读《中国制造2025》与“德国工业4.0”后的思考中机质协特别高级专家顾问沈烈初
经建国六十多年，特别是改革开放三十多年来飞跃式的发展，中国制造业的总量已居世界第一位，但大而不强的格局尚无根本性改变。纵观世界各工业发达国家，制造业在国民经济中都占有重要地位。近年随着科技进步的迅猛发展，新的技术层出不穷地出现。各国在迎接新一轮技术革命中，仍把制造业作为主攻方向，如美国在2012年推出“美国先进制造业国家战略计划”，2013年又推
出“美国制造业创新网络计划”；2013年德国颁布“德国工业4.0”战略实施建议，同年法国颁布“新工业法国”战略；2014年日本提出“日本制造业白皮书”；2015年英国提出“英国制造业2050”等。
我国在2015年5月8日，国务院印发《中国制造2025》通知；不久之前国务院又公布了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，加上近十年来推进了包括01、02、03、04专项在内的十余项“国家重大科技专项”规划，构成了我国振兴制造业的战略与战术部署。
再分析改革开放以来，制造业虽有了巨大进步，但各行业间发展极不平衡，如高铁制造业只有十余年的发展史，电工行业已有较长发展史，但高铁与发电、输变电成套设备已在世界上具有重要影响力，两者都采用“以我为主”，引进技术合作生产，消化吸收再创新的模式取得成功。航空航天、海陆军事装备，随着与信息技术的融合，以自力更生为主，吸收国外先进技术经验，取得了骄人的成绩。一些家电行业不仅量上，而且在质与性能上都有较强竞争力。但也要看到，随着经济全球化，国内外市场竞争激烈，优胜劣汰加速进行，以至我国有一些行业被淘汰出局，如照相机、办公设备行业基本全军覆没，分析仪器、大型科学仪器等似乎有些溃不成军，高端医疗装备特别是检查用的影像设备，大多由国外少数企业垄断。随着新兴行业的出现，其装备主要靠工业发达国家进口，如制造大规模及超大规模集成电路芯片用的成套设备、原辅材料甚至清洗剂、超纯气体等；生产光伏电池用的核心设备及原辅材料都是依赖进口；还有不少关键零部件、元器件及各种专用材料，很多产品在我们国家是空白，或达不到这些高新产业的要求。至于乘用车的生产态势，大家一目了然，我国是汽车生产大国，又是消费最大的市场，虽然它是国民经济最大的支柱产业之一，但因采取合资方式，其核心技术与市场都控制在跨国公司手中，不管是什么原因造成的，“中国制造2025”必须面对它。就技术论技术，就产业论产业，是解决不了“中国制造业病根”的。
“中国制造2025”、“互联网＋”、“物联网”、“智能制造”，各种政策、纲要、规划、计划、专项如何衔接好，这是一个庞大的系统工程。处理不好，就会变成“九龙治水”式的振兴中国制造业，有可能误导企业，重复投资。上面行政部门各自为战，下面则形成企业投机心理，“一仆几主”的局面。
为此首先要弄清如何“以我为主”，“师洋而不崇洋”，从实际国情出发，从本企业实际情况出发，把“中国制造2025”的核心之一“智能制造”搞好。
在阅读与学习这些文件中，全景式地回顾了笔者曾经参与的制造业发展过程中的一些局部工作。在机械制造业的发展历史中，笔者从过去是参与者，现在是旁观者、关心者的立场出发，提出一些不成熟的观点与疑虑，请教于专家、学者与政府官员。
一、历史的回顾
机械工业应用计算机控制始于上世纪五十年代末，当时北京机床研究所已成立数控机床及系统的研究室。主要人员来自从苏联留学的海归学者，清华大学等一批高校也起步研究数控机床及系统，因此可以说在数控方面我国起步较早，距离上世纪1947年发明半导体，首先用于军事工业，不久就发明计算机，1952年美国就出现电子计算机控制的机床，即数控机床，之间仅不到十年。但因缺乏计算机技术的硬件与软件，当时又处在被封锁状况，进口集成电路模块及其它元器件十分困难，因此无法突破关键技术并产业化。上世纪七十年代，当时第一机械工业部决定引进三个透平制造成套项目，沈阳鼓风机厂引进意大利新庇隆公司的透平鼓风机、透平压缩机成套技术。杭州汽轮机厂从西门子引进了3系列工业汽轮机，南京汽轮机厂则采用测绘仿制办法试制2.5万KW的燃气轮机。在引进中，特别购买了CAD的设计技术和软件与相应的计算机硬件，并进口了一大批在当时也属于高档的数控机床，开始采用CAM的技术。笔者在与西门子谈判中，要到了3系列工业汽轮机设计的源程序，以便该厂能自行扩展与改进。不久一机部就成立计算机中心，购置了相应的电子计算机及外存设备。上世纪七十年代末，时任一机部的陶亨咸总工程师介绍，西德阿亨大学二位教授到沈阳第一机床厂进行计算机管理的试点工作，当时选择了两个车间，一个是大批量生产的C6140普车（即苏联提供156项成套技术中的1A62车床）车间，另一个是生产C630、C650等批量生产普车的车间，这都是属离散式计算机管理模式，并成立了相应的组织机构。因当时科学化管理尚差，生产过程中的各种工票很难统一，没法采集有用的数据，因而建立数据库就很困难。进行了一段时间就停止了，这也是一次计算机管理的尝试吧。1980年前后，国家决定引进技术与成套设备，新建千万吨级的宝钢。其成套装备由机械部组织力量，采用引进技术、合作生产的方式，即技贸结合模式来带动提高重型冶金设备行业的制造水平。如其中2050热轧板材轧制成套设备，用三级计算机控制。四个粗轧机架，二个精轧机架，与冶金部领导协商后，有一个精轧机架液压压下伺服机构，采用合作生产方式，以逐渐掌握其核心技术，为此机械工业部从全国调集了一批技术骨干，成立一个以机械装备，另一个以计算机控制系统的双总设计师的攻关队伍，进行国产化攻关。这是一条典型的三级计算机控制的机、电、仪一体化的，当时属于最先进的热轧线，其它如精轧、连铸连轧线等都按技贸结合办法进行。从而宝钢项目带动了装备采用计算机控制的国产化。从技术上讲已带有数字化、智能化一些技术特点的成套冶金设备，使重型行业采用信息技术的水平大大前进了一步。紧接着机械部从西屋公司、CE公司引进30万、60万KW发电成套设备，锅炉采用了DCS控制系统，也按照技贸结合方式实行国产化，这样CAD、CAM、CAE 等技术在这几个行业逐渐普及推广。从而大大提高电工、重型行业的两化融合水平。
通过上世纪八十年代初机械工业部引进约800项先进技术，同时也引进了CAD设计技术，根据合同，派了大批人员到国外相应工厂进行学习培训，大大
扩大了企业领导及技术人员的眼界，了解CAD、CAM等在国外进行推广的经验，不久就提出“甩掉图板与丁字尺”的口号，CAD等在上世纪九十年代开始，就
逐渐向中小企业推广与普及。
为了配合CAD等辅助设计及计算机辅助管理，软件开发是不可或缺的技术，硬件与软件必须互相匹配，为此在上世纪1980年前后在北京机械工业自动化研究所就成立了计算机软件开发研究室，在一些行业排头兵大企业，也聚集与培养了一批软件开发人员，大大加快计算机在企业应用的速度。
另外，中外合资与合作企业逐渐兴起，特别是合资的汽车厂建立，CAD及CAM、CAPP、CAE、CAT等向高档水平发展。并且不少企业逐渐采用ERP、MES等软件
系统进行计算机辅助管理。大量的国外先进设计及管理软件进入中国，提高企业应用电子信息技术的水平。一批专业的软件开发公司及两化融合咨询公司纷纷成立。这为本世纪开始全面推进两化融合奠定了良好基础，也为“中国制造2025”的实施，从人员与物质上创造不少有利条件。
二、“中国制造2025”与“德国工业4.0”
5月13日“2015智能制造国际会议”在京举行，主题确定为“中国制造2025与德国工业4.0”。工信部苗圩部长作了主旨演讲，精辟地阐明了两者从战略到技术方面异同之处。笔者很受启发，完全同意。在学习研究二者文件中进行思考，尚有不少不解之处，欲请教专家学者。
1.从战略目标上讲，德国已是制造业强国，很多领域已占领制造业的制高点，“引领技术，引领市场”，在新一轮的技术革命中，与美、日及西欧工业
发达国家进行竞争，企图继续保持制造业的领先地位。如美国未来学家里夫金提出：以新能源、新材料及互联网为标志的第三次工业革命，加上二年前美国加州奇点大学的瓦特瓦教授提出：人工智能、机器人、数字化三者结合将引起制造业革命。这是发达国家在已完成了工业革命及城镇化的背景下提出的。而我国尚处在工业化的中后期，城镇化还正在进行中，工业及制造业大而不强，产品大都处在产业链的中下端。劳动技术与技术劳动密集型产业及产品有比较优势，而劳动、资源、能源、污染密集型产业已逐渐丧失优势，因为各方所付出的成本太高。高技术与资金密集型的产业与产品的竞争力与制造业发达国家尚有不少差距。所谓在国内建立的合资或独资的外资高新技术企业，仅仅是把制造高新技术产品过程中的劳动、能源、污染工序转移到中国来生产，其核心技术与配套的关键零部件还是从所在国进口，利润也随之外流。因此“中国制造2025”只
是三步走（三个十年计划）的第一步，目标是缩短与发达国家的差距，使部分行业的排头兵企业进入强国之列。
2.从制造业的基础来讲，专业化社会化大生产方式比较薄弱。企业家的思
维中还没有完全摆脱“大而全”、“小而全”的发展模式。特别“三基”（基础零部件与元器件、基础工艺、基础材料）或四基（“三基”加基础技术）不强，很多还受制于工业强国之手。德国制造业的特点是一个金字塔形的企业组织结构，有强大的塔基，就是按细分市场进行专业化、社会化生产，具有创新能力极强的中小企业，生产“三基”或“总成”，其中不少虽是家族式股份制企业，
经过长期的优胜劣汰的考验，留下来的企业都有其特点，具有强大的生命力，有的家族式股份制企业已传承了若干代，积累了丰富的技术与管理经验，具有自己独特的工艺诀窍（Know How）。据德国资料报导，它拥有一千二百家这样的“隐形冠军”，其生产的零部件产品有的在世界上处在垄断地位。加上欧共同体有众多像这样的中小型企业，使德国主机及成套设备的生产过程中与其配套的产业链中上下游企业，可进行协同创新，已有很长的历史传统，因此产品研发周期短，产业化快，一次又一次地很快占领制高点。我国只有长三角、珠三角地区的劳动或劳动技术密集型产品的制造采用社会化专业化的生产模式比较发达，商品意识强，转型升级可能更快一些。因此“德国工业4.0”中提出的“端”到“端”，靠互联网快速传递各种信息，方便纵向到横向集成，进行定制化生产，满足个性化需求，比较容易实现。最近资料报导，德国有一家Horn刀具公司，在中国已建立生产销售企业，为用户提供专用复杂刀具，据称与用户从咨询、协商到签订合同，生产到交货、试用一般仅需两个星期，有的几天就可以了，大大提高了机加工特别是数控机床的加工效率，在中国的工厂不到100人。
3. 从信息化与工业化深度融合来讲，德国比我国早、广、深。从第一章“历史回顾”中的案例来看，我国与德国差距还是比较大。笔者在上世纪七、八十年代到美、日、德、英、法等发达国家考察，已出现无纸化车间及工厂，日本Fanuc的主板生产已是无人化，从24 小时、48小时、72小时最长可达一个星期无人化操作，当然还需要人管理，根据产品输入程序，更换工序，更换工装，更换加工工具，亦即物流、信息流都要更换，设备也需实行强制性维修。
随着大规模和超大规模集成电路技术（LSI/VLSI）的出现与进步，芯片的集成度越来越高，线宽越来越小，性价比按所谓摩尔定律发展，加上专用电路多样性，电力电子进入第三代，两化融合越来越向高端发展。
4. 从人员素质来讲，包括领导、员工等素质看，我国与德国差距更大。这是“软件”，是用钱买不来的。德国的管理经验、技术传承、各种生产中的Know How都藏于技术人员、管理人员、生产人员的头脑中，特别是掌握诀窍，具有很多绝技的操作人员、技师、工匠，大大高于并多于我国目前的一线工人。过去“八级工”是受人尊敬的，是“宝贝”，因为机械工业与一般行业不一样，不管什么装备都是由工人双手生产调试而成的，这就是“软件”，没有十年、二十年不可能培养出一个身怀绝技的工匠。工业4.0与中国制造2025是人制定的，必须也由人来实行的，没有合格的人，没有勤劳、勇敢、智慧的人，完成不了这一历史任务。
5. 从制定方法上讲也有不同。“德国工业4.0”是由西门子、博世等跨国
大企业集团，集合一些智囊团、专家、教授研究、讨论和提出的，得到德国政府首肯，即是“自下而上”，因而它比较符合实际情况，当然“工业4.0”制定与实施首先考虑企业的自身利益与在世界制造业竞争格局中的地位。而“中国制造2025”是中国工程院组织数以百计的专家教授经过两年艰苦努力后提出的，并得到国家首肯，同时根据实际情况进行调整后，作为国家的发展战略，这似乎是“自上而下”，现在多省市纷纷制订本地区的制造业发展实施规划。从过去的经验教训来看，切忌同质化、重复生产、重复投资，最后造成社会资源的极大浪费。太阳能及风能发展的教训要汲取。现在工业机器人又要步它们的后尘，
全国遍地开花，所以切忌用群众性运动方式，无序发展来实施“中国制造2025”，在这方面政府要进行协调，有所作为，目前情况看似乎不容乐观。
三、智能制造概念初探
笔者在上世纪1985年登载在《科学学研究》第三卷第四期上一篇文章“新技术革命与机械工业发展战略”中，提出“机电仪一体化是机械工业迎接新技术革命的战略重点”。现将这一节的文章内容转抄如下：
“新技术革命内容很多，还将不断出现新的前沿科学。但目前可预见的，对机械工业产生巨大影响的是微电子及计算机技术的应用，这是现代机械装备的重要标志。微电子及计算机技术在机械工业的应用有两大方面：一方面用于机械工业自身技术进步与技术改造，包括从设计、制造、测试、检验等生产全过程，也包括采用计算机进行信息处理、生产、物资、财务等企业现代化管理。当前，一些经济发达国家为发展生产力提供了最有效的机械装备。把机械技术、电子技术和仪器仪表技术从系统工程出发，对它们进行有机的组织和综合，实现机械装备的整体最佳化。也就是机、电、仪一体化，并不是机械、电子、仪器仪表（传感器）技术的简单叠加，而是在信息论、控制论和系统论基础上建立起来的应用技术，为发展社会生产力提供各种高效率、高精度的、自动化的、高经济效益的新型机械装备”。“又如汽车自动化、发电机组自动化、轧钢设备自动化等等，都离不开机、电、仪一体化的广泛应用。这种新一代的机械产品，将使社会建立在一个新的技术基础上，推动人类历史进程”。“仪器仪表（传感器）是一个技术密集、知识密集、产品更新期短，质量要求高的行业。它既是信息社会的重要支柱，也是现代机械装备不可缺少的组成部分。在机、电、仪一体化产品中，如果说机械部分是‘骨骼系统’和‘肌肉系统’，电子计算机技术是‘大脑’，那么仪器仪表（传感器）则是‘感觉器官’。新技术革命是以信息技术为中心的。信息技术包括三大部分，一是测量控制技术，二是通讯技术，三是计算机技术。仪器仪表（传感器）是获取信息并实现局部控制功能的技术工具，因此仪器仪表（传感器）不但在机、电、仪一体化中是不可缺少的组成部分，也是各种信息技术、包括军事情报、经营管理、科技信息、商业信息、气象信息、资源信息等等不可缺少的工具”。
三十年过去了的今天，重读过去笔者的预测，还具有现实意义。这三十年中信息技术发展极为迅猛，当年大规模集成电路LSI芯片的线宽为0.2微米，三十年以后的今天超大规模集成电路VLSI线宽仅为32纳米，实验室芯片线宽仅为个位数纳米，集成度及运算速度有很大提高，价格大大下降，可靠性也大大提高。但是笔者没有预见到网络技术，特别是互联网的迅猛发展与广泛使用，因为那时看到的企业内都是专网，卫星通讯技术还刚开始发展。
因此今天提出的“智能制造”又增加了新的特点。对机械工业来说，为各行各业提供的装备必须是数字化、网络化、智能化的、节能减排的，这样用户才能进行智能制造及绿色制造。作为装备工业制造智能化、绿色化，必须要求其工作母机，即机床工具产品，铸、锻、焊装备产品及在线测量仪器必须是数字化、网络化、智能化及节能减排的。
作为“智能制造”目前尚没有确切定义，笔者在工信部装备司张荣翰处长及机械工业仪器仪表综合技术经济研究所欧阳劲松所长提供的资料基础上，根据机械工业实际情况，增加若干见解（见黑体字）作抛砖引玉探讨之用。
智能制造是一个不断向深度与广度发展的过程，是基于新一代数字与网络信息技术，贯穿用户、设计、工艺、生产、检测、管理、服务，及上下游企业等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策（多参数人工智能）、精准控制自执行等功能的可控并可远程控制的具有反馈功能的先进制造过程、系统与模式的总称。要不断优化与精准化制造流程、建立数据库，从而可具有以智能生产单元、生产线、生产车间、工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心、以端到端数据流为基础、以网络互连为支撑等特征，具有虚拟制造与实体制造相结合，以优化实体制造的虚拟实体系统（Cyber-Physical System,简称CPS）,可有效缩短产品研制周期、最佳生产排序计划、最佳多种库存量、降低运营成本、提高生产效率、缩短交货时间、提高产品质量并可追溯、降低资源能源消耗，加速资金流、物流、信息流流转。进一步发展电商、线上线下销售服务，逐步向用户定制化发展，满足用户个性化需求，增加附加价值。
注：智能制造一般分为流程式与离散式两种，笔者认为还需加一种模式，即半离散半流程式，如汽车工业四大工艺自动线（冲压、焊接、涂装、总装及检测），冶金自动化中炼铁、炼钢、连铸连轧、冷轧、涂装等，自动线中间必须设立合理的“缓冲库存”，不因为个别设备发生故障而停产影响整个车间或工厂的效率。
四、几个需商榷的问题
1. 关于Cyber Physical System（CPS）中文翻译问题
很多文件及文章中都采用“信息物理系统”。为了适合中国读者的习惯与情况，是意译还是直译好？这是德国“工业4.0”核心内容之一。笔者倾向采用“虚拟实体系统”的译法。因为用英文字结构讲，Cyber是从希腊文演变而来，古希腊语中当“舵手”等讲，到现代发展为有“控制”的意思，钱学森先生在美国撰写的“控制论”，原文为Cybernitics。Cyber有时与英文Virtual有相似意义，即虚拟的，如Cyber Space作“虚拟空间”讲。由于近期互联网（Internet）迅速发展，Cyber也可译作“网络”。这需要专家来进行考证。如何译成中文，涉及到对“工业4.0”的正确理解。
2. 关于“人工智能”问题
德文的“Steurung”意思是“控制”，“Regelung”意思为“自动调节”，“控制”是开环系统，“自动调节”是闭环系统，有“反馈”。“智能化”出现前，自动调节器（Regeler）采用P、D或PID调节器，往往是单参数或少量双参数调节，如电压反馈、电流反馈或电压电流双反馈等等。计算机出现后及其迅速发展，CPU中央处理器在内存、外存的存储容量不断扩大，运算速度快速提高，加上软件及数据库的迅速发展，建模很方便，导致多参数运算最佳化极容易，加上频率响应速度极快，因而可以替代人脑的部分功能。笔者认为这就是原始“人工智能”应用的开始。现在计算机全部采用数字化运算，上世纪五十年
代，还只有模拟计算机，现在“人工智能”进一步发展为生物特征识别、语音处理等，也包括CT（Computer Tomography）计算机断层扫描及图像处理，从二维达到三维，可以与已有图谱（或标准图谱）对比，可以定性、定量地找出正确结论。如DNA是寻找直系亲属的依据。
3. 关于德国工业
4.0的问题
按德国“工业4.0”的分类，笔者的认识是：1.0时代即机械化；2.0时代，企业采用生产线或达到半自动化水平或单机自动化；3.0时代，即高度自动化，少人化及部分网络化；4.0时代，德国“工业4.0”已有描述。这种分类是否正确，还需要实践检验。工业4.0的内涵还在不断完善充实，德国国内也有一些争议，德国《世界报》网站2014年12月9日文章中透露，对1057家企业调查：64.3%表示不知道；35.7%的人知道。最先提出工业 4.0概念的亨林·卡格曼说“这个概念是简单的，但是它的方案是极其复杂。不是所有人知晓它所能产生的全部影响”。就德国而言，工业4.0也有不同解释版本，中国更是如此，这是正常的学术讨论。根据我国实际情况，制造行业各企业发展极不平衡，东、中、西地区的制造业水平发展更不相同。从机械工业来讲，其企业大都处在工业1.0与工业2.0的阶段，少数行业的排头兵企业正在进入工业3.0时代。这些企业尽管采用计算机信息化技术已有二三十年的历史，因为不完全是“物”的差距，主要是人的素质、观念、技术水平、敬业精神等与德国差距更大一些。我完全同意苗圩部长于2015年1月26日给笔者的来信说：“推进两化深度融合，是我部立部之本。近年来我们做了大量探索，初步建立了覆盖全国的两化融合政策和服务体系。今年经过国际对比，充分调研和反复论证，我们进一步明确智能制造是推进两化融合的核心目标和主攻方向，也是与德国工业4.0异曲同工之妙的所在”。苗圩部长在5月13日发言中：中国制造尚处于工业2.0和 3.0并行发展阶段，必须走工业2.0补课、工业3.0普及、工业4.0示范的并联式发展道路。笔者完全同意苗圩部长的论述，但从一个单个企业来讲从工业 1.0到工业2.0，再到工业3.0发展到工业4.0，必须串联式发展，但是可以大大缩短代际之间时间。因为机械制造行业是一个实践性行业，需要经验、资料、技术、管理及各种数据长期积累与传承，特别是人掌握的技术管理经验或生产中的突发事件尚无法完全用虚拟的信息化技术来替代，它只能优化。如《大国工匠》之说，在媒体上频频出现，这可能起误导作用。如美丽的瑞士，只有800万人口，在这世界花园小国中，精密机械制造业特别发达，其精密机械、精密仪表、钟表、甚至数十人的传感器企业都领先于世界，其重要原因之一就是拥有一大批掌握绝技的技师、工匠和专家。这就是“工匠精神”，这与国之大小无关。最精密的机械设备最后还是靠高超技艺的人来完成的，它的产品就像艺术品一样。至少目前来说“人工智能”是完全代替不了它的。人是掌握了高度智慧化、智能化技术的，目前任何CPU代替不了人脑，但可部分代替，虽然有计算机在国际象棋比赛对弈中打败了著名的选手案例。再如瑞典，人口不到1000万，出了像SKF轴承、山特维奇的硬质合金刀具、阿特拉斯的挖掘机械、Volvo的汽车、工程机械、军事装备等世界有名的跨国公司，很多产品处在垄断地位，还有一批世界“隐形冠军”的中小企业。如最精密的轴承、钟表，最后靠熟练技工研磨选配而成，不然最高等级的精密机械从何而来呢？所谓“以小干大”、“以粗干精”靠的是人的绝技。当然普通情况下工作机械精度性能越高，制造出的产品质量越好。将来实现
所谓“无人化工厂”、“少人化工厂”，人还是起决定作用的，即要求人掌握更高技术、更丰富知识、具有更高的智慧。
4.“互联网＋”与“＋互联网”对智能制造的影响
智能制造本来就包含着网络技术的内涵，一个企业内信息的传递靠“专网”或“局网”，与外界联系用互联网。由于窃密问题严重，信息安全提到国家安全、经济安全的层面来考虑，因此“专网”与“互联网”之间要建立防止信息泄露的“物理防火墙”，各种重要的软件运行都要加密，而且设计不同的密级。不同级别的人员可接触到不同密级的内容。因此一些较大的重要的企业一定要有自己软件开发人员，一来开发适合自己企业情况的软件，特别是应用软件；二来为了信息安全及加密。最近国务院颁布了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》国发【2015】40号文件，文件中十一大重点领域中就有（二）“互联网+”协同制造、（十一）“互联网+”人工智能，这将大大促进智能制造及智能化装备更快速发展，包括远程监控。这里各主管部门有一个协调同步发展的问题。要形成合力而不是分力，否则将重蹈过去重复投资的覆辙，事倍功半，这是笔者担忧之处。
最近媒体又出现“+互联网”，使笔者又有一些疑虑，“互联网+”与“+互联网”有什么异同之处，要请专家多多指教，是不是主从关系？
5. “互联网+”、“智能制造”、德国“工业4.0”与传感器技术发展的关系
不管是互联网还是专网都是网络，它就像信息高速公路，没有信息的互联网与没有汽车的高速公路是一样的。网络就是一种载体与工具而已。互联网的出现与发展，使人与人、物与物、人与物、物与人之间的交流缩短了时空间距离，这就会影响一个国家的经济、技术、社会生活，甚至政治与军事业态的变化。信息的互联互通，首先靠的是传感器，即把物理量、化学量、生物量等通过传感器变为数字化的信息，这样才能通过信息高速公路——互联网，实现人与人、物与物、人与物、物与人之间的互联互通而交流信息，从而使虚拟空间与实体空间相互紧密结合。传感器之重要性就不言而喻了，但是到现在为止还没有被政府及业界人士重视，使传感器大大受制于人，特别受制于发达国家，往往引起很多政治与商业麻烦。为此笔者于2012年3月13日、2012年10月20日、2013年2月20 日三次给时任中央领导写过信，得到中央领导同志的重视与批示，而且工信部、科技部等主管部门主要领导亲自部署，这几年取得不少成果。但对目前把两化融合、智能制造、“中国制造2025”等作为振兴制造业的国策来说，应该说传感器的发展极不理想。不知问题出在什么地方。而过去政府颁布的“物联网”、“智能制造”，现在颁布的“互联网＋”也都把传感器作为核心技术来攻关，目前形成“九龙治水”的管理模式，解决不了小小的极为重要的传感器的发展，笔者不得其解。虚拟制造与实体制造，或信息与物理系统的桥梁就是传感器，没有传感器就没有智能制造，没有装备的数字化、网络化、智能化，就没有物联网，也就发挥不了互联网的作用，不知这种思考是否正确？
6.制造业面临下行压力加大，企业如何进行智能制造技术改造与发展
目前制造业，特别是机械工业各行业与企业面临强大的下行压力，很多排头兵企业订单不足，生产能力放空。企业领导忙着解困或解决“吃饭”问题。笔者认为这是国内外经济形势造成的，这种局面很难在短期内有根本改变。因此企业领导要根据自身实际情况，善于把“吃饭”与“发展”即实现智能制造技术的应用结合起来，变“危”为“机”，使后者成为解困的助力而不是阻力。这是一次对企业领导班子，特别是一把手的智慧与决策能力的考验。既要利用良好贴心服务与质量开拓国内外的细分市场，但也要提防国内外市场带来的各种风险，特别是防止资金链的断裂。
由于笔者已是耄耋之年，对新技术的掌握跟不上时代进步，以上观点肯定有很多不正确之处，请专家、教授不客气地指正。笔者写本文的目的就是起“抛砖引玉”之作用，供大家讨论。越讨论就越能符合实际，越讨论就越能理解，理解越深就能更自觉地实施“中国制造2025”与“智能制造”的历史任务。
作者简介：
沈烈初，江苏常州人。1953年加入中国共产党。1955年毕业于清华大学机械系。1960年获民主德国德累斯顿高等工业学校工学博士学位。回国后，历任第一机械工业部机床研究所研究室副主任，沈阳第三机床厂副总工程师、副厂长，第一机械工业部机床部机床局副处长、科技司副司长，机械工业部副部长。
看看我这个单子里你需要哪个，给我个列 表。 国外标准\德国工业标准[DIN] (0 folders, 886 files, 452.57 MB, 452.57 MB in total.) CONE.pdf 2.54 MB DIN 2512.2513.2514.2519.2526.2559.pdf 112.19 KB DIN 2565～2569.pdf 153.43 KB DIN-A.PDF 1.80 MB DIN1.pdf 306.89 KB DIN10002.pdf 1.26 MB DIN10029.pdf 1.61 MB DIN1013.pdf 105.01 KB DIN1014.pdf 55.50 KB DIN10163.pdf 734.20 KB DIN1017.pdf 507.53 KB DIN1018.pdf 208.56 KB DIN1019.pdf 246.86 KB DIN1022.pdf 113.39 KB DIN1024.pdf 73.95 KB DIN1025.pdf 1.30 MB DIN1025B.pdf 1.17 MB DIN1026.pdf 232.76 KB DIN1026n.pdf 217.89 KB DIN1027.pdf 244.46 KB DIN1028.pdf 420.52 KB DIN1028B.pdf 730.30 KB DIN1029.pdf 440.03 KB DIN1029B.pdf 332.50 KB DIN103.pdf 725.27 KB DIN1142.pdf 70.87 KB DIN116.pdf 181.58 KB DIN1219.pdf 0.97 MB DIN125.pdf 816.72 KB DIN126.pdf 40.50 KB DIN127.pdf 226.93 KB DIN127B.pdf 171.95 KB DIN128.pdf 119.49 KB DIN1282.pdf 70.77 KB DIN1283.pdf 58.59 KB DIN13.pdf 83.41 KB DIN133.pdf 75.70 KB DIN1353.pdf 196.94 KB DIN137.pdf 201.57 KB DIN138.pdf 467.09 KB DIN13B.pdf 5.77 MB DIN13C.pdf 7.49 MB DIN14.pdf 422.23 KB DIN1410.pdf 151.47 KB DIN1433.pdf 299.97 KB DIN1434.pdf 293.25 KB DIN1435.pdf 313.79 KB DIN1435B.pdf 180.93 KB DIN1436.pdf 304.03 KB DIN1440.pdf 75.97 KB DIN1441.pdf 63.12 KB DIN1441B.pdf 52.18 KB DIN1444.pdf 346.87 KB DIN1445.pdf 174.52 KB DIN1448.pdf 138.78 KB DIN1471.pdf 250.79 KB DIN1473.pdf 86.21 KB DIN1476.pdf 306.71 KB DIN1478.pdf 154.80 KB DIN1479.pdf 107.71 KB DIN1481.pdf 373.50 KB DIN1498.pdf 212.96 KB DIN1499.pdf 282.28 KB
第6讲工业革命时代的西方文明 ——西方工业文明的确立与纵深发展 人类政治发展的趋势 1．资产阶级民主化趋势 (1)英国：经过1832年议会改革，工业资产阶级代表大量进入议会，君主立宪制趋向成熟。
(2)美国：美国内战后，形成了两党对峙、交替执政的政党政治新局面，成为美国共和政体的一大特色。 (3)德国：1871年《德意志帝国宪法》颁布，德国确立了君主立宪制和联邦制，促进了资本主义的迅速发展，德国跻身于世界强国之列。 (4)法国：1875年法兰西第三共和国宪法颁布，共和政体最终在法国确立。 2．社会主义运动不断发展的趋势 (1)马克思主义诞生：1848年《共产党宣言》发表，标志着马克思主义的诞生，从此无产阶级的斗争有了科学理论的指导。 (2)巴黎公社：1871年巴黎公社成立，是无产阶级建立政权的第一次伟大尝试。 3．民族主义不断发展的趋势 工业革命后，殖民地半殖民地国家的民族意识不断觉醒，争取民族独立的民族解放运动不断高涨。 两次工业革命与世界市场的形成 1．工业革命 (1)兴起：18世纪60年代，英国棉纺织业出现了珍妮纺纱机，工业革命由此开始。到1840年前后，英国工业革命完成。 (2)成就：工业革命中最重大的成果是1785年瓦特改良蒸汽机，从而使工业动力突破了自然条件的限制，生产力迅速发展，人类进入了“蒸汽时代”。 (3)影响：工业革命后，工业资产阶级需要更多的市场和原料，促使列强进行殖民扩张。19世纪中后期，一个以欧美资本主义国家为主导的世界市场基本形成，英国成为“世界工厂”。 2．第二次工业革命 (1)兴起：19世纪70年代，第二次工业革命开始，以美国和德国为中心。 (2)成就：第二次工业革命在电力、内燃机、通讯、化学和钢铁工业方面取得巨大成就。尤其在电力方面，发电机和电动机发明，人类进入了“电气时代”。 (3)影响：垄断组织出现，主要资本主义国家于19世纪末20世纪初进入了帝国主义阶段，掀起了瓜分世界的狂潮，资本主义世界市场最终形成。 19世纪的科学技术与文学艺术 1．进化论
2019年2月5日，柏林，德国联邦经济事务与能源部（Bundesministerium für Wirtschaft und Energie）发布《国家工业战略2030》草案，旨在有针对性地扶持重点工业领域，提高工业产值，保证德国工业在欧洲乃至全球的竞争力。 该战略将钢铁铜铝、化工、机械、汽车、光学、医疗器械、绿色科技、国防、航空航天和3D打印等十个工业领域列为“关键工业部门”，认为这是德国制造的核心。 它强调打造德国及欧洲龙头企业的重要性。德国政府将持续扶持这些部门，为相关企业提供更廉价的能源和更有竞争力的税收制度，并放宽垄断法，允许形成“全国冠军”甚至“欧洲冠军”企业。 这份文件的始作俑者是德国联邦经济事务与能源部部长彼得·阿尔特迈尔（Peter Altmaier）。表示，通过合理的能源价格、降低税收、将企业负担降低到40%以下，可以增强德国企业竞争力，保证德国的就业岗位以及富裕。 已经存在的问题 《国家工业战略2030》草案回顾了德国经济诸多已经存在的问题。 1970年代，德国就失去了彼时在消费电子行业的领先地位，将领导权拱手让给了日本和韩国。自那时起，这一损失再无回头之路。
随后，它引起了连锁反应，使得欧洲无法在电信技术和计算机、消费电子(包括智能手机、平板电脑等)等新兴领域站稳脚跟。 新型碳纤维材料主要在德国境外生产。 汽车工业的成功对德国作为一个工业基地的未来具有重要意义，但与此同时，德国的汽车业也陷入了对未来的忧虑，这些尚未成功克服的重大挑战来自：要求越来越高的废气排放水平、电动汽车、自动驾驶，以及全新移动出行的概念所可能造成的颠覆性运行模式。那些代表平台经济的互联网公司，几乎完全在美国和中国发展，而不是在德国和欧盟国家。这种局面，几乎毫无改变的苗头。 在人工智能(AI)领域中，尽管德国的基础研究仍然强大，但是商业化却完全没有跟上。德国与领先的互联网公司之间的差距目前似乎在扩大，而不是缩小。 在新生物技术的发展上，欧盟企业似乎没有拿到入场券。 全球各种的新型、大型公司几乎出现在所有创新的领域，尤其是数字化和人工智能领域。这些领域都得到了巨大的资本和市场力量的助力，远超过了德国DAX指数的任何一家公司。 德国和欧洲成功的初创企业，越来越多地由美国的风险资本基金提供资金，逐渐也就成为美国公司。
课文注释：关于欧美诸国工业革命的起止时间工业革命从英国开始以后，很快向欧洲大陆和北美传播。那么，各国工业革命的起止时间到底怎样呢?这个问题，历来在史学界是有争论的。有人认为，工业革命出现的标志是在一个主要工业部门出现了发明和使用机器的热潮，如棉纺织业，而不是所有工业部门，如前民主德国的著名经济史家库辛斯基。根据这样的标准，他在《论工业革命问题》一书中提出英国的工业革命起止时间是18世纪60年代到1830年左右；法国是从1789年到1849年；美国是18世纪90年代至19世纪30年代末；德国是整整一个19世纪；俄国则是直到1917年工业革命还没有结束。另一些人认为，工业革命是一个从量变到质变的过程，只有机器的发明和使用相继不断的出现，并在许多工业领域引起了连锁反应时，才能算工业革命开始了，如珍妮机发明以后，英国纺织业出现了一连串的机器发明和使用，并很快波及到了动力、冶金、采矿、机器制造和交通运输等领域。紧随英国之后，率先完成工业革命的是比利时，但是，由于比利时的影响较小，所以教材中没有介绍。根据这样的原则，有人把英国、法国、美国、德国和俄国的工业革命时间大体定为：英国是18世纪60年代至19世纪40年代；法国是19世纪初至60年代；美国是19世纪初至80年代；德国19世纪30年代至70年代；俄国从19世纪50年代开始到19世纪90年代才算初步完成。此外，还有一些学者认为（如吴于廑、齐世荣主编《世界史》）：法国18世纪末19世纪初个别企业已经使用机器和蒸汽动力，19世纪20年代起工业革命发展迅速，60年代末工业革命基本完成；美国的工业革命几乎与法国同时开始，19世纪50年代末，资本主义工厂制度在美国主要工业部门已经占主导地位，工业革命大体完成，但发展不平衡，工业主要集中在北部；德国直到19世纪30年代才真正踏上工业革命的道路，70年代末，最终完成；俄国工业革命于19世纪三四十年代开始，到19世纪80年代末才基本完成。本教材编者认为，对高中学生来说，起止年代宜粗不宜细，因此教材中采取了相对粗线条的说法。
第四次工业革命 （详细提纲） 一、概念 （一）四次工业革命概述 1.第一次工业革命 18世纪60年代至19世纪中期，通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为第一次工业革命。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了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。 2.第二次工业革命 19世纪后半期至20世纪初，在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为第二次工业革命。这次工业革命，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新模式。 3.第三次工业革命 始于20世纪70年代并一直延续到现在，电子与信息技术的广泛应用，使得制造过程不断实现自动化，可称为第三次工业革命。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”。 4.第四次工业革命 未来10年，基于信息物理系统（Cyber-Physical System，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。产品全生命周期和全制造流程的数字化以及基于信息通信技术的模块集成，将形成一个高度灵活、个性化、数字化的产品与服务的生产模式。 （二）第四次工业革命的主要内涵 1.核心 ?CPS（Cyber-Physical System） CPS（信息物理系统）包容了与工业相关的智能电网、智能产品、智能（生产）建筑、智能调配和智能物流等内容，它将工厂的所有智能机器、存储系统和生产设施集成在一起建立网络。CPS 可将所有相关的物理设备（在世界范围内）连接到互联网上，使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等功能。由于CPS 有互联网支持，它创造出智能产品、智能生产程序与过程，构建起新的智能工厂。 国内已有的“物联网”但远远不是这个“物联网”。但是国内已有的互联网成果有可能被引用到中国的CPS 中来，腾讯的微信、马云的淘宝、百度的中文搜索都可以在第四次工业革命中发挥作用。 ?智能工厂 智能工厂能够管理复杂的事物，不容易受到干扰，能够更有效地制造产品。在智能工厂里，人、机器和资源如同在一个社交网络里自然地相互沟通协作。智能产品理解它们被制造的细节以及将被如何使用。它们积极协助生产过程，回答诸如“我是什么
工业4.0作为德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一的国家战略，在传入中国之后，立马成为舆论的焦点。国家发改委在8月7日发文公告，将为工业4.0中核心的概念之一——物联网出台重大产业政策，媒体的热度更不在话下，根据百度搜索的结果，现在跟工业4.0相关的搜索页面已经达到800多万，国内知名的信息化平台e-works也制作了非常专业的工业4.0的专题，但对于很多用户，太复杂的信息化专业词汇，反而让很多从事商业的用户，无法真正深刻地理解到工业4.0真正带来的跨革命影响和带来的全新商机。 因此，在众多的工业4.0资料中，挑出一本比较具有系统性、描述更加“平民化”的书对我们全面深刻了解工业4.0意义重大。由西门子公司工业领域首席执行官（CEO）鲁斯沃撰写，乌尔里希?森德勒主编，费尔达芬工业峰会系统领导2030年的配套材料——《工业4.0：即将袭来的第四次工业革命》 就是这样一本著作。 本书从经济和科学的角度，深入探讨工业怎样才能使中欧工业到2030年仍能保持一个成功的全球生产基地的地位。到2030年，互联网和其他服务联网的系统将使所有行业实现智能化，并取代传统的机械和机电一体化产品。我们必须清楚地认识到，在哪些领域，通过哪些产品和什么样的服务，可以使我们取得成功以及如何才能够做到这一点。 本书试图为这些问题给出一个答案。每个章节都从非常特殊的角度表达了对工业4.0的独特看法。所有这些观点综合在一起可以为我们清晰地勾勒出目前工业产业发展所处岔路口的情形。 工业4.0强调“智能工厂”和“智能生产”，其实质是实现信息化与自动化技术的高度集成，旨在保持德国制造业在全球的竞争优势。当前，中国制造业正面临前所未有的挑战，受到高端制造业向发达国家回流，低端制造业向低成本国家转移的双重挤压，因此，学习和借鉴工业4.0的理念，建设智能工厂，推进两化深度融合，具有十分重要的现实意义，是推动中国制造业转型升级的一剂良方。 本书的三大特点： ①内容系统、全面。让读者可以清楚地知晓工业4.0的来龙去脉，移动互联网的兴 起如何带动物联网等数字化工厂的发展。从不同专家的视角对工业4.0进行了阐释 与构想，可以激发中国的制造业企业思考，移动互联网不仅仅是快消品范畴的变革， 已经辐射到制造业的设计生产流程。 ②语言不太“接地气”，非专业人员不好上手。由于是机械工业出版社引进外文翻译， 文字不是非常通俗易懂，虽然将每个概念都解释得很透彻，但其中还是难免的涉及 了许多制造业的专用语，而且中间几章感觉较水，精华集中在前两章和后两章。 ③激发新产业商机洞察。这本书并没有大篇幅地介绍技术，而是从整个产业链的角 度去阐述将来的变革和可能的新产业商机，特别是对于智能软件的展望。未来的三 维CAD设计软件不再是设计到制作，而是设计和制作同时进行，或许将来的中望 3D通过移动互联网，就可以直接操作实时控制数控机床、3D打印的加工进程了。 作为在工业4.0概念刚刚兴起的第一本权威专业“参考书”，并没有过多的介绍工业4.0，而是试图通过各个专家对工业4.0的不同看法、阐释与构架来介绍工业4.0，遗憾的是但到最后还是没有给出一个工业4.0的具体概念，只是把讨论向更深更广的方向做了引导。（相比于国内对工业 4.0的各种着急忙慌的解释，显示出了德国学者治学的严谨与负责任，工业4.0是德国提出的，作为世界的顶尖制造强国，德国至今还未能给出工业4.0的一个确切定义，而国内各种概念、技术、蓝图已经炒作的沸沸扬扬了。）本书最大的特色与作用在于通过不同视角与方向的切入，让我们一方面对工业4.0有一个初步的浅显认识了解，另一方面
德国、法国的工业革命与英国的比较 1、工业革命背景简介 工业革命最早始于英国，在1840年前后英国的大机器生产已基本取代了工厂手工业生产，工业革命基本完成，是一次重大的技术革命。19世纪，工业革命逐渐地从英国扩散到欧洲大陆和世界其他地区，继英国之后，美、法、德等不少国家也都开始了工业革命，体现了资本主义发展的共同规律。 工业革命使得欧美主要的资本主义国家工业生产力得到了飞速的发展，工业制成品成倍增长。 2、德国、法国工业革命与英国的比较 在不同的国家、地区，社会发展程度不一样、社会环境也不一样，因此各国进行工业革命发展过程、特点也各不相同。 2.1 英国工业革命 18世纪从英国发起的技术革命是技术发展史上的一次巨大革命，它开创了以机器代替手工工具的时代。这不仅是一次技术改革，更是一场深刻的社会变革。这场革命是以工作机的诞生开始的，以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志的。这一次技术革命和与之相关的社会关系的变革，被称为第一次工业革命或者产业革命。从生产技术方面来说，工业革命使工厂制代替了手工工场，用机器代替了手工劳动；从社会关系来说，工业革命使依附于落后生产方式的自耕农阶级消失了，工业资产阶级和工业无产阶级形成和壮大起来。 2.2 法国工业革命 法国直至19世纪中叶仍然是仅次于英国的第二大经济强国。它的工业革命开始很早，还在大革命爆发之前，就已从英国引进了蒸汽机、珍妮纺纱机。在全欧洲都占有首屈一指地位的勒克勒佐冶金公司，作为全欧最大采煤企业之一的昂赞矿业公司，都配备有蒸汽机、汽锤、马拉铁路等先进设备。个别的纺织厂使用了珍妮纺纱机。但是，随着1789年大革命的爆发，1792年起又进行了反对外来武装干涉的战争，随后又有连年不断的拿破仑战争，再加上内部局势的长期动荡不宁，这种战连祸结的情景，使得刚刚起步的工业革命不得不停下步来。虽然也曾在某些空隙之时有所动作，但毕竟是极为滞缓，难成气候。拿破仑帝国垮台之后，工业革命有些起色。尤其是英国政府于1825年解除了机器出口的禁令，使法国工业界有机会较多地引进先进的机器设备，迈出了工业革命复兴的步伐。然而，当时是复辟王朝统治时期，投资环境颇为不利。1824年即位的国王查理十
一、什么是德国“工业4.0” 德国“工业4.0”的概念最早提出于2011年。此后，由德国相关行业协会牵头，来自行业协会、企业、政府和研究机构等产官学专家组成“工业4.0”工作组，进一步开展了对“工业4.0”的研究。2013年4月，该工作组向德国联邦政府提交了最终报告《保障德国制造业的未来：关于实施“工业4.0”战略的建议》，得到联邦政府的高度认可。在德国联邦政府推出的《高技术战略2020》中，“工业4.0”被列为十大未来项目之一，表明“工业4.0”已经成为德国国家战略的重要组成部分。 概括地说，“工业4.0”是基于对整个工业发展过程重新划分而提出的一个新颖概念。提出这个概念的德国产业界和学术界人士认为，随着技术的不断演进，迄今工业发展已经历了机械化、电气化和自动化三个阶段，可以将其分别对应于“工业1.0”“工业2.0”和“工业3.0”时代，而未来技术的创新和进步必然推动工业发展进入智能化阶段，亦即“工业4.0”时代。智能化阶段的核心技术特征是“虚拟—实体系统”（Cyber-Physical Systems，或称为信息—物理系统）。“虚拟—实体系统”是指，在传统的互联网、信息系统基础上，加入物联网、服务网，使现实世界与信息网络紧密衔接、融为一体。在工业领域，“虚拟—实体系统”的具体表现形式是“智能工厂”，主要包括智能机器、数据存储系统，以及能够实时传输信息、进行交互控制的生产设施。“智能工厂”的控制系统连接了原料、制造、物流和消费等各个环节，可以收集各环节传来的信息，以人工智能加以分析判断，决定具体的生产方案，并自动完成加工制造。这样，就形成了精准按需生产、高度个性化制造的模式，达到降低成本、提高附加值的目的。 着眼于推动“工业4.0”战略的有效实施，上述报告提出了八个领域的重点任务。 建立标准化的技术体系。在同一价值链（价值网）的不同企业，应当加强合作，制定一套公开的技术标准，而后进行智能化软硬件的建设。 掌握复杂系统的管理技术。企业需要建立一套从研发设计一直到客户服务的“全覆盖式”系统，并同时管理大量的产品条线。 建设工业宽带网络基础设施。企业必须拥有传输能力强大、满足各类通信需求的宽带网络，还要能与德国以外的地区高速连通。 确保生产安全与信息安全。需要建立整体化的安全保障体系，防止网络入侵、信息盗用，保证自动化生产设施的安全稳健运行。 重新设计工作岗位与内容。机器替代部分人工劳 德国“工业4.0”的战略意义与主要启示文 _ 吕 铁 李扬帆 Chinese Cadres Tribune DOI:10.14117/https://www.doczj.com/doc/778341128.html,11-3331/d.2015.03.010
软件：工业的未来鲁思沃（Siegfried Russwurm）概论 工业企业欲在未来长期保持竞争优势，必须做好三件事：提高生产力、加强节能高效，提高生产灵活性。只有这样，才能降低成本；缩短产品上市时间，并通过提高产品的种类，扩大需求；满足个性化的生产需求。为实现高度灵活的规模化生产，对客户和合作伙伴能够在日益复杂的价值创造链条中进行高效资源优化，使生产和服务形成更加紧密的连接，工业企业还需要高效的生产和运营。 经过了几十年发展的制造业，如今正面临着产业模式的转变。随着制造业中虚拟与现实的交互性不断加强，生产方式必将因工业 IT 和软件技术的应用而发生根本性的改变。功能性工业软件的智能应用和研发，将无疑成为了影响制造业和过程工业发展的一个决定性因素。这些行业现有的发展态势，已经证明了这一点。 一个企业乃至一个行业的未来，越来越不取决于工厂本身。相反，软件工程师的地位变得越来越重要。是他们使生产工序间有了交互性，这种交互性不只作用于生产层面，还作用于业务层面，例如：工程师所承担的一部分工作，将企业和企业外部组织连接在了一起。通过工业软件，实现了虚拟与现实的交互，显著提高了生产力。因此，工业软件也就成为了未来制造业研究的重要课题。 2.1 工业领域在全球化市场竞争中的挑战 在过去很长一段时间里，世界工业格局的划分已经基本完成：高科技产业在西方国家发展并不断完善，这一事实毋庸置疑。而那些简单的加工产品，即使是在发达国家出售，也是在低收入国家、特别是亚洲国家生产的。“高精尖”产品的创新周期具备可规划的特点，其产品上市时间也可预见。当批量生产时，产品本身的特点会减少。无论是规模经济（Economies of Scale，通过批量生产降低成本），还是范围经济（Economies of Scope，通过产品组合获得成本协同效益）的原理都已得到了验证。但对于中小型企业来说，大多数只能接到小批量订单。 以前提高生产力的方法主要有以下手段：优化现有流程、提高制造业的自动化程度、改进设计、降低劳动成本以及完善供应链管理模式。随着经济全球化，特别是在资源严重短缺和技术不断进步的背景下，提高生产力的方法有了根本性的转变。在过去60年中，全球贸易量增长了20多倍。全球化是把双刃剑：一方面，工业企业有机会获得更大的市场，从而从中获得更大的利润；另一方面，全球化也就意味着企业将面临更加激烈的国际竞争。价格更低、品质更好、效率更高，这三点加在一起就是现代企业需要一直要追逐的目标。当前的企业价值链，已远远超越了地区界限。它跨越了国家甚至是时区的界限。在激烈的国际竞争下，企业要不断地改进生产，其商业运作模式的复杂性也在日益增加。 汽车制造业就是商业模式改变最明显的实例：目前汽车制造业产值占工业生产总产值的35%。据奥纬企业咨询公司和汽车行业协会的一份调查表明，到 2025 年，制造业的产值将
德国国家工业战略2030 为德国及欧洲的工业政策确立战略方针 德国联邦经济事务与能源部部长 彼得·阿尔特迈尔 工业4.0研究院翻译 本文件采取了CC开源授权协议，即报告内容可以在署名的情况下转载或改写。 转载请注明引用来源为“工业4.0研究院”。
前言 本草案基于基本的考虑因素，首次制定出一项连贯的德国及欧洲工业战略，以合理地应对当今世界最关键的问题之一： 在全球化趋势不断发展、创新进程极大加快、其他国家扩张性和保护主义工业政策日益抬头的背景下，如何可持续地维护及发展德国的私营部门和公共部门的高度繁荣？ 自路德维希·艾哈德时代以来，德国始终肩负着创造与维护繁荣的重任。他在《大众的福利》一书中所提出的纲领性方法，已成为对社会各阶层的公民影响深远的政治承诺。 七十多年前，无人能预想到这一承诺能履行得如此出色。今天，德维希·艾哈德对繁荣、自由和安全的承诺，成为了德意志联邦共和国的国家利益，由产业界、社会伙伴以及整个德国共同保障。 社会市场经济促进了德国的高度繁荣，也因此成为了世界上最成功的经济模式。无论是过去还是现在，这一模式都优于任何形式的计划经济，就连中国也在四十年前引入了市场经济要素。自冷战结束以来，市场经济已盛行全球。 然而在德国，国家仍然利用其工业政策屡次干预经济部门：从1969年借助个别企业（包括萨尔茨吉特公司（Salzgitter）、霍尔兹曼公司（Holzmann）、欧宝公司（Opel）和万乐公司（Quell e））的“救援计划”成立空中客车公司（Airbus）到光伏企业的解决方案以及半导体、芯片的生产。由于国家不可能是一个更好的“企业家”，一些干预措施因资金不足走向失败。还有一些干预例子不同于上述空中客车的例子，它们着眼于一次性的成效，导致了分配不当且没有起到任何战略作用。 因此，“德国工业战略2030”选取了一种完全不同的方法。该战略界定了国家干预行为可以视为合理的，甚至可能是必要的情况，以避免国家经济和全民族繁荣陷入严重的不利之中。这种方法也有助于塑造一个符合未来发展方向的市场经济，并为必要的政治辩论奠定基础。 全球经济力量正在快速发展，世界市场正处在一个快速而深远的变革之中。一方面，全球化和创新进程不断加快，而另一方面，国家干预却在日益增加，放弃多边协定的趋势也日益显现。这场变革同时影响着企业与国家。过去的利益相关者正在消失，而新的利益相关者出现。贸易流动也正在发生改变。有许多赢家从中涌现，也有人满盘皆输。整个世界正在经历一场重新洗牌。而我们仅仅处于这场变革的开始阶段。 德国目前面临的问题是如何应对这些新的发展和变化以及应该采取什么措施。作为一个全球瞩目的工业大国，德国必须积极有效地引导这一变革，决不能被动地容忍与忍受，任其发展，毕竟有一件事是肯定的，我们的对手从未停歇，我们还有很多要做：如果德国失去了关键的技术技能，我们在全球经济中的地位将因此严重受损，这
核心素养提升练二十二 第二次工业革命 (40分钟85分) 一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分) 1.(2019·临沂模拟)1866年,西门子在法拉第电磁感应原理的基础上制作出第一架大功率直流发电机,首次将机械能转变为电能。1879年,他又发明了电动机,将电能再转变为机械能。这表明( ) A.科学与技术之间进一步紧密结合 B.德国走在第二次工业革命前列 C.工厂的动力转变为以机械能为主 D.统一后的德国重视科技与发明 【解析】选A。据材料得出科学与技术之间进一步紧密结合,故A正确。 2.下表是20世纪初德国汽车工业的发展状况。 这些数据说明了德国( ) A.汽车工业成为新的经济增长点 B.正在进行充分的战争准备 C.政府全面干预推动汽车工业发展 D.轻重工业的比例严重失调
【解析】选A。材料体现第二次工业革命期间德国汽车工业发展,推动就业人员增多、产量不断增长,成为新的经济增长点,故A正确;汽车工业的发展是第二次工业革命的重要产业,而非进行充分的战争准备,故B错误;此时处于自由资本主义时代,故C错误;材料未提及轻工业发展状况,故D错误。 3.下图是1870—1900年的美、欧、亚三大洲铁路长度变化示意图。分析数据,可得出的正确结论是( ) A.欧洲主导的资本主义世界市场开始形成 B.铁路的发展是世界市场形成的先决条件 C.商品输出成为欧美对外扩张的主要手段 D.第二次工业革命促进了铁路事业的发展 【解析】选D。据材料“1870—1900年的美、欧、亚三大洲铁路长度变化”可知,美、欧、亚三大洲铁路长度都呈上升趋势,美洲铁路长度增长幅度最大,结合所学知识可知,第二次工业革命时期美国工业发展最快,故美洲铁路长度增加迅速,同时欧、亚也受到第二次工业革命影响,铁路长度增加,故D正确。 4.“一系列最丰富的科学成就,即按科学分析人在劳动中的机械动作,省去多余的笨拙的动作,制定最精确的工作方法,实行最完善的计算和监督制等。”这种劳动管理体制被称为“泰勒制”,这种体制( ) A.有利于缩小社会贫富分化 B.盛行于中小规模企业之中
把握德国制造业的未来 实施“工业4.0”攻略的建议 工业4.0工作组 德国联邦教育研究部 2013年9月
【编者按】 为了在新一轮工业革命中占领先机，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下，“工业4.0”项目在2013年4月的汉诺威工业博览会上被正式推出。这一研究项目是2010年7月德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一——旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。 本文为“德国工业4.0战略计划实施建议”的全文翻译版本。如有问题和错误，敬请批评指正。 主编： 供稿：中国工程院咨询服务中心 刘晓龙、郗振宇、高金金、 陈守双、占松林、王波、 李贞、陈磊 联系人：郗振宇 联系方式：xzy@https://www.doczj.com/doc/778341128.html, 59300248
目录 【编者按】..................................................................................................................... I 执行摘要. (1) 1 引言 (5) 2愿景：工业4.0作为智能、网络化世界的一部分 (12) 2.1塑造工业4.0愿景 (13) 2.2在工业4.0下未来会是什么样子？ (15) 2.3新型的商业机会和模式 (17) 2.4工作场所的全新社会基础设施 (19) 2.5全新的基于服务和实时保障的CPS平台 (20) 2.6工业4.0之路 (22) 3双重战略：成为领先的市场和供应商 (27) 3.1 领先的供应商策略 (27) 3.2 主导市场策略 (28) 3.3 双重战略及其关键特征 (29) 3.3.1 价值网络下的横向集成 (30) 3.3.2 全价值链的端到端工程 (30) 3.3.3 纵向集成和网络化制造系统 (31) 4 需求研究 (35) 5 优先行动领域 (39) 5.1标准化和开放标准的一个参考体系 (39) 5.2管理复杂的系统 (44) 5.3为工业提供一个全面宽频的基础设施 (48) 5.4 安保是工业4.0成功至关重要的因素 (49) 5.5 数字化工业时代工作的组织和设计 (58) 5.6培训和持续的职业发展 (62) 5.7规章制度 (67) 5.8资源效率 (73) 6 德国如何与世界其它国家竞争？ (80) 7 展望 (91) 背景资料： (92) 工业4.0战略计划 (92) 工业4.0平台 (94)
德国工业化进程及主要作法 一、近代德国的工业化概况 德国资本主义工业的发展迟于英国约半个多世纪。由于封建割据和农奴制（见普鲁士农奴制改革）的长期统治,直到19世纪30～40年代，德国还是一个农业国，产业工人仅占全国人口总数的2.98％。1848年资产阶级革命后，机器大工业才逐步地确立起来。1871年德意志帝国建立以后，依靠对国内廉价劳动力的剥削和对国外军事侵略及战争赔款，实现了大工业的迅速发展。具体来讲，分为四个阶段。 第一阶段：19世纪30年代，德国纺织业促进了工业革命的兴起，1846年已建成初具规模的纺织厂约有313家，其中萨克森的开姆尼兹成为棉纺织业的中心。19世纪中期，为应对英国等发达国家在工业方面的冲击，德国制造业发展重点开始转移，从以纺织业为主的轻工业逐步转向以铁路建设为中心的重工业，其主要特点是以铁路建设带动其他工业发展，从而使德国在第一次工业革命中后来居上。 第二阶段：20世纪90年代中期，美国和日本在微电子技术、集成电路技术和信息技术等方面迅猛发展，德国仍然局限于机床、汽车、照相机等传统工业。为了缩小与日、美等国家在信息技术方面的差距，德国加大对计算机和信息技术的投入力度，实施快速赶超战略。1990—1994年，德国经济、科技、邮电三大部门对信息技术领域的投资年均增长825%，有效提升德国信息技术实力。早在16年前即1999年
年底，德国就有因特网用户1950万。1/4以上的人拥有个人电脑，1/10的人能够使用因特网。到2001年，德国的因特网及电子商务发展在欧洲遥遥领先。欧盟10个重点高科技地区中，有6个在德国； 第三阶段，为了应对东欧和亚洲国家廉价产品的挑战，德国再次调整发展策略，着手改进生产工艺，注重利用制造过程中的各种信息技术，提高资源使用率和保护环境。为此，德国投资4.5亿德国马克（约合3.2亿美元），实施为期五年的“生产2000”计划，其核心内容是“清洁制造、确保就业、提高竞争力”。该计划的实施大大提升了德国制造业的现代化水平。 第四阶段，从21世纪至今。德国是一个工业化高度发达而自然资源严重缺乏的国家，资源消耗量大，自身能源和资源不足问题日渐突出，制约其工业、经济向前发展。随着全球气候变暖加剧、极端天气及自然灾害频发，德国工业开始走上绿色发展之路，将重点放在新能源发展领域和可再生能源领域，主要包括有风能、生物质能、地热能和太阳能等。2013年，德国将“工业4.0”项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中，计划投入2亿欧元资金，支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。基于信息物理系统的智能化，开启人类步入以智能制造为主导的第四次工业革命。 二、德国的主要工业部门 （一）汽车行业
关于工业革命发生在欧洲而非中国的原因 关于工业革命发生在欧洲而非中国的原因 15世纪是一个崭新而别样的世纪，更是一个影响力直达今天的世纪，世界的大变局由此开始。自那时起，世界各国的交往日益勃兴。侵略与开拓相联系，贸易与搏杀相混淆，经济与军事相纠缠，崛起与争霸相伴随。 500年来，世界舞台上演出了一幕幕王雄争霸的正剧，你方唱罢，我又登场，世界各大国家江山代代，各领风骚，在不同历史时期创造了属于自己的辉煌，同时也给其他国家和民族带去了不同程度的伤痛。而今天，实力和信心日增的中国，选择了以更加广阔的胸襟和真正开放的心态去看待历史和现实。 15世纪的中国正值鼎盛，郑和率领当时天下第一的舰队七下西洋，彰显着大国无与伦比的风范。15世纪的欧洲刚从传统社会向近代社会过渡，新航路的开辟标志着早起期殖民主义的开端。21世纪的欧洲不管是经济，军事，或是政治，都处于世界领先水平；21世纪的中国，正趁着改革开放的良机，努力发展，已实现中华名族的伟大复兴。500年的时间漫长的足以颠倒世界的格局，鸦片战争的屈辱还历历在目，抗日战争的惨烈至今无法忘怀，到底是什么让曾经一度领先于世界的中国被狠狠的抛弃，中间的原因可能有千千万万，但工业革命这一因素绝不会被忽略，发生在18世纪的工业革命在世界历史舞台上扮演了不可或缺的角色。可为什么工业革命无意垂青正值鼎盛的中国，而对新生的欧洲情有独钟？个中原因，恐怕不是三两句话就能说清楚的了。 中国封建社会土地制度变动的基本趋势是土地兼并和大地产的产生，而土地兼并和大地产产生的结果，并不是土地经营规模的扩大，而仍然是小块土地经营，所以仍是小农经济。在小农经济的局限下，土地占有方式趋向集中，而土地经营方式则趋向分散。在中国历史上的大多数情况下，相对于人口来说，土地都是稀缺的要素。在这种情况下，单纯依靠土地是不能维持整个家庭的生计的，所以不得不采取充分利用剩余劳动力的生产方式。男耕女织是中国小农经济的最典型写照。事实上，中国的家庭手工业在小农经济中的重要性并不亚于农业。在通常情况下，小块土地的产出除供一家人的口粮外，已经剩余不多，而往往还要缴纳繁重的税务，所以农民常常是不得温饱的。因此，农民必须通过家庭手工业来补充个土地的产出，通过出售手工业产品获得收入以补充口粮的不足。这种农业与家庭手工业紧密结合的生产方式，阻碍商品生产，阻碍市场的形成和发展，导致自然经济的顽固性和资本主义生产关系难以成长。 清朝入都北京后，为解决八旗官兵生计，决定强占北京附近的土地，遂下圈地之令。很多农民田地被占，流离失所，饥寒迫身；同时又强迫汉族农民“投充”，补充其壮丁队伍。清朝时的圈地更是给汉族人民带来极大痛苦，所圈之地，原田主被逐出家门，背乡离井，因此纷纷起而反抗。顺治四年，大规模的圈地已停止，但零碎的圈地、换地、带地投充仍不断发生。康熙八年六月十七日作出永远不许再圈的决定，圈地至此最后停止。清初大规模地圈地导致“近畿土地，皆为八旗勋旧所圈，民无恒产，皆赖租种旗地为生”。 清朝的这项政策，更是让中国与工业革命背道而驰。 明清时期，江南地区的手工业有了较快发展，并出现了资本主义萌芽，但小农经济仍占统治地位并持续发展。这时中国的经济虽然繁荣，但这种繁荣只是以农业为主的手工贸易的发达，没有上升到工业上面去。例如，中国的纺织历史要比欧洲国家早好多年，中国汉代和唐代是两个鼎盛期，中国被世界各国誉为“丝国”。不同的是，中国永远是手工作业，永远是人代替机器。北宋的繁荣不是真
德国工业4.0战略计划实施建议（摘编） 机械工业信息研究院战略与规化研究所 一、德国实施工业4.0战略的重要意义 德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一，其装备制造业全球领先。这主要得益于德国在创新制造技术方面的研究、开发，以及在复杂工业过程管理方面高度专业化。德国拥有强大的装备制造业，在全球信息技术领域处于领先地位，在嵌入式系统和自动化工程领域也具有很高的技术水平，这些都确立了其在世界制造业中的领导地位。 由于德国具备管理复杂工业流程的能力，使不同的任务可由不同地理位置的不同合作伙伴来执行。几十年来，德国已经成功地应用信息和通信技术（ICT）做到了这一点。当今，ICT大约支撑了90%的工业制造过程。在过去的30年左右的时间里，IT革命给我们生活和工作带来了根本性变革，其影响不亚于第一次和第二次工业革命中机械化和电气化所带来的影响。从个人电脑到智能设备的演进伴随着这样的趋势，越来越多的IT 基础设施和服务将通过智能网络（云计算）提供。比以往任何时候都更加小型化的设备与势不可挡的互联网相结合，使无处不在的计算成为现实。 功能强大的、自主的微型计算机（嵌入式系统）正越来越多地相互间或与互联网以无线方式互联。这正在导致引起实体物理世界与虚拟网络世界（cyberspace）以虚拟网络———实体物理系统（CPS）的方式相融合。继2012年推出新的互联网协议IPv6，现在已有足够的地址使智能对象间通过互联网大范围直接互联。 这意味着有史以来第一次，有可能将资源、信息、物品和人进行互联，从而造就物联网和服务。这种现象的影响也将反映到工业领域。在制造领域，这种技术的渐进性进步可以被描述为工业化的第四个阶段，即工业4.0。 工业化始于18世纪末机械制造设备的引进，那时像纺织机这样的机器彻底改变了货物的生产方式。继第一次工业革命后的第二次工业革命大约开始于19世纪70年代，在劳动分工的基础上，采用电力驱动产品的大规模生产。20世纪70年代初，第三次工业革命又取代了第二次工业革命，并一直延续到现在。第三次工业革命引入了电子与信息技术（IT），从而使制造过程不断实现自动化，机器不仅接管了相当比例的“体力劳动”，而且还接管了一些“脑力劳动”。 德国需要借鉴其作为世界领先的制造设备供应商以及在嵌入式系统领域的长处，广泛地将物联网和服务应用于制造领域，这样就可以在第四次工业革命的道路上起到引领作用。 推出工业4.0不仅能巩固德国的竞争地位，而且也可推动解决全球性挑战（如资源和能源利用效率）和国家所面临的挑战（如应对人口变化）。然而，关键是要考虑在社会文化背景下的技术创新，因为文化和社会的改变本身也是创新的主要驱动力。例如，人口的变化有可能会改变社会中的所有关键领域，如学习方式的组织、伴随着寿命延长工作和健康的性质、以及当地社区基础设施建设等等。这将反过来显著影响德国的生产率。通过优化技术创新和社会创新之间的关系，将为德国经济的竞争力和生产率作出重要贡献。 二、工业4.0的内涵 物联网和服务使得有可能创建网络整合整个制造过程，将工厂转变为一个智能环境。虚拟网络———实体物理生产系统包括智能机器、储存系统和生产设施，从入厂物流到生产、销售、出厂物
德国工业标准DIN简介 1.德国标准化委员会DIN(Deutsches Institut fǖr Normung)简介 1917年5月18日德国工程师协会设立“通用机械制造标准委员会”，同年12月制订单程并改名为“德 国工业标准委员会”(NADI)，标准则以“D1”标准为标志。1919年3月用“DIN (Deutsches Industrid-Norm)”代替了“DI标准”的标志。1926年冬名称改为“德国标准化委员会DIN”，1975年联邦德国政府与DIN机构签订了一项协议，承认DIN是联邦德国和柏林的标准化主管机构，从事制订德国工业标准，并代表政府参加国际标准化活动。 1990年7月5日民主德国与IDN为创立标准联盟达成协议，1990年10月3日DIN重新成为全德国的标准化组织。 2.DIN标准与欧洲标准EN和国际标准ISO的关系 德国是欧洲标准化委员会CEN(European Committee for Standardixation)的18个成员国之一，DIN在 CEN中起着重要的作用，CEN中有三个之一的技术委员会秘书国由德国担任。DIN在制、修订标准时不断考虑到国际上和欧洲的动向，所以其经营的标准化项目数量也是逐年变化。在1984年DIN的标准化项目中有5％是国际标准化项目，12％是欧洲标准化项目，83％纯粹是本国国家标准，到1994年国际标准化和纯德国标准化部分各占25％， (Europaeische 而欧洲标准化部分则为50％。随着时间推移越来越多的欧洲标准EN S Norms)已被德国采用作为新的DIN EN标准而取代了原来的DIN标准，如德国现有200 将达到多个钢铁产品标准中有近一半采用了欧洲标准，预计再过5～6年欧洲标准EN S 20，000个，这意味着23000个DIN标准中有20，000个是经过欧洲协调好的。 在欧洲标准EN决通过时，采用加权票计数，德有拥有10票，是CEN成员国中拥有加权票数最多的国家之一。 由于1991年维也纳协定的签订确定了国际标准化组织ISO (International Organization for Standardixation)和CEN之间的技术合作关系和合作内容，作为在CEN中起着重要作用的德国当然不容置疑地也在国际标准化中起着重要作用。DIN是国际标准化组织ISO和国际电工组织IEC 两大国际标准化组织的积极支持者，在几百个技术委员会中，由它承担秘书国的约占15％，在ISO和IEC标准中有不少是DIN推荐的，随着欧洲标准不断采用国际标准，也推进了DIN标准采用国际标准的工作。 3.DIN标准的特点及代号、编号 DIN标准的特点是严谨、具体。如DIN的钢铁产品标准中一般都包括有牌号、尺寸、外形、重量、 技术要求、检验批量、取样、试验方法、复验、交货和包装等。标准中技术指标明确、详尽，因此无论对生产和使用方在验收和接受产品时双方易于沟通，可操作性强。