物联网在制造业中的应用
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇物联网在制造业中的应用范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
物联网在制造业中的应用范文第1篇
中图分类号：F273.7 文献标识码：A
Abstract： At present， China is in the accelerating transition to a post-industrial phase. How to make modern manufacturing and modern logistics industry achieve win-win and joint development is a serious problem currently. With the application of IOT technology in the field of manufacturing and logistics， for the problem of combination of the traditional manufacturing processes and logistics processes in independent mode， this paper uses innovative IOT technologies and systems to build a manufacturing-logistics joint smart collaborative services platform based on IOT and demonstrates the effectiveness of the“manufacturing-logistics”real-time joint system.
Key words： the internet of things（IOT）； manufacturing industry； logistics industry； real-time joint
0 引 言
现代制造业的发展需要现代物流业的支撑，现代物流业的发展也要以现代制造业的发展为基础。目前我国正处于加速向工业化后期过渡的阶段，如何使现代制造业与现代物流业实现联动式共赢发展，是当前亟待解决的问题。制造业与物流业联动是制造业与物流业互相深度介入对方企业的管理、组织、计划、运作、控制等过程，共同追求资源集约化经营与企业整体优化的协同合作方式。制造业与物流业联动本质上是社会分工专业化的体现，即制造业与物流业各自专注于自身核心竞争力的培养与发展，最终实现“两业”联动双赢。
在传统的制造流程与物流流程独立运作的模式下，由于信息沟通的局限，制造与物流的业务逻辑在横向上缺乏关联，诸多环节上造成了计划可行性差，运作效率低下等问题。然而，当物流过程与制造过程各个环节实现横向联动，以上的问题将得到全面改观。物联网技术已成为制造物流产业联动的重要推动力。“物联网”的产生为建设面向制造―物流联动的智能协同服务平台带来了良好的契机。然而，当面向生产制造与物流服务互相深度介入、实现全面联动的这一新需求时，目前的物联网设备、技术和系统平台的发展仍无法满足其需要，这已成为制约制造业和物流业快速联动发展的重要障碍。
本文以“物联网”概念和相关技术的发展、普及应用为契机，以推动制造业与物流业在管理、组织、计划、运作、控制等过程的深度融合，并实现资源集约化经营与企业整体优化的协同合作为最终目的，提出了一套“制造―物流联动”协同决策服务信息架构。并在数据采集、信息整合、服务封装以及上层决策等多个层级开发了一系列物联网关键技术和系统平台，实现制造环节与物流环节的全面多维动态联动。
1 文献综述
1.1 “制造―物流联动”发展现状。从2005年始，国内研究者纷纷就本地区制造业与物流业联动发展现状开展深入的研究，并针对实际问题提出联动发展的对策及建议[1-2]；同时，运用计量经济学的灰色关联模型，得出福建省制造业与物流业的协调发展正处于协调与不协调的临界状态的结论[3]；应用灰色关联理论对广东省制造业与物流业的关系进行定量分析，得出广东制造业与物流业没有实现有效联动的事实，进而提出促进广东“两业”联动发展的一些建议[4]；从产业集群演化的角度分析制造业集群与物流产业的关系，并证实了长三角制造业集聚与物流业发展的耦合关系[5]；也有一些学者运用投入产出法，对中国物流业对制造业的关联波及效应进行分析[6]。目前我国在各环节中的“两业”联动存在以下问题：生产上游产品研发及设计的“两业”联动，涉及到物流基础设施的应用，我国物流业竞争市场规范化较差，管理水平和信息化程度相对较低；中游产品制造中与上下游企业之间信息不畅通，政策落实不到位，在物料需求、生产控制及销售控制上，制造业和物流业信息集成及信息共享不畅通等；生产下游中，产品从下生产线开始，经过包装、装卸搬运、储存、流通加工、运输、配送，直至最后送到用户手中的整个产品实体流动过程中，通过通讯及计算机技术、管理软件以及各种新思想和新方法来实现物流信息的共享、跟踪及JIT（准时制）物流是当前面临的重要任务之一。
1.2 物联网技术在制造及物流行业的应用。从当前技术发展和应用前景来看，物联网在工业领域的应用主要集中在以下几个方面：（1）制造业供应链管理。如空中客车通过在供应链体系中应用传感网络技术，构建了全球制造业中规模最大、效率最高的供应链体系。（2）生产过程工艺优化。如钢铁企业应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度实时监控，提高产品质量，优化生产流程。（3）生产车间智能制造。具体包括：柔性生产和流程可视。（4）产品全生命周期监控。具体包括：单品管理、全程监控、绿色环保。
物流业是很早就应用物联网的行业之一。概括起来，目前相对成熟的应用主要在如下三大领域：（1）产品的智能可追溯的网络系统。如食品的可追溯系统、药品的可追溯系统等等。（2）物流过程的可视化智能管理网络系统。如基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等多种技术，在物流过程中可实时实现车辆定位、运输物品监控，在线调度与配送可视化与管理系统。（3）智能化的企业物流配送中心。
根据对制造和物流行业相关物联网设备的国内外发展趋势的分析可以得到以下几点结论：（1）RFID技术是物品自动识别领域的必然趋势。（2）多维制造加工和仓储环境信息的监控已成为制造和物流行业提升生产控制能力、服务质量的新需求，多传感器和传感器网络技术成为实现该项任务的基础技术。
2 面向制造―物流联动的物联网智能协同服务平台框架
本文提出的面向制造―物流联动的物联网智能协同服务平台框架如图1所示，包括四个联动层：最下层为设备联动层，用于制造流程及物流过程中的多维实时信息的采集；信息联动层把实时采集的信息进行统一整合，通过处理后形成标准的信息流；服务联动层通过标准的信息流输入，采用一系列的智能体，提供各种服务；最高层决策联动层包括一系列的决策应用系统，为制造过程和物流流程提供相应的指导，以此形成四层相互联动、统一优化资源的物联网驱动的绿色服务模式。
2.1 物联网驱动的制造―物流联动服务模式。物联网驱动的制造―物流联动服务模式主要包括纵向和横向联动服务模式，所谓横向联动，即在整个物联网过程的两个阶段：制造阶段和物流阶段，通过联动的方式优化其交叉资源，利用智能物联网感知设备把两个阶段无缝连接起来，形成相互融合和动态交互的横向联动模式；纵向联动即在物联网信息传递与使用的过程中的相互联动过程，该过程包括感知、处理、整合、应用几个层面，分别对应于四个联动层，因而形成上下层级之间的动态交互，最终达到纵横联动模式。该模式将以资源利用最优化为前提，以绿色化为目标，避免资源特别是各阶段、各层级紧缺资源的浪费，最终达到可持续性发展。
2.2 物联网驱动的制造―物流联动关键使能设备。本文的物联网驱动的制造―物流联动关键使能设备包括两类：一是多维RFID主动标签，另外是制造和物流信息统一集成网关。
（1）多维RFID主动标签。实现制造―物流联动环境下的RFID标签设备及实时数据可视化；针对特定制造―物流联动应用的GPS信息和3G视频模组及实时信息获取；针对制造―物流联动敏感环境（如保鲜食品仓，易碎物品仓）的多传感器智能主动式RFID标签设备及实时信息获取。（2）制造和物流信息网关。制造―物流联动信息集成网关包括制造信息网关和物流信息网关。这两类网关的主要任务是对所部署的传感器，数据采集设备提供标准化数据获取和传输接口，实现异构信息系统之间的平滑信息交换和整合。它们都提供一套数据获取、处理和交换的标准化接口，其功能主要包括：数据源标准化定义，实现对多样化数据源元素归一化描述，如数据提供源唯一地址描述，数据结构，数据查询条件的标准化描述；数据标准化处理，提供一种异构数据标准化转换的技术，将数据通过统一标准的描述格式返回给数据请求方；数据交换接口标准化，实现异构信息系统之间数据获取，更新和存储的通用方法和调用接口。
2.3 物联网驱动的制造―物流联动协同服务平台信息架构。物联网驱动的制造―物流联动协同服务平台信息架构主要包括以下几层：（1）设备联动层。设备联动层通过把制造和物流流程的数据进行感知采集，在制造流程当中，通过多种类的传感器，如生产线信息终端设备、手持式RFID终端、固定式RFID设备等把制造流程中各结点的信息如生产进度、车间在制品和成品等统一采集；在物流流程中，采用多维主动RFID标签、3G视频、GPS和RFID仓储管理硬件等设备把物流过程的环境信息、配送信息和仓储信息等统一整合，为制造―物流联动提供基础的数据支持。（2）信息联动层。信息联动层把设备联动层的信息进行统一管理，这一层主要包括两个信息网关，制造信息网关针对制造流程的感知信息进行统一的管理，物流信息网关对物流过程中的感知信息进行集中整合，两个网关之间相互实时交互针对两个阶段的资源进行统一管理，信息联动层的网关主要包括四个主要使能模块，分别是：①智能网关异构硬件管理模块：对接入物联网的硬件设备进行统一的管理，包括硬件MAC地址分配、物联网唯一标识管理、注册管理等；②基于ISA95的异构信息标准化模块：对异构感知设备获取的信息进行标准化处理，包括数据字段定义、数据格式描述、数据表达、语义分析、谓词诠释等；③层级化复杂事件处理模块：对海量事件进行分层动态处理，其中包括事件分类操作、事件组合管理、事件响应决策等；④动态工作流定义配置模块：针对制造―物流联动机制下的动态工作流管理，提供自定义和可重配的方法，其中包括流程结点定义、结点互联操作、流程配置服务和流程优化等。（3）服务联动层。服务联动层通过一系列的智能体对象，把信息联动层提交的数据进行处理，然后为决策联动层提供支持服务，该层主要的智能体包括：①实时制造资源智能体：把制造过程中的资源封装成智能体（Smart Object Agent），为制造流程提供资源配置、优化、协调和整合，以实现制造过程中制造资源的闭合管理；②实时WIP（work in product）智能体：制造过程中的在制品通过智能化封装后成为WIP智能体，为在实时在制品库存预测及管理、WIP优化等；③实时仓储资源智能体：仓储资源通过智能化封装后成为实时仓储资源智能体，这些智能体为制造和物流环节提供各种资源的实时信息服务；④实时车辆资源智能体：车辆资源通过多种传感器及智能化技术封装成车辆资源智能体，对物流的承载主体进行统一规划、合理调度、优化路径、实时监控等综合；⑤实时在途品智能体：物流过程中的在途品通过封装后成为在途品智能体，通过感知技术可以实时获得在途品的温度、湿度、气压等承载环境信息，以及在途品数量、状态等信息。（4）决策联动层。决策联动层通过服务层中各种智能体提供的服务信息，为一系列的系统提供支持，其中包括以下几个系统：传统制造应用系统（MES）、传统物流应用系统、JIT型实时对线配送系统、智能化WIP管理系统和智能化物流配送系统。其中传统制造应用系统（MES）、传统物流应用系统为企业现有系统，本文的决策联动层主要包括以下三个系统：①JIT型实时对线配送系统：制造―物流联动机制下的物联网，以控制原料库存、减低在制品存量，实现精细化JIT型生产为目的绿色管理模式，为各个生产厂商的基于生产节拍的原材料需求信息，以及所需物料的实时仓储位置信息进行智能规划、综合越库、转运以及直接配送等。②智能化WIP管理系统：在对制造―物流联动环境下的在制品进行最优化管理的前提下，控制各制造流程阶段的WIP数量，综合考虑物流成本、仓储成本等约束，在物流调度、路径规划、生产协同的基础上得到最优的组织方式，以达到绿色化的制造过程WIP管理。③智能化物流配送系统：在对原材料进行协同采购的前提下，利用实时动态化物流资源信息（包括仓储位置，载具，车辆等资源的信息），对多种类、多批次的整个物流过程进行规划、决策以及执行监管。
3 系统演示
3.1 生产联动物流。该情况为最经典的生产物流联动过程，核心决策环节为生产车间子系统：由生产车间的实时生产流程拉动配送和仓储环节提供生产物流服务，常见于生产计划的调整余地较小、调整成本偏高、或调整难度大，而物流资源（例如配送车辆和仓储空间）较为充足而具有较大调整空间的生产企业中。针对该情况，开发了基于RFID的智能生产线实时管理系统，其运作情况如图2所示。
3.2 物流联动生产。该情况的核心决策环节为仓库子系统：由仓库实时状态（仓储空间的释放计划、客户成品需求/供应商供货节拍、及预设仓储策略等）拉动生产车间及物流车队进行生产与配送出/入库计划。此情况多见于珠三角及沿海发达地区，由于企业不断扩大生产规模，却无力扩大仓库面积而造成。针对该情况，开发了基于IOT的成品物流规划与管理系统，其运作情况如图3所示。
4 结论与展望
本文从制造―物流联动物联网背景入手，利用创新的物联网设备、技术和系统构建了面向制造―物流联动的物联网智能协同服务平台，并详细介绍了该平台的信息架构。具有以下三方面的特色：（1）面向制造―物流联动的物联网智能协同服务平台的服务模式。（2）物联网背景下制造―物流联动中的整合规划、合理利用和资源优化。（3）提出一套适用于制造―物流联动物联网下的关键使能设备。
本文以制造物流联动为切入点，将企业生产和仓储、物流流程在多环节紧密衔接，并集中应用物联网技术，通过“集中式共享、服务化运营”的策略在工业园区和大型集团集群企业中进行应用推广，个体企业应用物联网技术的种种弊端将被屏蔽和缓冲。
参考文献：
[1] 李江虹，常春英，陈思嘉，等. 广东省物流业与制造业协调联动发展探析[J]. 物流技术，2011（23）：34-36.
[2] 段雅丽，樊锐，黎忠诚. 湖北制造业与物流服务业协调发展现状及对策分析[J]. 物流技术，2009（9）：11-14.
[3] 陈春晖. 基于灰色关联的福建省制造业与物流业联动发展研究[J]. 中国市场，2012（2）：15-18.
[4] 李松庆，苏开拓. 广东制造业与物流业联动发展的灰色关联分析[J]. 中国集体经济，2009（15）：104-105.
[5] 刘雪妮，宁宣，张冬青. 产业集群演化与物流业发展的耦合分析――兼论长三角制造业集群与物流产业的关系[J]. 科技进步与对策，2007（9）：161-166.
[6] 梁红艳，王健. 物流业与制造业的产业关联研究――基于投入产出表的比较分析[J]. 福建师范大学学报（哲学社会科学版），2013（2）：70-78.
[7] 蒋照连，黄峰，吴丽娟. 物流业与制造业联动发展策略研究[J]. 福建论坛（社科教育版），2010（4）：41-42.
[8] 建红，汪标. 物流业与制造业联动发展研究综述[J]. 生产力研究，2012（2）：246-248.
[9] 庞文英. 浅谈我国制造业与物流业的联动发展[J]. 物流工程与管理，2009（11）：1-10.
[10] 胡红云，林希. 我国制造企业生产物流的发展现状、问题与对策[J]. 重庆科技学院学报（社会科学版），2011（2）：89-91.
[11] 叶茂盛. 现代物流业与制造业升级互动关系探析[J]. 市场周刊（新物流），2007（10）：62-63.
[12] 王自勤. 制造业与物流业联动发展内涵与理想模式研究[J]. 物流技术，2012（15）：27-31.
物联网在制造业中的应用范文第2篇
至今年8月末，PTC完成了对两家“另类”公司的收购。说他们另类，是因为这两家公司的主营业务仿佛和PTC一直以来的PLM（产品生命周期管理）解决方案没有太大交集。
它们分别是物联网平台供应商ThingWorx以及提供将机器和传感器安全连接到云端的解决方案的开发商Axeda。面对外部置疑，寿宇澄解释道，看上去PTC的收购与传统的制造业设计、制造、管理流程的关系并不密切，但是，却是为未来布局。因为PTC认识到在未来，整个制造业的制造流程将发生非常重要的变化，这个变化不会是单点上的，而是全体的。所以PTC要在架构上做好准备。实现向市场提供新型的差异化产品和服务来转变业务模式，进而提高用户的价值、服务盈利能力和市场份额。
工业革命以来，制造业就是大部分国家国民经济的支柱。而制造业的生产、设计流程中，人的因素占主体也长久没有改变过。“以前，制造企业关注的是设计的手段和制造、管理的方法，却很少关注被制造、被设计的对象本身。也就是说，在整个制造流程系统里，任何的细节都是人在起主导作用，被制造的对象本身是没有发言权的。”寿宇澄说。但是基于云计算、移动互联技术，物联网时代的到来，改变了物在传统制造业中的地位。汽车、相机、电视、冰箱、空调、手机等，这些生活中与我们息息相关的物品不仅可以通过物联网互联互通，还产生了海量的有商业价值的数据。
更进一步说，物联网带来了两个概念：一个是smart（智慧），一个是connect（互联）。而这两个概念将改变制造业的架构。
物联网在制造业中的应用范文第3篇
21世纪以来，制造业面临着全球产业结构调整带来的机遇和挑战。尤其是2008年金融危机之后，主要发达国家为了寻找促进经济增长的新出路，开始重新重视制造业：欧盟整体上开始加大制造业科技创新扶持力度;美国国家科学技术委员会于2012年2月正式了《先进制造业国家战略计划》;德国政府在2013年4月推出了《德国工业4.0战略》。可以说，各主要国家在制造业上争相发力，目的都是期望抢占未来制造业的主导权。
在2015年3月的全国两会上，中国也推出了“组合拳”。政府工作报告中提出将要实施“中国制造2025”战略和“互联网+”行动计划。5月8日，《中国制造2025》正式面世，明确提出“力争用十年时间，迈入制造强国行列”。7月4日，国务院《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，其中的“互联网+”协同制造是重点行动之一，旨在推动互联网与制造业融合，提升制造业数字化、网络化、智能化水平，加强产业链协作，发展基于互联网的协同制造新模式;在重点领域推进智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造，打造一批网络化协同制造公共服务平台，加快形成制造业网络化产业生态体系。
新一轮工业革命将彻底改变现有的生产方式和产业组织形式，改变国家间的比较优势，进而重塑全球产业竞争力和国际产业分工格局。新一轮工业革命也将深刻影响中国产业结构调整的路径和进程，对中国制造业转型升级构成巨大挑战。
18世纪世界第一次工业革命以来的300年间，中国从未如此近距离地接触工业革命。如今，中国的高铁技术已经处于全球领先行列，互联网规模也仅次于美国。美国著名风险投资人吉姆・布雷耶（Jim Breyer）在2014年底曾说过：“今后5年，全球最大的IT企业将是Facebook、Google、Apple、Amazon和腾讯、阿里巴巴、百度。”《中国制造2025》战略规划里面也谈到“载人航天、载人深潜、大型飞机、北斗卫星导航、超级计算机、高铁装备、百万千瓦级发电装备、万米深海石油钻探设备等一批重大技术装备取得突破”。
但是，近几年来，随着中国制造业成本不断上升，利润不断下降，许多制造业企业受到舆论和社会环境影响，开始不断地放弃本行，涉足金融和房地产等领域。制造业是金融、保险、房地产等产业发展的基石，如果大家都转向这些行业的话，未来的产业体系就仿佛空中楼阁，一旦发生经济危机或金融危机，将遭受惨重打击。
所以，毫无疑问，《中国制造2025》的方向是完全正确的。它既是中国走出制造业与工业经济困境，助力环境保护的重要手段，也是推动中国科技革命和创新发展，增强中国经济的全球影响力的必然之路。
生产技术：从关注降低成本技术到关注创新技术
一直以来，中国制造业转型升级的主要关注点是如何降低成本，如何减少不良品率，而没有将目光重点投向市场需求和创新技术。因为，中国制造业往往是靠规模，靠控制成本。虽然规模已经很大，但是很多都是委托加工;虽然号称是世界工厂，利润率实际上很低。
要转型升级，不是通过信息化手段来进一步降低成本，减少不良品率;而是要通过创新，在全球制造业分工中起引领作用，而不是仅仅代工生产。为此，《中国制造2025》才提出了，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。
《中国制造2025》的总体思路为，以促进制造业创新发展为主题，以提质增效为中心，以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，以满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标，强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次多类型人才培养体系，促进产业转型升级，培育有中国特色的制造文化，实现制造业由大变强的历史跨越。
随着新一代信息技术在制造业领域的普及和应用，工厂车间内越来越多功能强大的智能设备以无线方式实现了与互联网或设备之间的互联，由此衍生出物联网、服务互联网，推动物理世界和信息世界以信息物理系统（CPS）的方式相融合。通过互通互联，云计算、大数据这些新一代信息技术，与以前的信息化、自动化技术结合在一起，工厂内的生产设备和设备之间、人与设备之间实现纵向集成，从而把整个工厂内部联结起来，形成信息物理系统，相互协同、遥相呼应。由此，生产方式从要素驱动变成了信息驱动，传统的以能量转换工具为推动力的工业经济模式将被彻底改变。
环境技术：从依赖行政手段到主动发展绿色制造
制造业是耗电耗能大户，是造成工业污染的主要发生源之一。但是，一直以来，中国的环境保护工作主要依赖行政手段。比如：2014年APEC会议期间和2015年9月3日纪念抗战胜利70周年阅兵日，北京周边的制造业企业都配合减产或停产。这虽然取得了短期效果，但却非治本之策。
而《中国制造2025》则换了一个角度，提倡以环境技术手段，从源头开始根治工业污染问题，发展绿色制造。所以，《中国制造2025》提出把绿色制造作为五项重点工程之一。这也是制造业可持续发展的必然选择。因为，中国制造业依然没有摆脱高投入、高消耗、高排放的粗放发展模式，要解决发展与资源环境的制约问题，唯一出路就是工业节能减排与综合利用，绿色制造、绿色发展。而且，加快推进传统制造业转型升级，提高生产效率，也需要建立一个高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系。这其中，不仅仅是生产制造过程的节能减排，还包括产品的绿色节能。
智能制造：降低成本、缩短工期、减少能耗、大规模定制
《中国制造2025》主要侧重于产业与政策，工业4.0主要侧重于技术与模式，所以二者不太一样。不过，它们也有一大共同点，那就是智能制造。
《中国制造2025》将智能制造作为主攻方向，旨在推进制造过程智能化。一方面，加强工业软件与管理软件的信息化，加快产品全生命周期管理、客户关系管理、供应链管理系统的推广应用，促进集团管控、设计与制造、产供销一体、业务和财务衔接等关键环节集成，实现智能管控;另一方面，推进生产设备或生产线的自动化，建设智能工厂/数字化车间，加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理、增材制造等技术和装备在生产过程中的应用，促进制造工艺实时监测和自适应控制。
通过“信息化+自动化”，形成智能化，实现智能工厂，实施智能制造。当然，每个行业和每个企业的信息化、自动化方式方法各不相同。但是，通过信息化与自动化的深度融合，形成智能制造之后，必然会提高效率，降低成本，缩短工期，降低能耗，满足不确定情况下的市场需求。所以，在《中国制造2025》的“智能制造”中，明确提出，到2020年，制造业重点领域智能化水平显著提升，试点示范项目运营成本降低30%，产品生产周期缩短30%，不良品率降低30%;到2025年，制造业重点领域全面实现智能化，试点示范项目运营成本降低50%，产品生产周期缩短50%，不良品率降低50%。
在信息驱动下，未来制造业的产品制造过程将充分体现智能制造的价值。即既能够科学地编排生产工序，提升生产率，实现个性化定制生产，还可以调整资源使用，采用最节约能耗的方式。
中国如何应对新一轮工业革命
笔者认为主要有两点：一是重新挖掘比较成本的优势;二是提升制度创新和管理变革能力。
1.重新挖掘比较成本优势。以前中国制造业迅速崛起主要得益于劳动力成本、原材料成本以及廉价的工业用地等资源所构成的比较成本优势。尽管中国已经进入成本优势衰弱阶段，但应该充分认识到“危机是威胁也是机会”。因为，新一轮工业革命将彻底改变生产模式和组织形式，生产成本将大幅减少，生产模式将大幅转变。也就是说，新一轮工业革命不再偏重劳动力成本、原材料成本以及廉价的工业用地等资源所构成的比较成本优势，将导致国家间的比较优势格局发生较大变化。
与此同时，我们也有了新的比较优势。比如说，自贸区方便了制造业产品的跨境交易，将简化零部件进口，带动产品出口;电子商务巨头铺设的现代化物流体系遍及各省市、各区县，甚至许多村落，这实际上也是一个优势，它缩短了采购和销售的时间，也就相应地缩短了产品的生产工期，加快其面市步伐;还有便捷的高铁，现在虽然还没有用于物流，但是使人员的流动变得更加便捷，企业销售人员在跑市场时也节约了时间，扩大了范围。
2.提升制度创新和管理变革能力。随着新一轮工业革命的到来，平台型企业、网络化组织、开放式创新、大规模定制、社会化生产等行为将更加普遍。所以，生产者与消费者的互动将更加紧密，中小企业的作用将更加突出，对市场需求的快速反应将更加重要。这些变化都要求适时、适度的制度创新和管理变革能力，这对中国相对薄弱的制度创新和管理变革能力构成现实挑战。
此外，新一轮工业革命时代，是数据制造、互联制造、智能制造的时代。《中国制造2025》提出的“国家制造业创新中心”需要既有实践经验，又有产业研究经历，既懂机床、自动化等工业，又懂计算机软件、大数据等信息化技术的跨界人才来引领。
就产品而言，随着信息技术在制造业领域的广泛渗透，互联网技术、人工智能、数字化技术嵌入传统产品设计，使产品逐步成为互联网化的智能终端。例如，汽车将不仅仅是嵌入了电子产品的交通工具，在未来会成为网络产品――大型可移动的智能终端，具有全新的人机交互功能，通过互联网终端把汽车改造成为一个包含硬件、软件、内容和服务的体验工具。
物联网在制造业中的应用范文第4篇
[关键词] “中国制造2025” 工业互联网 工业4.0
[中图分类号] F424 [文献标识码] A [文章编号]1004-6623（2017）03-0060-03
[基金项目] 国家社会科学基金项目（16CRK007）；中国博士后科学基金项目（2016M600694）。
[作者简介] 方海洲（1972 ― ），湖北红安人，中国财政科学研究院博士后，研究方向：城市发展政策；刘厚莲（1987 ― ），江西吉安人，中山大学岭南学院、深圳市坪山区发展研究中心博士后，助理研究员，研究方向：城市发展问题。
一、推进“中国制造2025”存在的问题
继美国工业互联网和德国工业4.0战略之后，中国于2015年正式了“中国制造2025”战略，明确了制造强国建设的战略方针和“三步走”目标、战略任务和重点、战略支撑与保障等。目前，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。作为一个正处于工业化中期的发展中国家，中国已成为全球最大的制造业生产国，形成了门类齐全的工业体系和较强的产业配套能力，但制造能力与欧美等发达国家相比，仍存在较大的差距，“大而不强”成为中国制造业发展的基本特征，东、中、西部地区的制造业水平发展也存在显著差异。
城市是落实“中国制造2025”战略的重要区域单元。从该战略的推进情况来看，部分城市已经制定了行动计划或纲要，但是，其在推进“中国制造2025”过程中仍存在较多问题，主要表现在以下两个方面。
（一）顶层设计存在的问题
第一，宏观规划缺乏具体内容支撑。“中国制造2025”是我国制造业发展的十年规划，更多是在规划层面的体制机制建设，以及未来中国制造的“三步走”战略目标、战略任务和重点，尚缺乏具体的专项规划、行动计划、实施方案、政策保障等具体内容，特别是在制造业、互联网、信息技术等重点制造领域。虽然各省市区依照国家“中国制造2025”规划，纷纷制定行动计划或实施方案，但大多是在“中国制造2025”规划基础上的“变式”，且集中在创新发展、质量标准建设、制造能力建设等方面，重合多、目标多，行动少、特色少，缺乏具体方案及措施，仅有上海、深圳、武汉等制造水平相对较高的城市及部分城区制定了相应的行动方案，但也未能结合城市或城区发展基础，提出与其产业、制造发展的针对性方案，这些方案也还处在提出规划的阶段。德国于2016年9月成立了“工业4.0平台”、“工业4.0实验室网络”和“工业4.0标准化理事会”三大平台共同推进工业4.0建设，而我国各个城市还没有针对建立制造平台制定专门政策文件等，不利于提升城市自身制造水平，也不利于推进“中国制造2025”战略。
第二，制造国际标准话语权亟待强化。我国制造业发展大而不强，基础零部件与元器件、基础工艺、基础材料、基础技术不强，制造业关键技术、标准制定不够。目前，一些重点行业和产业产能严重过剩，同时大量关键装备、核心技术却未能掌握，国内庞大的技术市场需求过于依赖进口。相比美国、德国等发达国家，我国信息通信、软件、芯片等技术，以及制造基础和制造能力均存在较大差距，足以说明我国制造能力强，但制造先进水平不高，制造国际标准话语权不多，影响我国制造强国目标的实现。同时，我国在制定制造标准方面做得不够，标准制定未突出各个产业细分领域，影响了中国制造业发展成效，使得中国制造长期处于跟进地位。
（二）规划落地存在的问题
第一，互联网基础设施建设不完善。发展互联网基础设施是推进“中国制造2025”的重要内容。美国立足其发达的互联网发展水平，德国依托其物物相连的物联网，分别提出各自的工业发展战略，这与互联网基础设施高度发达是分不开的。我国提出推进制造业和互联网融合发展，旨在推进制造业与互联网融合发展。但相比美、德等发达国家，我国互联网发展仍处于较低的水平，网络基础设施规划建设不足，大量高新区、经开区、工业园区的网络基础设施不完善。以深圳为例，各类产业园区的信息化水平还不高，难以满足智慧园区、智能园区信息技术发展要求，这也成为未来推进“中国制造2025”的障碍。
第二，与现有产业、园区发展结合不够。推进“中国制造2025”重在提高科技创新能力，帮助传统产业转型升级，主要依赖科技创新、“互联网+”等。目前，科技创新主要是提高科技创新能力，“互联网+”主要是打造企业生产线，建设若干无人工厂、无人生产线等，但仍未与现有产业园区、基地等紧密结合打造智慧园区等，总体还处于较低水平。通过数据收集、共享和分析，彻底变革生产流程，实现元素重构等方面明显不够，与“中国制造2025”战略目标存在较大差距。城市推进“中国制造2025”发展没有站在当前城市园区和产业转型升级的基础上，通过发展云计算、大数据等互联网服务等，促进园区智慧化发展，以及实现传统产业绿色制造、智能制造和高端制造。
第三，推进“中国制造2025”的企业和社会力量有限。尽管面临劳动力成本不断上升的压力，但较多企业对智能转型的积极性并不高，创新创业型企业数量相对较少，多数企业发展还处于效率较低的阶段。而在美国和德国，智能化发展主要起源于企业，如美国GE公司首提工业互联网概念，此后又联合多家巨头公司组建工业互联网联盟，通过制定工业互联网标准，推动物理世界与信息世界融合发展；德国西门子公司建立智能工厂，推进制造生产自动化、智能化，同时德国企业、科研院所成立了工业4.0联盟，大量的德国中小企业成为成员，推动德国制造I交流沟通、协同发展。与美、德明显不同，中国推进制造强国呈现明显政府规划和引导特征，除上海、深圳等少数大城市外，多数推进“中国制造2025”的力量并不强劲，高新技术企业数量不多不优，产业协会、标准协会、智造联盟、创新联盟、工匠联盟等社会组织明显发育不足，都不利于高端制造发展。
第四，制造业人才供给相对不足。从领导型人才、技能型产业工人等方面来看，我国与美国、德国差距较大。美国和德国制造业拥有大量具有丰富管理经验的领导型人才，技能型产业工人的技术创新、技术传承也优于我国，同时他们也拥有大量的操作人员、技师、工匠，以及良好的技能型人才的培养体系，为美、德等发达国家制造业奠定了坚实的基础。我国制造业虽然发展较快，多数城市虽然提出大力培养和引进制造业人才，但是制造业人才培养体系不完善，制造人才服务平台不多，精细化程度不高，这是推进“中国制造2025”进程必须高度重视的问题。
二、推进“中国制造2025”的对策建议
比较和分析“中国制造2025”、美国工业互联网、德国“工业4.0”，我们可以发现美、德在推动制造业发展过程中尤为重视制造标准、制造基础设施建设、制造人才供给、产业社会组织等，而这些正是中国制造发展不足之处。当前省市层面出台的政策措施主要在资本配套、平台建设等方面，有诸多不足。为实现中国制造强国目标，以及各大城市顺利推进中国制造业发展，仍需在以下几个方面努力：
一是加快制定出台“中国制造2025”的系列支撑文件。根据“中国制造2025”规划目标、战略任务和重点，继续提升城市和国家的制造业创新能力、加速信息化与工业化深度融合、加快产业转型升级、壮大创新创业主体力量、推动制造企业向生产服务提供商拓展等，加快研究制定可实施、可操作的方案、计划和政策保障等系列支撑文件，保障实施过程中的可操作性。
二是重视标准和规则的制定。据测算，1960～1996年，德国国民生产总值年均增长率中，标准实现的贡献率近1%，足以体现标准在经济发展中的重要地位。我国不仅需要重视一些关键技术、共性技术的攻坚突破，更需要在关键技术领域参与和抢占话语权，用标准引领信息网络技术与制造融合，打造中国智能产品、智能工厂、标准生产模式等。同时，注重组建标准化组织机构，聚焦制造核心领域，增加标准制定的投入，促进标准带动制造业发展。
三是强化互联网基础设施建设。应积极在自主创新示范区、高新技术产业开发区等投入云计算、大数据等基础设施建设，促进企业物联网与互联网连接，收集消费者个性化需求，实现智能感知、智能分析、智能决策、智能生产和智能服务。
四是鼓励成立一批制造业社会组织。德国的中小企业（SME）数量总共占德国企业的99%，而全世界最优秀的2000多家中小企业中，德国占了47%，他们都是各个制造联盟、产业协会、创新联盟的成员单位，如“工业4.0工作组”、“工业4.0标准化工作小组”等，说明产业社会组织在制造业创新网络中的重要地位。可见我国需要鼓励成立一批制造业社会组织，促进行业交流、参与标准制定等。
五是重视技能型创新创业人才培养。与美国、德国相比，我国精细制造能力水平较低，富有工匠精神的高技能型人才还十分缺乏，需要借鉴美国和德国应用型教育做法，结合产业发展趋势，创新教育理念，培养一批优秀的工程技术人员。目前，较多的高新园区正在引进和布局高校，应重点探索产业与教育融合新模式，促进培养新型人才。
六是加强制造业发展国际交流合作。美国、德国等发达国家制造业水平处于世界前列，中国制造业发展总体处于跟进水平，应加强与美国、德国、日本等发达国家交流合作，建立工业4.0对话机制，参与标准制定，学习高技能型人才培养经验，共建中德制造园区、中美制造园区等；鼓励和支持国内企业与国外先进制造企业合作，试点示范一批重点智造生产线、智造园区等。
[参考文献] 略
Abstract： Made in China 2025 is an important industrial strategy， which has been implemented for two years. This paper reviews the background of the industrial development strategy of China， the United States and Germany， and compares the similarities and differences among them. We found there are some problems while this national industrial strategy has been carried out， such as Top-level design， Planning implementation. To achieve the goal of “made in china 2025” plan， we need to develop manufacturing standards and rules， promote manufacturing enterprises to expand production service ability， strengthening the Internet infrastructure construction， encourage the establishment of a number of social organizations， cultivate number of entrepreneurial talents.
物联网在制造业中的应用范文第5篇
安琳 工业和信息化部赛迪智库软件和信息服务业研究所 研究员
李艺铭 工业和信息化部赛迪智库电子信息产业研究所 研究员
智能制造是全球制造业变革的重要方向，给人类经济和社会可持续发展展示了美好前景。智能制造近年来发展迅速，但目前总体还处于试验阶段，它的发展面临技术标准、系统安全、网络基础设施和复杂系统管理等多方面技术挑战。全球制造业国家如何在未来的全球竞争中占得先机，并实现制造业的高速增长是我们亟需探讨的问题。
当前，新科技革命和产业变革正在兴起，全球工业技术体系、发展模式和竞争格局迎来重大变革。发达国家纷纷出台以先进制造业为核心的“再工业化”国家战略。可见，智能制造已经成为发达国家制造业发展的重要方向，成为各国发展先进制造业的制高点。
全球智能制造国家战略空前高涨
联合国工业发展组织近日发表全球制造业报告指出，世界制造业的增长在今年第一季度继续保持低位。事实上，全球制造业增速放缓已经持续了较长一段时期。去年，国际货币基金组织总裁拉加德对世界经济的表述使用了“新平庸”一词，意指世界经济面临普遍性的“弱复苏、慢增长、低就业、高风险”。制造业持续低迷的根本原因在于新、旧增长动力的更替出现了断档。国际金融危机后全球总需求疲软，拖累汽车、化工、钢铁、有色、建材等传统产业增长动力不断减弱，生物医药、物联网、新能源、智能机器人等新兴产业虽正在兴起，但由于规模尚小，不足以成为新的增长点。
国际金融危机的余波虽然持续拖累全球经济复苏进程，但并未阻碍技术的高速发展。特别是信息技术的加速发展和跨境融合，已经成为引领新一轮科技和产业变革的主导力量。国际货币基金组织（IMF）在《世界经济展望》发表文章分析指出，近年来，发达经济体的活动在继续回升，但许多新兴市场和发展中经济体的回升幅度相对较小，发达经济体国家对IT发展和新业务布局的持续支持是其取得回升的最重要原因。一方面，新一代信息技术与制造业的加速融合，正对生产方式产生持续的变革。特别是消费互联网持续的兴起以及互联网发展中的快速、个性化需求，对制造业领域中的设计研发、生产组织、产业布局、资源调配、供销模式等多方面带来显著变革。另一方面，网络社会加速成形，数据竞争力的全球战略布局已经全面形成。欧洲、北美、中国、日本均特别重视网络安全和国家数字竞争力的提升。
未来一段时期，全球制造业增长仍将处于较为疲弱的状态，但随着新一轮工业革命的推进，增速将逐步回升。尤其是美国经济向好，给全球经济复苏前景带来曙光。然而，制造业回升将以不平衡的方式实现，那些率先在重大技术领域取得突破、并实现生产组织模式变革的国家，将在未来的全球竞争中占得先机，并实现制造业的高速增长。在这样的背景下，主要工业大国普遍制定了制造业振兴战略，谋求未来竞争先发优势。例如，美国五家行业龙头企业联手组建了“工业互联网联盟”，德国提出了“工业4.0”，中国了《中国制造2025》等。美国侧重发展“通用蓝图”，使各厂商设备间实现数据共享，利用互联网激活传统工业过程，促进物理世界和数字世界的融合；德国重点利用信息通信技术和网络空间虚拟系统（CPS，信息物理系统）相结合的手段，将制造业向智能化转型；中国重点强调创新驱动、智能转型，推动从“工业大国”向“工业强国”转变。各国的战略谋划普遍强调信息技术在制造领域的深度应用，面向工业应用领域的IT市场发展，特别是工业软件服务市场的发展，在某种程度上成为全球智能制造发展的重要风向标。
美国工业互联网联盟成员已遍布全球
工业互联网概念最初由美国通用电气（GE）公司于2012年提出，指在物联网的基础上，综合应用大数据分析和远程控制技术，优化工业设施和机器的运行和维护，提升资产运营绩效。工业互联网概念的提出，源于GE自身作为老牌工业设备制造商，为应对经营成本不断上升、运营回报率持续承压的挑战所作出的战略转型选择。GE认为其兼具工业知识储备和软件分析能力的优势，希望通过倡导工业互联网对工业设备市场和行业的发展进行引导，在帮助客户实现营运效率和业务模式创新提升的同时，自身转型成为专门提供分析和预测服务的软件公司，从而获得新的发展空间。正如GE工业互联网大中华区总经理杨涛所言，工业互联网的提出“是行业竞争大环境不断演变和软硬件技术日趋成熟、相互作用而形成的必然结果，而不是消费互联网的衍生品”。
工业互联网着眼于利用新一代信息技术，满足制造业发展亟需提升效率，优化资产和运营的迫切需求，顺应了全球科技产业的发展大势，符合美国先进制造业发展战略所鼓励的方向。2013年3月，美国国家标准技术研究院《工业互联网标准框架任务》。2014年3月，GE进一步联合AT&T、思科、IBM和英特尔等分别来自电信服务、网络设备、数据分析和芯片技术领域的行业龙头企业，联手组建了带有鲜明“跨界融合”特色的工业互联网联盟，旨在制定通用标准，打破技术壁垒，利用新一代信息通信技术激活传统工业过程，促进物理世界和数字世界的融合。目前，联盟已经吸引了全球制造、通信、软件等行业167家骨干企业的加入，工业互联网已突破了GE一家公司的业务局限，内涵拓宽至整个工业领域。
全球工业应用IT市场并购活跃
全球范围内工业应用IT市场投融资活动非常活跃，各细分市场领域内的主要领导企业均有频繁的业务重组和并购动作，或补足自身短板，或拓展市场领域。总体看来并购行为非常务实，大企业纷纷根据既定的企业发展战略，通过资本运作快速取得新技术，并与已有的产品线融合互补，快速扩大市场份额，强化在各自优势业务领域的领先地位。拥有领先技术的初创型企业，由于并购成本低，易于被快速整合，是大企业并购的理想对象。研发设计软件厂商的并购以加强功能集成为特征，竞争的焦点是打通企业研发业务全流程，构架全功能集成平台；生产调度和过程控制软件厂商的投融资重点在于面向智能制造时代集中优势资源尽快布局，打通技术环节,力推行业解决方案；业务管理软件厂商和市场分析软件厂商正面临商业模式的重大转换，竞争的关键在于谁能更快在云端提供更多更好的解决方案，占领更多市场份额。
工业应用IT企业加速战略调整
2014年工业应用IT企业发展的
关键词 是“调整”。一方面，受全球经济发展形势低迷的影响，企业在过去一年中的经营效益存在明显的压力；另一方面，新技术不断发展促使新一轮工业革命呼之欲出。在以上两方面因素的影响下，工业应用IT企业纷纷对自身的长期发展战略进行重新思考和定位，并采取了一系列举措对企业架构、业务、产品、技术等方面做出优化和调整。西门子
工业自动化是西门子公司的旗舰业务单元之一，可提供丰富的自动化系统、工业控制和工业软件产品与系统，以及全面的工业解决方案，旨在帮助生产和过程工业中的客户更加迅速、高效、灵活地进行生产。2014年是西门子面向其“2020公司愿景”，调整动作最大的一年。一方面，公司大力推进各项业务部门的重组，把各项资源向优势的工业业务领域集中：原先广泛涉足的工业、能源、保健、基础建设四大业务领域全部取消，公司部门从16个缩减为9个；剥离出售助听器业务；出售博西家电所持的全部股份，彻底退出家电领域；竞购法国阿尔斯通能源业务（因法国政府干预而失败）；并购英国发动机制造商罗-罗公司；并购美国压缩机和涡轮制造商Dresser-Rand；与三菱重工成立冶金工业合资公司；收购企业级MES软件厂商CamStar补强PLM产品线等。另一方面，公司正式启动了对组织架构的调整，精简机构、裁撤冗余人员以提升公司的决策和运行效率。欧特克
欧特克（Autodesk）主要从事三维设计、工程及娱乐软件业务，该公司认为被金融市场拖入发展徘徊期的全球制造业正在寻找一个发展的突破口。从2010年开始，欧特克对旗下的产品进行了深入的整合，以套件形式推出面向不同行业和不同业务需求的解决方案，建立以用户需求为驱动的系统应用模式。先是通过一系列的并购，基本覆盖了设计、制造和材料等全仿真流程，实现了CAD和CAE的集成应用，然后于2012年推出了一系列SaaS服务，以CAD为核心，将其业务向各个层面延伸发展。2014年，欧特克完成对英国CAM软件提供商Delcam公司的收购，朝着提供更好的制造体验的道路上又迈出了重要的一步，并推出基于云的计算机辅助制造解决方案——CAM 360，允许用户可随时随地创建数字原型、进行模拟并转化为实体，并可以实现用户与合作者以及客户之间的互动。这一举动说明欧特克正在从虚拟的数字化设计走向现实的加工车间，是其发展历史上最重大的一次业务转型。通用电气（GE）
GE是世界上最大的提供技术和服务业务的跨国公司，是“工业互联网”概念的发明者，也是工业互联网联盟的发起单位之一。GE认为“当前的环境仍旧很有波动性，但我们继续在基础设施领域中看到了增长机会。”围绕此战略定位，GE在2014年进行了大规模的资产重组和转型，将媒体、电器、消费者金融等不符合其全球基础设施供应商定位的资产出售，同时对原油和天然气、发电和高级制造等业务加大投资力度。GE目前正在剥离旗下遍布全球的零售金融业务，进一步缩减金融服务公司的规模，同时其170亿美元收购阿尔斯通旗下能源资产的交易预计将在2015年中期完成。SAP
SAP是全球最大的企业管理和协同化商务解决方案供应商，同时也是全球第三大独立软件供应商。SAP认为，工业4.0将从四个方面为制造业带来商机，一是优化产品，二是创造产品附加值，三是加强产品生产流程的灵活性，四是优化整个价值链的物流进程。SAP的产品方案旨在通过内存技术，数据库和数据平台，将各种硬件设备和电信网络等连接起来，在此之上开发服务，把管理和数据打通，把计算和应用能力与工业4.0对接起来。通过SAP erp、SAP制造执行方案、SAP制造集成与智能以及SAP车间连接器等解决方案，把信息管理系统、流水线、机器人、设备、产品、监控等所有生产相关流程互联到一起，整合成为一个完整的智能生产网络，在这个网络中，企业可以进行单批次灵活生产，满足市场个性化需求。甲骨文（Oracle）
甲骨文是全球最大的企业级软件、硬件和服务公司之一，早年以数据库业务为核心，目前是云计算和管理软件市场的主要竞争者。甲骨文2014财年全年财报显示，其当年总营收382.75亿美元，同比增长3%，业绩不及分析师预期。具体到软件和云服务，2014财年甲骨文营收291.99亿美元，同比增长5%，在总营收中占比76%。特别是云SaaS和PaaS营收11.21亿美元，同比增长22%，显示出以云计算为代表的新型IT架构对比传统的IT系统架构的占比正在迅速提升。Salesforce
Salesforce是CRM云服务领域的领导者,也是全球运营SaaS服务最成功的企业之一，其服务可根据用户需求在云端自行定制组合，按需付费。在积累大量的用户之后，Salesforce开放了部分API，推出Salesforce1平台，允许用户根据应用需求调用平台功能，实现深度的定制和开发功能。Salesforce2014财年财报显示，当年实现营收40.7亿美元，比2012年增长了33%，全年净亏损2.32亿美元，同比减亏约3800万美元。全年研发投资6.24亿美元，同比增长45%。此外，Salesforce预计公司在2015财年的全年收入为52.5亿-53亿美元，同比增长29%-30%。
全球智能制造发展展望
创新驱动成为企业主要发展动力。智能制造从本质上是技术驱动发展的一类产业。掌握领先的技术，形成性能出众、切合需求的产品，配合灵活有竞争力的商业模式，是企业在市场竞争中占据有利地位的主要发展路径。在全球积极迎接新一轮工业革命的关键时期，技术、产品、市场、服务的每一个环节，都更加强调创新驱动和融合发展。为了应对这种挑战，全球主要企业都在谨慎而积极地实施业务和组织架构的重组，这是适应新的市场竞争要求的体现。
调整能力成为企业竞争的关键胜负手。智能制造的发展是一次带有鲜明颠覆性特征的技术革新，目前正处在初期。相关产业的市场发展也处在初期阶段，格局尚未形成。这意味着存在很多的机会，也有很大的风险。工业企业要发展智能制造，可能首先要重新思考过去很多年已经形成的生产组织形式、流程制度、部门环节是否还适用；工业软件产业要提供智能制造解决方案，也要首先检验自身的技术储备、业务架构和人员结构是否能符合新的市场要求。技术发展的速度正在不断加快，企业的动态调整能力面临考验，能够在当前利益和长期布局方面取得平衡，并立足自身优势，做出能够有利于聚合未来发展要素的前瞻性部署和动态调整的企业，将成为行业的领导者。
互联网与工业融合发展成为产业创新的主要方向。互联网向研发设计、生产、供应链、销售、服务等全价值链环节渗透，形成新模式、新业态，重塑产业组织与制造模式，重构企业与用户关系。
