新引领能力和明显竞争优势，建成全球领先的技术体系和产业体系。中国制造2025—“三步走”战略从”制造大国向制造强国迈进” 01030402坚持制造业发展全国一盘棋和分类指导相结合，统筹规划，合理布局，明确创新发展方向，促进军民融合深度发展，加快推动制造业整体水平提升。围绕经济社会发展和国家安全重大需求，整合资源，突出重点，实施若干重大工程，实现率先突破。在关系国计民生和产业安全的基础性、战略性、全局性领域，着力掌握关键核心技术，完善产业链条，形成自主发展能力。继续扩大开放，积极利用全球资源和市场，加强产业全球布局和国际交流合作，形成新的比较优势，提升制造业开放发展水平全面深化改革，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，强化企业主体地位，激发企业活力和创造力。积极转变政府职能，加强战略研究和规划引导，完善相关支持政策，为企业发展创造良好环境。针对制约制造业发展的瓶颈和薄弱环节，加快转型升级和提质增效，切实提高制造业的核心竞争力和可持续发展能力。准确把握新一轮科技革命和产业变革趋势，加强战略谋划和前瞻部署，扎扎实实打基础，在未来竞争中占据制高点。自主发展，开放合作整体推进，重点突破立足当前，着眼长远市场主导，政府引导中国制造2025—四项基本原则从”制造大国向制造强国迈进” 124创新驱动绿色发展质量为先结构优化坚持把创新摆在制造业发展全局的核心位置，完善有利于创新的制度环境，推动跨领域跨行业协同创新，突破一批重点领域关键共性技术，促进制造业数字化网络化智能化，走创新驱动的发展道路。坚持把可持续发展作为建设制造强国的重要着力点，加强节能环保技术、工艺、装备推广应用，全面推行清洁生产。坚持把质量作为建设制造强国的生命线，强化企业质量主体责任，加强质量技术攻关、自主品牌培育。建设法规标准体系、质量监管体系、先进质量文化，营造诚信经营的市场环境，走以质取胜的发展道路。坚持把结构调整作为建设制造强国的关键环节，大力发展先进制造业，改造提升传统产业，推动生产型制造向服务型制造变。3人才为本坚持把人才作为建设制造强国的根本，建立健全科学合理的选人、用人、育人机制，加快培养制造业发展急需的各种人才，走人才引领的发展道路。5中国制造2025—五大基本方针从”制造大国向制造强国迈进” 12345制造业创新中心建设工程重点开展行业基础和共性关键技术研发、成果产业化、人才培训等工作；2020年建成15家，2015年建成40家制造业创新中心智能制造工程开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用；建立智能制造标准体系和信息安全保障系统等工业强基工程以关键基础材料、核心基础零部件（元器件）、先进基础工艺、产业技术基础为发展重点绿色制造工程组织实施传统制造业能效提升、清洁生产、节水治污等专项技术改造；制定绿色产品，绿色工厂，绿色企业标准体系高端装备创新工程组织实施大型飞机、航空发动机、智能电网、高端诊疗设备等一批创新和产业化专项、重大工程.中国制造2025—五大工程从”制造大国向制造强国迈进” 中国制造2025—九项战略任务从”制造大国向制造强国迈进”提高国家制造业创新能力推进信息化与工业化深度融合大力推动重点领域突破发展加强质量品牌建设全面推行绿色制造强化工业基础能力深入推进制造业结构调整积极发展服务型制造和生产性服务业提高制造业国际化发展水平 新一代信息技术产业集成电路、信息通讯、操作系统和软件高档数控机床和机器人高档数控机场和机器人航空航天装备大型客机、宽体客机、运载火箭等节能与新能源汽车电动汽车、燃料电池汽车等电力装备新能源、可再生能源、智能电网、高效超净排放煤电机组。农机装备、育、耕、种、管、收、运、贮等过程中使用的先进农机装备海洋工程装备及高技术船舶深海探测、资源开发利用、海上作业保障装备等新材料、特种金属、高性能结构材料、高分子材料、无机非金属材料、新型复合材料先进轨道交通装备绿色智能、高速重载轨道交通系统生物医药及高性能医疗器械药物新产品及影像设备、药用机器人等移动医疗产品中国制造2025—十大重点领域从”制造大国向制造强国迈进” 工业2.0工业3.0工业4.080%50%25%从“中国制造2025”的内容可以看出，我国现阶段要做到的事情就是工业“2.0补课”，“3.0普及”，“4.0示范”，着力进行产业转型，结构升级，解决创新能力、产品质量和品牌、工业基础等问题，同时要紧跟工业4.0智能化和网络化的发展趋势。中国制造2025从”制造大国向制造强国迈进” CHAPTERSIX德、美、中的联系与区别 工业4.0中国制造2025先进制造伙伴计划Industry4.0MadeinChina2025AdvancedManufacturingPartnership德、美、中联系与区别TheConnectionandDifferences SAME在国际、国内产业形势研判后作出的决策，均指向先进制造业都注重CPS技术在未来工业发展中的核心地位，在信息化、智能化、网络化、全局化等方面投入大量人力物力进行创新研究德、美、中的相同点TheConnection目标技术李金华.德国“工业4.0”与“中国制造2025”的比较及启示[J].中国地质大学学报:社会科学版,2015,15(5):71-79. VS推动解决全球所面临的资源短缺、能源利用效率及人口变化等问题（更微观、具体、更多关注制造的产品、过程、模式）注重利用大数据与信息技术进行工业格局的重塑，实现先进制造业的创新，开拓新产业，引领全球制造业走向。德、美、中的不同点TheDifferenceVS愿景对比中国制造业创新能力和信息化水平大幅度提升、制造业结构优化、产品质量显著提高，著名品牌显著增多（更宏观、抽象，关注制造技术、制造业结构、制造水平）李金华.德国“工业4.0”与“中国制造2025”的比较及启示[J].中国地质大学学报:社会科学版,2015,15(5):71-79. VS保证制造业的领先地位实现在未来新的制造业中的领导地位德、美、中的不同点TheDifferenceVS目标对比跻身世界制造强国行列 德国美国中国技术领域不再把技术、品牌作为发展目标，而是转向生产模式、生产管理、生产安全等更高层面的制造理念，达到以网络化、智能化为主要特征的新工业革命生产模式制造业中的先进传感、先进控制和平台系统；虚拟化、信息化和数字制造；先进材料制造。实际上就是CPS的具体化具体的优先发展的重点领域包括航空航天，船舶、先进轨道交通、节能和新能源汽车、医疗器械等行动路径突出智能、网络、系统，建设CPS，将物联网、服务网广泛应用于制造领域，对制造产品的全生命周期、完整制造流程模块进行集成和数字化，构筑一种高度灵活、具备鲜明个性特征的产品与服务生产模式，是一种从制造业出发，利用信息技术改造制造业的“自下而上”的改革模式。发展包括先进生产技术平台、先进制造工艺及设计与数据基础设施等先进数字化制造技术，其核心是鼓励创新，并通过信息技术来重塑工业格局，激活传统产业，是一种从CPU、系统、软件、互联网等信息端，通过大数据分析等工具“自上而下”的重塑制造业的模式。更多集中于市场准入制度、政府经济职能转变、行政审批制度改革、市场环境建设、政策支持等，技术研发、科技成果转化、创新能力设计等仍然作为实现战略目标的行动路径，政府在行动过程中的作用有着明显体现技术领域与行动路径对比德、美、中的不同点TheDifference李金华.德国“工业4.0”与“中国制造2025”的比较及启示[J].中国地质大学学报:社会科学版,2015,15(5):71-79. 中美德战略差异的原因分析美国：信息产业与先进制造独占鳌头，传统制造业被忽视，希望通过信息技术重塑工业格局德国：机械和装备制造业的自动化水平全球领先，占据全球信息技术额显著地位---要保住领先地位，引领全球制造业的发展中国：自主创新能力不强，关键技术或核心技术缺乏，产业结构不合理，生产性服务业发展滞后，希望通过战略规划跻身制造强国行列美国：创新、实用、自由德国：认真、守纪、严谨中国：中华民族的伟大复兴制造业发展程度民族精神 CHAPTERSEVEN工业4.0下德、中、美竞争与合作 工业4.0下德、中、美竞争与合作未来的世界格局美国德国中国不会轻易动武需要一边合作一边竞争所有的成果都将服务于人类水木然《工业4.0大革命》 工业4.0下德、中、美竞争与合作德国中国美国●借鉴德国产业发展政策的制定●构建两国间产业技术联盟，加强技术合作●加强中德企业合作●加大人才的培养交流和引进●夯实完善两国高层互访机制●技术壁垒●成本优势●需要跨国合作的产业●在互补性领域●制造业新兴产业的竞争，冷战思维●贸易摩擦和贸易壁垒杨长湧《美国重振制造业战略对我国可能的影响及我国的对策研究》裴长洪,于燕.《德国“工业4.0”与中德制造业合作新发展》蒋钦云《我国战略性新兴产业规划与美国重振制造业框架比较研究》 CHAPTEREIGHT总结 总结 [1]机械工业信息研究院战略与规化研究所.德国工业4.0战略计划实施建议(摘编)[J].世界制造技术与装备市场,2014(3):42-48.[2]德森德勒.工业4.0[M].机械工业出版社,2014.[3]丁纯,李君扬.德国“工业4.0”:内容、动因与前景及其启示[J].德国研究,2014,v.29;No.112(04):49-66.[4]工业4.0（第四次工业革命）_百度百科[EB/OL].http://baike.baidu.com/link?url=eOBYI59CP3kzzXcUSLtRXutqZ0YIpWA4ajRaW-ESqIyXzE-H0_KwYktA_Uhla6fh5qCA8EKrLRPSB0zJx5z1ij-XWUJ8LBC9lBbQ3WD12iG.[5]确保德国制造业的未来——对实施“工业4.0”战略计划的建议(德国国家科学与工程院(acatech))[6]李金华.德国“工业4.0”与“中国制造2025”的比较及启示[J].中国地质大学学报:社会科学版,2015,15(5):71-79.[7]中国、美国、德国在工业领域打起来后，中国优势的全面解析[EB/OL].http://www.gdiot.org/font/font!getNewsById.action?id=1248.[8]工业4.0（第四次工业革命）_百度百科[EB/OL].http://baike.baidu.com/link?url=eOBYI59CP3kzzXcUSLtRXutqZ0YIpWA4ajRaW-ESqIyXzE-H0_KwYktA_Uhla6fh5qCA8EKrLRPSB0zJx5z1ij-XWUJ8LBC9lBbQ3WD12iG.参考文献 [10]BahetiR，GillH．Cyber-physicalsystems[J]．TheImpactofControlTechnology，2011：161—166．[11]IEEEReal—TimeSystemsSymposium[online][EB/OL]．http：//2014．rtss．org/，2014．[12]LeeE．ComputingFoundationsandPracticeforCyber-PhysicalSystems：aPreliminaryReport[R]．TechnicalReportUCB/EECS-2007—72，[13]SastryS．Networkedembeddedsystems：fromsensorwebstocyber-physicalsystems[M]．HybridSystems：ComputationandControl．SpringerBerlinHeidelberg，2007[14]LiRenfa，XieYong,LiRui,LiLang.SurveyofCyber-PhysicalSystems[J].JournalofComputerResearchandDevelopment.2012,49(6):1149-1161[15]李伯宇，高飞，朱建平.信息物理系统研究与应用综述[J].成都信息工程学院学报.2014.8[16]LiZuopeng,ZhangTianchi,ZhangJing.SurveyontheResearchofCyber-PhysicalSystems(CPS).ComputerScience.2011,38(9):27-29.[17]贺正楚,潘红玉.德国“工业4.0”与“中国制造2025”[J].长沙理工大学学报(社会科学版),2015,v.30;No.12703:103-110.[18]周济.智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J].中国机械工程,2015,v.26;No.42517:2273-2284.[19]国务院关于印发《中国制造2025》的通知[J].中华人民共和国国务院公报,2015,No.151916:10-26.参考文献 THANKS