中国版工业4.0的基本思路是什么？与德国工业4.0相比，有哪些差别？中国版工业4.0在资本市场上又将带来哪些投资机会？今天我们就此问题进行探讨。
2015年3月5日李克强在两会政府工作报告中首次提到“中国制造2025”，该报告中指出，要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。
据媒体报道，全国政协财经委员会副主任李毅中3月4日在政协分组讨论中表示，由工信部牵头制定的《中国制造业发展纲要(2015~2025)》规划即将上报国务院。该规划被称为中国版工业4.0规划，重点实施领域为新一代信息技术产业、生物医药与生物制造产业、高端装备制造产业、新能源产业。
工业4.0的理念最早是由德国在《德国高技术战略2020》中提出来的国家发展战略，据了解，该战略为德国当时定的十大未来项目之一，由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、费劳恩霍夫协会、西门子公司等建议和推动下形成，并已上升至国家级战略。
那么，中国版工业4.0的基本思路是什么？与德国工业4.0相比，有哪些差别？中国版工业4.0在资本市场上又将带来哪些投资机会？本期视点我们就此问题进行探讨。
1什么是中国版工业4.0
关于中国版工业4.0，工业和信息化部部长苗圩在接受采访时表示，中国工程院1 50多名专家花了一年半时间进行战略论证的基础上，又花了一年多时间制定了“中国制造2025”规划纲要。这个规划大体需要用三个十年左右的时间，完成中国从制造业大国向制造业强国的转变。“我们也提出了分三步走的战略，‘中国制造2025’也就是三步走第一个十年的行动纲领，有路线图也有时间表。”
苗圩说，待国务院审批通过发布后，工信部还要组织工业行业认真宣贯这个纲要。这个纲要的主要内容大致是几个方面：第一是强调创新驱动，第二是质量为先，第三是绿色发展，第四是结构优化，第五是人才为本。通过实施规划纲要，为后两步走奠定好的基础。通过这十年的功力，使中国能进入全球制造业的第二方阵。
“工业4.0”战略的核心是CPS(Cyber-Physical-System)网络物理系统，CPS通过人机交换接口实现和物理进行的交互，使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。
通过CPS系统实现人、设备与产品的实时连通、相互识别和有效交流。从而构建一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。工业4.0是个社会系统工程，不是某个孤立的点，而是一个封闭的环。如下图所示：
2工业4.0
在工业4.0的时代，生产由集中向分散转变，规模效应不再是工业生产的关键因素；产品由趋同向个性的转变，未来产品都将完全按照个人意愿进行生产，极端情况下将成为自动化、个性化的单件制造；用户由部分参与向全程参与转变，用户不仅出现在生产流程的两端，而且广泛、实时参与生产和价值创造的全过程。
比如你想要拥有一辆独一无二，可自己定制的的爱车，在工业4.0时代，您可能只需要安装一款汽车定制APP，精心DIY一番，并提交订单即可。汽车制造厂商将立即收到您的订单，并自动分配生产线。车间内身材小巧、动作灵活的机器人(300024，股吧)来回穿梭，按照您的要求，在仓库中定位和扫描，搬运出合适的零件。几个焊接机器人精密配合，快速的完成焊接动作……几个星期之后，您定制的爱车被送达家门口，价格并不比量产车贵多少。
3哪些行业将受益于工业4.0？
据工信部估算，未来20年中国工业互联网发展至少可带来三万亿美元左右GDP增量。中国版工业4.0规划《中国制造业发展纲要（2015~2025）》初稿已完成，重点实施领域为新一代信息技术产业、生物医药与生物制造产业、高端装备制造产业、新能源产业。
据证券时报网，“中国制造2025”体现为四大转变、一条主线。四大转变：一是由要素驱动向创新驱动转变；二是由低成本竞争优势向质量效益竞争优势转变；三是由资源消耗大、污染物排放多的粗放制造向绿色制造转变，绿色发展；四是由生产型制造向服务型制造转变，优化结构。一条主线：将体现信息技术与制造技术深度融合的数字化、智能化制造作为今后发展的主线。
实质上，工业4.0建立了全新的游戏规则：大规模采用机器人生产，采用信息技术优化生产流程，生产个性化的高精度高品质多品种小批量产品。既解决人力成本的问题，又解决了产能过剩的问题。因此，抛开技术上的问题，工业4.0本质上仍然是第三次工业革命的延伸，以人机关系的变化为核心，重新构建的一种制造业生产方式。广义来说，所有新的智能化的工业产品都可以归结为工业4.0概念，例如之前资本市场熟知的智能汽车、智能电网、智能家居、3D打印、物联网等等。
国金证券认为，工业4.0的两个主题中，“智慧工厂”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。“智能生产”主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用。
鉴于此，我们整合多家券商研报观点认为，工业4.0可能涉及的方向分别为工业自动化、工业互联网、工业机器人、3D打印、传感器和智能机床。相关概念股如下：
4工业4.0概念方向
工业自动化：
作为工业4.0基础的工业自动化，在工业4.0战略中有着不可取代的作用，整体来说，国内工业自动化行业较市场化、需求分散，主要份额被以西门子为代表的国外品牌占据。
不过，上市公司中如海得控制等企业都在计划覆盖若干国内刚开始自动化升级、技术壁垒较高的细分市场，比如制药设备、半导体晶体、轮胎橡胶、食品制造等，提供工业自动化整体解决方案。
因此，随着工业4.0战略的展开，日发精机、京山轻机、海得控制等涉及工业自动化企业也将获得一杯羹。
工业互联网：
工业互联网就是工业革命带来的机器、设施和系统网络与互联网革命带来的智能设备、智能网络和智能决策间的融合，其要素是智能设备、智能网络和智能决策，更强调传感器系统、大数据分析能力。
现在互联网应用多半是在营销环节和售后服务环节、采购环节，以后将实现在制造环节，将会给现有的生产方式带来颠覆性或者革命性的变化。据工信部部长苗圩接受媒体采访内容，国际权威机构测算，应用工业互联网后，企业的效率会提高大约20%，成本可以下降20%，节能减排可以下降10%左右。
虽然目前工业互联网全面实现有困难，但是点和某些环节的突破是可以实现的，并且工业互联网将进一步带动智能装备、3D打印设备等发展。
国内上市公司涉及工业互联网的主要有东土科技、东华测试等。
工业机器人：
随着工业4.0战略的提出，智能化生产中工业机器人也受到越来越多的关注，工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
3月13日从工信部网站获悉，《2015年工业强基专项行动实施方案》（以下简称方案）于3月6日印发，决定2015年继续实施“工业强基专项行动”。
方案提到围绕工业机器人等领域“四基”发展急需，主要通过公开招投标等方式，联合财政部组织实施一批示范工程。核心基础零部件创新发展重点支持机器人轴承等方向，完善产业链，提升竞争力。
从政策落实看，在十二五规划中，国家已经把工业机器人作为智能制造装备的重要部分，各地也将陆续出台相关政策。机器人产业的发展与国家从“制造业大国”向“制造业强国”的转型相契合。A股中机器人概念股机器人、新时达等。
3D打印：
“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—信息物理系统（Cyb er-PhysicalSystem)相结合的手段，将制造业向智能化转型。
工业4.0的一大主题是智能生产，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等。
3D打印增材制造技术本身对设计-制造-应用环节发生变革性影响。传统制造业中，过去数十年的技术重心侧重于加工精度（精密/超精密）与效率（大批量制造）。目前
加工技术在精度上已接近极限（逼近几十纳米），继续提高的必要性和性价比开始进入瓶颈，下一步升级重点必然是设计、成型环节，以最终达到工业4.0的智能化生产状态。
具体到公司而言，国内上市公司整体仍在布局阶段，制造环节以与海外公司合作为主，商业模式上以模仿为主。走在工业3D打印应用领域前沿上市公司主要有、金运激光、亚太科技、银邦股份、光韵达等。
传感器：
传感器是工业4.0时代的核心组件，传感器通过将物理信息转换为标准信号，反馈到CPS(Cyber-Physical-System)网络物理系统，是未来工业4.0时代的核心基础技术。
工业用传感器能够测量或感知特定物体的状态和变化，并转化为可传输、可处理、可存储的电子信号或其他形式信息。工业用传感器是实现工业自动检测和自动控制的首要环节，在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。甚至我们可以说，没有众多质优价廉的工业传感器，就没有现代化工业的生产体系，更别谈工业4.0体系的构建。
在工业自动控制系统中，传感器处系统之首，其作用相当于系统感受器官，能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验，是自动控制系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测，系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。比如工业机器人之所以能够准确操作，是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态，包括：其自身状态信息的获取通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成，操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现，这个过程非常重要，足以为机器人控制提供反馈信息。所以，传感器技术在很大程度上影响和决定着工业自动控制系统功能的实现。
国内上市公司涉及传感器系统的主要有苏州固锝、汉威电子和华工科技等。
智能机床：
机床被称做“工业母机”，其发展程度决定着一个国家装备制造行业的整体水平，尤其在“中国制造”迈向“中国智造”和“中国创造”的当下，国内机床行业能否率先实现重大突破意义更加重大。
2012年，世界首套具有网络智能功能的i5O数控系统诞生。2014年2月，i5系列智能机床亮相中国数控机床展览会上，全球首款智能功能机床实现批量生产。该系统使工业机床“能说话、能思考”，满足了用户个性化需求，工业效率提升20%，实现了“指尖上的工厂”。
指尖轻点，通过移动电话或电脑，即可实现对千里之外的i5智能机床下达各项指令，这是沈阳机床集团为智能机床管理和发展打造的i5云制造平台，以创新的商业模式、管理模式和盈利模式，转身向制造业的“阿里巴巴”发展。
跟沈阳机床类似，随着工业4.0的到来，一大批智能机床企业也将迎来机遇，如：秦川机床、华中数控等。
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智能车间、智能工厂、智能制造的三大层级！ 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 智能车间，智能工厂，智能制造，三个层级，各有不同。 其中智能车间和智能工厂属于术的层级，智能制造才属于道的层级。术无穷，道亦无尽;道尽，术亦可无穷，但较难有质的突破。道未尽，术无穷，一直持续下去，终究会有质的突破。 1 智能车间 以产品生产整体水平提高为核心。关注于生产管理能力提高，产品质量提高，客户需求导向的及时交付能力提高，产品检验设备能力提高，安全生产能力提高，生产设备能力提高，车间信息化建设提高，车间物流能力提高，车间能源管理能力提高，等方面入手； 通过网络及软件管理系统把数控自动化设备(含生产设备，检测设备，运输设备，机器人等所有设备)实现互联互通，达到感知状态(客户需求，生产状况，原材料，人员，设备，生产工艺，环境安全等信息)，实时数据分析，从而实现自动决策和精确执行命令的自组织生产的精益管理
境界的车间。 2 智能工厂 以工厂运营管理整体水平提高为核心，关注于产品及行业生命周期研究，从客户开始到自身工厂和上游供应商的整个供应链的精益管理通过自动化和信息化的实现，从满足到挖掘，乃至开拓和引领客户需求开始的销售与市场管理能力提高;提高环境，安全，健康管理水平;提高产品研发水平; 提高整个工厂生产水平，提高内外物流管理水平，提高售后服务管理水平，提高能源(电，水，气)利用管理水平，等方面入手，通过自动化，信息化来实现精益工厂建设和完成工厂大数据系统建立和发展完善，通过自动化和信息化实现从客户开始到自身工厂和上游供应商的整个供应链的精益管理，这是智能工厂。 3 智能制造 以提高国家竞争力为核心，关注整个制造业在全球产业和领域以及对应农业，服务业等国民经济组成部分的产业级管理水平的提高，结合智能工厂，智能服务，大数据系统(含软硬件建设)几个方面来实现精益管理思想文化，从而保证制造业的永续经营，国家的经济发展和长治久安，这才是一个“有智慧的”制造业。 举个例子说：以前因为重复建设造成的产能过剩现象，引进落后技术的
智能制造系统解决方案和智能工厂发展趋势 当前，我国大多数企业、行业智能制造系统都还处于局部应用阶段，只有少数大企业单项业务信息技术覆盖面较高，关键业务环节应用系统之间实现了一定的协同和集成。从制造企业生产力水平来看，大量企业处于工业2.0要补课，有些企业处于工业3.0待普及，有个别企业处于工业4.0要示范。 智能制造系统解决方案发展趋势 据行业专业人士分析，今后国内智能制造系统解决方案将面临三大发展趋势。 第一大趋势：智能制造是一项系统性工程，系统解决方案领域的合作将更加活跃。 智能制造发展具有复杂性、系统性，涉及设计、生产、物流、销售、服务等产品全生命周期，涉及执行设备层、控制层、管理层、企业层、云服务层、网络层等企业系统架构，需要实现横向集成、纵向集成和端到端集成。限于资金投入不足、技术研发周期较长以及工艺壁垒等因素，单个系统解决方案商很难满足各个细分行业的智能制造发展需要，企业间将不断加强协同创新，以强化智能制造系统解决方案供应能力。 第二大趋势：智能制造系统架构将进一步完善，工业软件领域的集成与发展将成为重点。 从企业系统架构来看，国内目前还没有出现能够打通整个架构体系的智能制造解决方案商，但随着技术水平的不断进步，系统解决方案提供商将不断完善架构体系。智能制造系
统解决方案主要依托于软硬件产品及系统，实现制造要素和资源的相互识别、实时交互、信息集成。从硬件层面来看，基于成本大幅降低的现实需要，硬件中通用性强的部分将日趋模块化、标准化发展。从软件层面来看，工业软件存在于智能制造的每个角落，智能制造解决方案将更加倚重于与硬件层关系密切的软件部分（SFC、MES、ERP、PLM）的集成与发展，其中MES是软件层中最核心部分。 我国智能工厂发展趋势分析 当前，智能制造热度高企，石化、钢铁、机械装备制造、汽车制造、航空航天、飞机制造等行业纷纷开始探索建设智能工厂。《中国制造2025》明确提出要推进制造过程智能化，在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间，这必将加速智能工厂在工业行业领域的应用推广。预计未来3-5年，全国将涌现出一批智能工厂。 智能工厂的内涵及建设重点 智能工厂是实现智能制造的重要载体，主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施，实现生产过程的智能化。企业基于CPS和工业互联网构建的智能工厂原型，主要包括物理层、信息层、大数据层、工业云层、决策层。其中，物理层包含工厂内不同层级的硬件设备，从最小的嵌入设备和基础元器件开始，到感知设备、制造设备、制造单元和生产线，相互间均实现互联互通。以此为基础，构建了一个“可测可控、可产可管”的纵向集成环境。信息层涵盖企业经营业务各个环节，包含研发设计、生产制造、营销服务、物流配送等各类经营管理活动，以及由此产生的众创、个性化定制、电子商务、可视追踪等相关业务。在此基础上，形成了企业内部价值链的横向集成环境，实现数据和信息的流通和交换。
智能制造 什么是智能制造 智能制造，源于人工能的研究。一般认为能是知识和力的总和，前者是智能的基础，后者是 指获取和运用知识求解的能力。智能制造应当包含能制造技术和，能制造系统不仅能够在实 践中不断地充实知识库，而且还具有自学习功能，还有搜集与理解环境信息和自身的信息， 并进行分析判断和规划自身行为的能力。 一、智能制造的制造原理 从智能制造系统的本质特征出发，在分布式制造网络环境中，根据分布式集成的基本思想， 应用分布式人工智能中多Agent系统的理论与方法，实现制造单元的柔性智能化与基于网络 的制造系统柔性智能化集成。根据分布系统的同构特征，在智能制造系统的一种局域实现形 式基础上，实际也反映了基于Internet的全球制造网络环境下智能制造系统的实现模式。 关注微信公众号“找方案”，即可阅读并下载各行业IT解决方案。 二、智能制造系统 智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统，它突出了在制造诸 环节中，以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟的人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，同时，收集、存储、 完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。由于这种制造模式，突出了知识在制造活动 中的价值地位，而知识经济又是继工业经济后的主体经济形式，所以智能制造就成为影响未 来经济发展过程的制造业的重要生产模式。智能制造系统是智能技术集成应用的环境，也是 智能制造模式展现的载体。 一般而言，在概念上认为是一个复杂的相互关联的子系统的整体集成，从制造系统的功能角度，可将智能制造系统细分为设计、计划、生产和系统活动四个子系统。在设计子系统中， 智能制定突出了产品的概念设计过程中消费需求的影响；功能设计关注了产品可制造性、可 装配性和可维护及保障性。另外，模拟测试也广泛应用智能技术。在计划子系统中，数据库 构造将从简单信息型发展到知识密集型。在排序和管理中，模糊推理等多类的将集成应用； 智能制造的生产系统将是自治或半自治系统。在监测生产过程、生产状态获取和故障诊断、 检验装配中，将广泛应用智能技术；从系统活动角度，神经网络技术在系统控制中已开始应
导读 对德国工业4.0、中国制造2025等国内外智能制造的主要概念与发展趋势进行分析，并对智能制造的典型应用场景、主要需求及体系架构进行分析，结合物联网、云计算和大数据等技术，提出面向智能制造的工业互联网整体架构与关键技术、工业智能网络、工业数据采集与数据开放等应用技术。 1、智能制造 1.1智能制造国内外发展趋势 (1)德国工业4.0与美国工业互联网 工业4.0已上升为德国的国家战略。工业4.0的目标是通过充分利用信息通信技术和网络空间虚拟系统、信息物理系统相结合的手段，推动制造业向智能化转型，将实体物
理世界与虚拟网络世界融合、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，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。 美国的互联网以及ICT巨头与传统制造业领导厂商携手推出“工业互联网”概念，GE、思科、IBM、AT&T、英特尔等80多家企业成立了工业互联网联盟（IIC）。“工业互联网”希望借助网络和数据的力量提升整个工业的价值创造能力，工业互联网旨在通过制定通用标准，打破技术壁垒，利用互联网激活传统工业过程，更好地促进物理世界和数字世界的融合。 2016年3月，工业4.0平台和工业互联网联盟双方代表开始探讨合作事宜。双方就各自推出的参考架构RAMI4.0和IIRA的互补性达成共识，形成了初始映射图，以显示两种模型元素之间的直接关系；制定了未来确保互操作性的一个清晰路线图，其他还包括：在IIC试验台和工业4.0试验设施方面的合作，以及工业互联网中标准化、架构和业务成果方面的合作。 (2)中国制造2025
我国将工业互联网定位于国家战略高度。2015年国务院和工业和信息化部先后出台了《中国制造2025》、《国务院关于积极推进“互联网＋”行动的指导意见》、《工业和信息化部关于贯彻落实<国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见>的行动计划（2015-2018年）》等一系列指导性文件，部署全面推进实施制造强国战略，2016年政府工作报告中进一步提出要深入推进“中国制造+互 联网”。 《中国制造2025》明确提出通过政府引导、整合资源，实施国家制造业创新中心建设、智能制造、工业强基、绿色制造、高端装备创新5项重大工程，实现长期制约制造业发展的关键共性技术突破，提升我国制造业的整体竞争力。 1.2智慧工厂概念模型 智慧工厂概念首先由美国ARC顾问集团提出，智慧工厂实现了数字化产品设计、数字化产品制造、数字化管理生产过程和业务流程，以及综合集成优化的过程，可以用工程技术、生产制造、供应链三个维度描述智慧工厂模型。智慧工厂模型如图1所示。
智能制造系统解决方案和智能工厂发展趋势 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 智能制造系统解决方案和智能工厂发展趋势 当前，我国大多数企业、行业智能制造系统都还处于局部应用阶段，只有少数大企业单项业务信息技术覆盖面较高，关键业务环节应用系统之间实现了一定的协同和集成。从制造企业生产力水平来看，大量企业处于工业2.0要补课，有些企业处于工业3.0待普及，有个别企业处于工业4.0要示范。 智能制造系统解决方案发展趋势 据行业专业人士分析，今后国内智能制造系统解决方案将面临三大发展趋势。 第一大趋势：智能制造是一项系统性工程，系统解决方案领域的合作将更加活跃。 智能制造发展具有复杂性、系统性，涉及设计、生产、物流、销售、服务等产品全生命周期，涉及执行设备层、控制层、管理层、企业层、云服务层、网络层等企业系统架构，需要实现横向集成、纵向集成和端到端集成。限于资金投入不足、技术研发周期较长以及工艺壁垒等因素，单个系统解决方案商很难满足各个细分行业的智能制造发展需要，企业间将不断加强协同创新，以强化智能制造系统解决方案供应能力。 第二大趋势：智能制造系统架构将进一步完善，工业软件领域的集成与发展将成为重点。
从企业系统架构来看，国内目前还没有出现能够打通整个架构体系的智能制造解决方案商，但随着技术水平的不断进步，系统解决方案提供商将不断完善架构体系。智能制造系统解决方案主要依托于软硬件产品及系统，实现制造要素和资源的相互识别、实时交互、信息集成。从硬件层面来看，基于成本大幅降低的现实需要，硬件中通用性强的部分将日趋模块化、标准化发展。从软件层面来看，工业软件存在于智能制造的每个角落，智能制造解决方案将更加倚重于与硬件层关系密切的软件部分（SFC、MES、ERP、PLM）的集成与发展，其中MES是软件层中最核心部分。 我国智能工厂发展趋势分析 当前，智能制造热度高企，石化、钢铁、机械装备制造、汽车制造、航空航天、飞机制造等行业纷纷开始探索建设智能工厂。《中国制造2025》明确提出要推进制造过程智能化，在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间，这必将加速智能工厂在工业行业领域的应用推广。预计未来3-5年，全国将涌现出一批智能工厂。 智能工厂的内涵及建设重点 智能工厂是实现智能制造的重要载体，主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施，实现生产过程的智能化。企业基于CPS和工业互联网构建的智能工厂原型，主要包括物理层、信息层、大数据层、工业云层、决策层。其中，物理层包含工厂内不同层级的硬件设备，从最小的嵌入设备和基础元器件开始，到感知设备、制造设备、制造单元和生产线，相互间均实现互联互通。以此为基础，构建了一个“可测可控、可产可管”的纵向集成环境。信息层涵盖企业经营业务各个环节，包含研发设计、生产制造、营销服务、物流配送等各类经营管理活动，以及由此产生的众创、个性化定制、电子商务、可视追踪等相关业务。在此
一、智能制造的内涵 （一）概念关于智能制造的研究大致经历了三个阶段：起始于20 世纪80年代人工智能在制造领域中的应用，智能制造概念正式提出，发展于20世纪90年代智能制造技术、智能制造系统的提出，成熟于21世纪以来新一代信息技术条件下的“智能制造（Smart Manufacturing）”。 世纪80年代：概念的提出。1998年，美国赖特（Paul Kenneth Wright ）、伯恩（David Alan Bourne）正式出版了智能制造研究领域的首本专著《制造智能》（Smart Manufacturing），就智能制造的内涵与前景进行了系统描述，将智能制造定义为“通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器人控制来对制造技工们的技能与专家知识进行建模，以使智能机器能够在没有人工干预的情况下进行小批量生产”。在此基础上，英国技术大学Williams教授对上述定义作了更为广泛的补充，认为“集成范围还应包括贯穿制造组织内部的智能决策支持系统”。麦格劳 - 希尔科技词典将智能制造界定为，采用自适应环境和工艺要求的生产技术，最大限度的减少监督和操作,制造物品的活动。 ——20世纪90年代：概念的发展。20世纪90年代，在智能制造概念提出不久后，智能制造的研究获得欧、美、日等工业化发达国家的普遍重视，围绕智能制造技术（IMT）与智能制造系统（IMS）开展国际合作研究。1991年，日、美、欧共同发起实施的“智能制造国际合作研究计划”中提出：“智能制造系统是一种在整个制造过程中贯穿智能活动，并将这种智能活动与智能机器有机融合,将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等各个环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统”。 ——21世纪以来：概念的深化。21世纪以来，随着物联网、大数据、云计算等新一代信息技术的快速发展及应用，智能制造被赋予了新的内涵，即新一代信息技术条件下的智能制造（Smart Manufacturing）。2010年9月，美国在华盛顿举办的“21世纪智能制造的研讨会”指出，智能制造是对先进智能系统的强化应用，使得新产品的迅速制造，产品需求的动态响应以及对工业生产和供应链网络的实时优化成为可能。德国正式推出工业4.0战略，虽没明确提出智能制造概念，但包含了智能制造的内涵，即将企业的机器、存储系统和生产设施融入到虚拟网络—实体物理系统（CPS）。在制造系统中，这些虚拟网络—实体物理系统包括智能机器、存储系统和生产设施，能够相互独立地自动交换信息、触发动作和控制。 综上所述，智能制造是将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与先进自动化技术、传感技术、控制技术、数字制造技术结合，实现工厂和企业内部、企业之间和产品全生命周期的实时管理和优化的新型制造系统。 （二）特征 智能制造的特征在于实时感知、优化决策、动态执行等三个方面：一是数据的实时感知。智能制造需要大量的数据支持，通过利用高效、标准的方法实时
网络协同制造和智能工厂”重点专项 2018年度项目申报指南建议 为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》《国家创新驱动发展战略纲要》、《“十三五”国家科技创新规划》、《中国制造2025》和《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等提出的要求，国家重点研发计划启动实施“网络协同制造和智能工厂”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现发布2018年度项目申报指南。 本重点专项总体目标是：针对我国网络协同制造和智能工厂发展模式创新不足、技术能力尚未形成、融合新生态发展不足、核心技术/软件支撑能力薄弱等问题，基于“互联网+”思维，以实现制造业创新发展与转型升级为主题，以推进工业化与信息化、制造业与互联网、制造业与服务业融合发展为主线，以“创模式、强能力、促生态、夯基础”以及重塑制造业技术体系、生产模式、产业形态和价值链为目标，坚持有所为、有所不为，推动科技创新与制度创新、管理创新、商业模式创新、业态创新相结合，探索引领智能制造发展的制造与服务新模式，突破网络协同制造和智能工厂的基础理论与关键技术，研发网络协同制造核心软件，建立技术标准，创建网络协同制造支撑平台，培育示范效应强的智慧企业。 本重点专项按照基础前沿与关键技术、装备/系统与平台、集成技术与应用示范等3类任务以及基础前沿技术、研发设计技术、智能生产技术、制造服务技术、集成平台与系统等5个方向。专项实施周期为5年（2018—2022年）。 1?基础前沿与关键技术 1.1智能工厂工业互联网系统理论与技术（基础前沿类）研究内容：针对工业互联网系统结构复杂性问题，研究建立工业互联网系统理论体系。建立互联网与智能工厂控制网络融合的体系架构，构建由现场总线、控制网络以及互联网组成的复杂大系统，支持网络资源配置和多网络集成。研究智能工厂工业互联网复杂大系统理论，给出由离
1、智能制造概念 “智能制造”可以从制造和智能两方面进行解读。首先，制造是指对原材料进行加工或再加工，以及对零部件进行装配的过程。通常，按照生产方式的连续性不同，制造分为流程制造与离散制造(也有离散和流程混合的生产方式)。根据我国现行标准GB/T4754-2002，我国制造业包括31个行业，又进一步划分约175个中类、530个小类，涉及了国民经济的方方面面。 智能是由“智慧”和“能力”两个词语构成。从感觉到记忆到思维这一过程，称为“智慧”，智慧的结果产生了行为和语言，将行为和语言的表达过程称为“能力”，两者合称为“智能”。因此，将感觉、记忆、回忆、思维、语言、行为的整个过程称为智能过程，它是智慧和能力的表现。 目前，国际和国内尚且没有关于智能制造的准确定义，但工信部组织专家给出了一个比较全面的描述性定义：智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务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、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。这实际上指出了智能制造的核心技术、管理要求、主要功能和经济目标，体现了智能制造对于我国工业转型升级和国民经济持续发展的重要作用。
然而，由于我国技术基础薄弱发展不平衡，企业在智能制造实施和升级改造过程中往往茫然不知从何做起。因此，以下将根据智能制造的描述性定义，提出关于智能工厂、制造环节及装备智能化、网络互联互通、端到端数据流等四个方面的初步认识，以期说明智能制造的主要内容。 2、什么是智能工厂 智能工厂是实现智能制造的载体。在智能工厂中通过生产管理系统、计算机辅助工具和智能装备的集成与互操作来实现智能化、网络化分布式管理，进而实现企业业务流程、工艺流程及资金流程的协同，以及生产资源(材料、能源等)在企业内部及企业之间的动态配置。 一方面，“工欲善其事，必先利其器”，实现智能制造的利器就是数字化、网络化的工具软件和制造装备，包括以下类型： 计算机辅助工具，如CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助工程)、CAP P(计算机辅助工艺设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试，如I CT信息测试、FCT功能测试)等; 计算机仿真工具，如物流仿真、工程物理仿真(包括结构分析、声学分析、流体分析、热力学分析、运动分析、复合材料分析等多物理场仿真)、工艺仿真等;
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1、智能制造概念 “智能制造”可以从制造和智能两方面进行解读。首先，制造是指对原材料进行加工或再加工，以及对零部件进行装配的过程。通常，按照生产方式的连续性不同，制造分为流程制造与离散制造(也有离散和流程混合的生产方式)。根据我国现行标准GB/T4754-2002，我国制造业包括31个行业，又进一步划分约175个中类、530个小类，涉及了国民经济的方方面面。 智能是由“智慧”和“能力”两个词语构成。从感觉到记忆到思维这一过程，称为“智慧”，智慧的结果产生了行为和语言，将行为和语言的表达过程称为“能力”，两者合称为“智能”。因此，将感觉、记忆、回忆、思维、语言、行为的整个过程称为智能过程，它是智慧和能力的表现。 目前，国际和国内尚且没有关于智能制造的准确定义，但工信部组织专家给出了一个比较全面的描述性定义：智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务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、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。这实际上指出了智能制造的核心技术、管理要求、主要功能和经济目标，体现了智能制造对于我国工业转型升级和国民经济持续发展的重要作用。 然而，由于我国技术基础薄弱发展不平衡，企业在智能制造实施和升级改造过程中往往茫然不知从何做起。因此，以下将根据智能制造的描述性定义，提出关于智能工厂、制造环节及装备智能化、网络互联互通、端到端数据流等四个方面的初步认识，以期说明智能制造的主要内容。 2、什么是智能工厂 智能工厂是实现智能制造的载体。在智能工厂中通过生产管理系统、计算机辅助工具和智能装备的集成与互操作来实现智能化、网络化分布式管理，进而实现企业业务流程、工艺流程及资金流程的协同，以及生产资源(材料、能源等)在企业内部及企业之间的动态配置。
工业互联网平台背景下的工业大数据与智能制造
准备这个报告时，我开始准备了接近40 张。后来发现，说的多了反而不容易说清楚。于是决定干脆少几张。今天的话题其实就围绕这张图展开的：里面有我很多曾经的困惑。 这张图可以分成三个部分。左边讲的是相关技术的原理、思想是怎样的，讲这些技术为什么突然一下子突然发力——其实是有了经济潜力；右边讲的是创造经济价值的逻辑，就是技术要与业务场景结合、如何寻找或者创造这样的场景。中间这一部分就是工业互联网平台以及承载的相关技术。它的作用是把技术和业务连接起来，把原理体现出来、把潜力变现、是企业推进智能化的支撑技术。 如果没有这个支撑技术，再好的想法也难以落地。或者说，落地的代价太大、经济性不好。如果有了这个公共的支撑技术，就不要大家各自开发软件了，只要用公用的东西就行了。这样，小企业也有能力来用先进技术了。这个道理和淘宝平台其实是一样的。不过，这个平台承载的是企业自己的专有的知识、经验、诀窍等专用的“私货”，并连接人、机、物、数据等资源。这些“私货”可以自己用，也可以像商品一样“出售”、给别人提供服务。
我们先看图的左边这一部分。这部分回答一个困惑——这些技术为什么突然成了热点了？ 大家可能都知道，最近几年出的新概念特别多：从工业 4.0、智能制造、大数据、CPS、工业互联网及其平台、人工智能、工业 APP ..... 这些概念让很多人觉得很悬，又怕赶不上潮流，于是就到各个地方去看很多文献、听专家报告。到头来还是似懂非懂。 我觉得呢，这些概念不应该特别难以理解。如果觉得难以理解，那是因为陷入了思维误区、把问题想复杂了。想复杂的原因大概有几种：第一种觉得这些概念是牛人提出来的、一定有很多的学问（很多是故弄玄虚）；第二个方面就是发现自己不知道怎么做，就以为自己不明白（其实是条件不够）；第三个方面是相近的概念太多了，脑袋都搞大了（本来就相近啊！）。 在我看来，这些概念其实很简单，确实是过去一些思想的延伸、相似或者相近是很自然的。我们要解释的是：为什么突然成为热点？ 这些概念被热炒的原因，是因为技术条件发生了改变。换句话说，如果过去提出这些概念、却没法实现、只能是空想、至多是写写论文、做个样板。我常举控制论之父维纳的例子：维纳或许有CPS 的思想，但他的时代没有计算机和互联网、提出CPS 也只能停留在生物控制层面。在前几年，互联网不发达、难以实施掌控资源时，CPS 的概念几乎可以用计算机里面的“控制模型”来取
智能制造智能工厂 1、智能制造概念 “智能制造”可以从制造和智能两方面进行解读。首先，制造是指对原材料进行加工或再加工，以及对零部件进行装配的过程。通常，按照生产方式的连续性不同，制造分为流程制造与离散制造(也有离散和流程混合的生产方式)。根据我国现行标准GB/T4754-2002，我国制造业包括31个行业，又进一步划分约175个中类、530个小类，涉及了国民经济的方方面面。 智能是由“智慧”和“能力”两个词语构成。从感觉到记忆到思维这一过程，称为“智慧”，智慧的结果产生了行为和语言，将行为和语言的表达过程称为“能力”，两者合称为“智能”。因此，将感觉、记忆、回忆、思维、语言、行为的整个过程称为智能过程，它是智慧和能力的表现。 目前，国际和国内尚且没有关于智能制造的准确定义，但工信部组织专家给出了一个比较全面的描述性定义：智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务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、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的
总称。具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。这实际上指出了智能制造的核心技术、管理要求、主要功能和经济目标，体现了智能制造对于我国工业转型升级和国民经济持续发展的重要作用。 然而，由于我国技术基础薄弱发展不平衡，企业在智能制造实施和升级改造过程中往往茫然不知从何做起。因此，以下将根据智能制造的描述性定义，提出关于智能工厂、制造环节及装备智能化、网络互联互通、端到端数据流等四个方面的初步认识，以期说明智能制造的主要内容。 2、什么是智能工厂 智能工厂是实现智能制造的载体。在智能工厂中通过生产管理系统、计算机辅助工具和智能装备的集成与互操作来实现智能化、网络化分布式管理，进而实现企业业务流程、工艺流程及资金流程的协同，以及生产资源(材料、能源等)在企业内部及企业之间的动态配置。
中国版工业4.0的基本思路是什么？与德国工业4.0相比，有哪些差别？中国版工业4.0在资本市场上又将带来哪些投资机会？今天我们就此问题进行探讨。 2015年3月5日李克强在两会政府工作报告中首次提到“中国制造2025”，该报告中指出，要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。 据媒体报道，全国政协财经委员会副主任李毅中3月4日在政协分组讨论中表示，由工信部牵头制定的《中国制造业发展纲要(2015~2025)》规划即将上报国务院。该规划被称为中国版工业4.0规划，重点实施领域为新一代信息技术产业、生物医药与生物制造产业、高端装备制造产业、新能源产业。 工业4.0的理念最早是由德国在《德国高技术战略2020》中提出来的国家发展战略，据了解，该战略为德国当时定的十大未来项目之一，由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、费劳恩霍夫协会、西门子公司等建议和推动下形成，并已上升至国家级战略。
那么，中国版工业4.0的基本思路是什么？与德国工业4.0相比，有哪些差别？中国版工业4.0在资本市场上又将带来哪些投资机会？本期视点我们就此问题进行探讨。 1什么是中国版工业4.0 关于中国版工业4.0，工业和信息化部部长苗圩在接受采访时表示，中国工程院1 50多名专家花了一年半时间进行战略论证的基础上，又花了一年多时间制定了“中国制造2025”规划纲要。这个规划大体需要用三个十年左右的时间，完成中国从制造业大国向制造业强国的转变。“我们也提出了分三步走的战略，‘中国制造2025’也就是三步走第一个十年的行动纲领，有路线图也有时间表。” 苗圩说，待国务院审批通过发布后，工信部还要组织工业行业认真宣贯这个纲要。这个纲要的主要内容大致是几个方面：第一是强调创新驱动，第二是质量为先，第三是绿色发展，第四是结构优化，第五是人才为本。通过实施规划纲要，为后两步走奠定好的基础。通过这十年的功力，使中国能进入全球制造业的第二方阵。 “工业4.0”战略的核心是CPS(Cyber-Physical-System)网络物理系统，CPS通过人机交换接口实现和物理进行的交互，使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。 通过CPS系统实现人、设备与产品的实时连通、相互识别和有效交流。从而构建一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。工业4.0是个社会系统工程，不是某个孤立的点，而是一个封闭的环。如下图所示：
智能制造的现状与未来 杜超 （南京航空航天大学机电学院航空宇航制造工程系，南京，210000） 摘要：科学技术不断发展，推动我国各领域进步，由先进制造技术、信息技术、人工智能技术集于一身的智能制造技术已出现。智能制造以一种高度柔性与高度集成的方式，通过计算机来模拟人类专家实现生产制造过程。综述国内外智能制造发展现状，结合德国提出的“工业4.0”和我国提出的“中国制造2025”战略论述智能制造的未来发展。 关键词：智能制造；工业4.0；中国制造2025；未来发展 The present situation and future of intelligent manufacturing Chao Du (Aerospace Manufacturing Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics,Nanjing 210000) Abstract:The continuous development of science and technology promote the progress of various fields in our country.Intelligent manufacturing technology has emergedwith advanced manufacturing technology, information technology and artificial intelligence technology. Intelligent manufacturing is a highly flexible and highly integrated way, through the computer to simulate human experts to achieve manufacturing process. The development status of intelligent manufacturing at home and abroad is reviewed, and the future development of intelligent manufacturing is discussed in combination with the "industrial 4.0" submitted by German and the "China made 2025" submitted by China. Key words:intelligent manufacturing;industrial 4.0;China made 2025;future development 引言 近年来，在工业领域与信息技术领域，都发生了深刻的变革。在工业领域主要包括工业机器人、3D打印等，而在信息技术领域主要包括大数据、云计算、社交网络、移动互联、人工智能等。这些变革带来了制造业的新一轮革命，特别是作为信息化与工业化高度融合产物的智能制造得到了长足发展。与以往发生的工业革命相同，西方发达国家在新的一轮制造业革命中依然扮演着重要的角色。具有代表性的是美国创新战略、先进制造业国家战略计划；日本的新产业创造战略；欧盟的智能制造系统(IMS2O20)路线图计划、德国的“工业 4.0”计划；韩国的高级先进制造技术计划(G-7)等[1]。中国也提出了“中国制造2025”，加快从制造大国转向制造强国。 1智能制造的概念 智能制造技术[2]是指在制造工业的各个环节，以一种高度柔性与高度集成的方式，通过计算机来模拟人类专家制造的智能活动，对制造问题进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动；并对人类专家的制造过程进行收集、存贮、完善、共享、继承和发展。智能制造技术是制造技术、自动化技术、系统工程、人工智能等学科相互渗透和融合的一种综合技术。智能制造技术的研究对象是世界范围内的整个制造环境的集成化与自组织能力，包括智能制造处理技术、自组织加工单元、自组织机器人、智能