中国工业 4.0研究报告 ( 111 页)
目录
一、工业4.0大时代：ICT、人工智能和世界制造业版图变迁......8
1.1工业4.0大时代：这不是一次简单进步，这是一场技术革命！......8
1.2工业4.0的第一块技术基石：ICT技术突破......10
1.2.1物联网：工厂智能化之路的基石......10
1.2.2物联网处于普及和广泛应用的前夜......11
1.2.3物联网技术与智能工厂的完美融合......11
1.2.4物联网在智能工厂应用实例......13
1.2.5信息物理系统（CPS）：物联网的核心系统......14
1.2.6其他三大ICT技术爆发助推智能工厂走向现实......14
1.3人工智能：把智能工厂推向巅峰的终极技术......16
1.3.1人工智能：梦想照进现实来......16
1.3.2三大原因引领人工智能奇点爆发，瓶颈突破......18
1.3.3人工智能是智能工厂必备武器......19
1.3.4机器视觉：代替人眼的智能技术......20
1.3.5人工智能工业机器人：看得见的人工智能......24
1.3.6服务机器人:智能服务消费市场潜力巨大......27
1.3.7人工智能与无人机......31
1.4世界制造业版图重塑，从“中国制造”走向“中国智造”......33
1.4.1世纪课题：中国从制造大国走向制造强国......33
1.4.2世界制造业版图重塑，转型升级是中国制造的唯一出路......34
1.4.3《中国制造2025》主攻智能制造，由中国制造走向中国智造......38
二、德国和美国的工业4.0推进路径和战略思路......42
2.1德国力推工业4.0战略实施，西门子抢占先机......42
2.2工业互联网革命：用工业互联再造一个美国经济......46
三、智能工厂：工业4.0核心载体，制造业升级之路......50
3.1工业4.0的核心：智慧工厂......50
3.2工业4.0核心技术：PLM......53
3.2.1 PLM技术支持工业4.0时代大规模定制生产......56
3.2工业4.0与3.0的区别：智能工厂的智能化、物联网化和服务化......57
3.3西门子安贝格工厂：德国智能工厂典范......57
3.4海尔智能工厂：国内工业4.0战略先驱......59
3.5工业4.0 -智能工厂：带来制造业长期竞争力的提升......63
四、工业4.0的软件基础：工业软件让工厂能思考......65
4.1工业4.0软件概况......65
4.1.1工业软件的存在价值：连接智能制造整体版图的关键......65
4.1.2工业软件的组成：嵌入式及MES系统+纯软件平台......66
4.2当前风口：工业4.0软件进入数据价值重估时代......69
4.2.1工业软件处理数据的主要类型......69
4.2.2工业软件企业进入数据价值重估阶段......70
4.3国外案例：软件在工业4.0中扮演的角色......71
4.3.1案例1：西门子的工业4.0观......71
4.3.2案例2：SAP的智能制造解决方案......73
4.4国内案例：软件在工业4.0中扮演的角色......74
4.4.1案例1：鼎捷软件：工业4.0软硬件加速融合，着眼无人化快速生产......74
4.4.2案例2：用友网络：创美工艺案例：数据驱动新制造......75
五、工业4.0硬件基础：传感器、RIFD让工厂能感知会说话......76
5.1全球传感器市场增速高，区域分布集中......76
5.2国内传感器市场处于快速增长阶段......77
5.3我国工业级传感器应用情况介绍......79
5.4成本下降有利于传感器在工业领域的应用......81
5.5追溯系统方案是工业4.0的重要物联基础......82
5.5.1我国具备发展追溯系统的优势......83
5.5.2当前追溯解决方案介绍......84
5.6 RFID解决方案......86
六、工业4.0的互联基础：下一代通信技术让万物互联......89
6.1伴随移动流量和移动终端的爆发，通信将承载重要职能......89
6.2未来多种方式并用，共同打造完整通信生态圈......90
6.2.1移动宽带：性能提升与成本下降，使得将其作为广泛应用的方式成为可能......90
6.2.2无线局域网与蓝牙通信：近距离通信的绝佳方案......92
6.2.3工业交换机与工业以太网交换机：广泛应用的基础性连接方式......92
6.3运营商积极布局M2M，将带来更多创新和技术......94
6.4北斗产业—工业4.0空间定位的核心技术......96
七、工业4.0重点公司......98
图表目录
图1：工业1.0-4.0......8
图2：信息物理系统（CPS）架构......9
图3：信息物理系统（CPS）功能......9
图4：智能工厂是基于物联网的智能环境发展的成果......9
图5：ICT融合变革持续深入......10
图6：物联网的工作原理......11
图7：自动化生产线......12
图8：智能工厂工人需求减少......12
图9：智能冰箱......12
图10：智能管理......13
图11：智能生产工厂线......14
图12：工业4.0与云计算，大数据......15
图13：云计算......15
图14：制造业大数据......16
图15：大数据创造D世代企业......16
图16：2010-2014年人工智能初创公司获风险投资额(百万美元)......17
图17：2010-2014新增初创人工智能公司......17
图18：深度学习原理......19
图19：典型的工业用机器视觉系统图......21
图20：工作原理图......21
图21：机器视觉主要应用行业......22
图22：2007-2013全球机器视觉市场规模（亿美元）......23
图23：2007-2013中国机器视觉市场规模（亿元）......23
图24：2007-2013中国机器视觉企业数量（家）......24
图25：第一代示教再现型机器人......24
图26：第二代具有感知能力的机器人......25
图27：第三代智能型机器人......25
图28：焊接机器人......26
图29：搬运机器人......26
图30：喷涂机器人......26
图31：喷涂机器人......26
图32：切割机器人......27
图33：未来机器人......27
图34：服务机器人......27
图35：2009-2013年全球专业服务机器人销量（台）......28
图36：2009-2013年全球家庭服务机器人销量（台）......29
图37：家庭吸尘机器人......29
图38：家庭擦窗机器人......29
图39：能哄孩子的婴儿车机器人rockaRoo......30
图40：宠物粪便清理机器Litter-Robot......30
图41：钢铁侠智能管家贾维斯......30
图42：能轻易抱起瘫痪病人的护理机器人RIBA-II......31
图43：微创手术机器人......31
图44：就医指导机器人......31
图45：智能医疗机器人大白......31
图46：英特尔Real Sense技术用于无人机......32
图47：无人机建模保持平衡......33
图48：无人机分析抛出的物体并接住......33
图49：国内外制造业企业研发投入占销售收入比重对比......33
图50：比较优势将重塑全球制造业版图......35
图51：欧洲制造业占GDP双重规划目标......35
图52：美国生产力的繁荣和停滞期......36
图53：我国人口自然增长率大幅下滑......37
图54：我国制造业平均工资增幅一直处于高位......37
图55：2014年全球前25名出口经济体的制造业成本指数（美国=100）......38
图56：工业4.0助力中国走向制造业微笑曲线后端......39
图57：中国制造2025：迈向制造强国的三个阶段......39
图58：推进智能制造的着力点......40
图59：我国工业机器人保有量增长迅速......40
图60：我国工业机器人使用密度远低于世界平均水平......41
图61：西门子工业4.0时代工厂......44
图62：西门子工业4.0实践......45
图63：工业互联网关键元素......46
图64：工业互联网应用......47
图65：GE工业互联网战略部署......49
图66：智慧工厂的架构：基于物联网和服务互联网......50
图67：智慧工厂流程：基于云安全网络......52
图68：智慧工厂布局：面向服务的工厂系统布局......52
图69：智慧工厂车间：基于无线、RFID、传感器和服务的构架......53
图70：PLM功能......54
图71：PLM提供产品核心竞争力......55
图72：西门子安贝格数字化工厂......58
图73：SIMATIC S7......59
图74：海尔眼中的工业4.0......60
图75：海尔四大产业工业4.0示范工厂......61
图76：海尔“众创汇”用户交互定制平台......61
图77：海尔“海达源”模块商资源平台......62
图78：中国低端劳动力成本快速上涨......63
图79：工业4.0满足个性化柔性需求......64
图80：软件在智能制造中扮演重要角色......65
图81：工业4.0相关要素互联方式及作用......66
图82：典型的嵌入式及MES系统架构......67
图83：覆盖产品生命周期的工业软件平台典型案例......68
图84：PLM（产品生命周期管理系统）连接ERP系统和实体运营......68
图85：工业4.0软件处理数据的主要类型......69
图86：工业软件企业进入数据价值重估阶段......70
图87：多环节信息整合：西门子工业4.0战略落地的重要环节......72
图88：西门子：软件产品助力汽车制造的工业4.0演进......72
图89：SAP智能制造整体方案......73
图90：鼎捷软件：工业4.0驱动变革的战略......74
图91：用友针对创美工艺的工业信息化改造......75
图92：CPS系统使得工业自动化模式发生改变......76
图93：传感器是工业自动化的核心技术......76
图94：全球传感器市场增速高......76
图95：全球传感器市场分布情况......76
图96：中国传感器市场规模及增速......78
图97：我国传感器产品分类占比......78
图98：工业传感器市场规模（亿元）......80
图99：工业传感器细分市场规模（百万元）......81
图100：传感器价格逐渐下降......81
图101：质量安全追溯过程及应用范围......82
图102：不同子行业对质量管控溯源的需求......82
图103：我国在M2M服务、中高频RFID、二维码等产业环节具有一定优势......84
图104：激光蚀刻在各类标记技术中具有优势......84
图105：激光追溯在汽车制造业的应用......85
图106：华工科技已有汽车标记解决方案......86
图107：华工科技已有汽车标记解决方案......86
图108：RFID市场规模增速明显......86
图109：中国RFID行业细分应用领域中追溯应用市场增速最快......87
图110：成本下降推动应用普及......87
图111：RFID应用范围不断扩大......87
图112：工业互联网的数据循环......89
图113：2010-2030年全球和中国移动终端及物联网连接数增长趋势......90
图114：5G关键能力......91
图115：未来移动宽带主要应用场景和适用技术......91
图116：5G时间工作计划......92
图117：工业以太网传输网络......93
图118：工业以太网运用于多个领域......94
图119：我国物联网目标网络视图......95
图120：我国物联网体系......96
图121：北斗民用领域......97
图122：军用北斗定位系统......97
图123：智慧物流解决方案......97
图124：北斗应用于青海省电力时钟同步系统......97
图125：机器人：营业收入增长趋势（2010-2014）......99
图126：机器人：归属母公司净利润增长趋势（2010-2014）......99
图127：软控股份：营业收入增长趋势（2010-2014）......100
图128：软控股份：归属母公司净利润增长趋势（2010-2014）......100
图129：东方精工：营业收入增长趋势（2010-2014）......100
图130：东方精工：归属母公司净利润增长趋势（2010-2014）......100
图131：天奇股份：营业收入增长趋势（2010-2014）......101
图132：天奇股份：归属母公司净利润增长趋势（2010-2014）......101
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