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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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