為了在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機，在德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動下，“工業(yè)4.0”項目在2013 年4 月的漢諾威工業(yè)博覽會上被正式推出。這一研究項目是2010 年7 月德國政府《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定的十大未來項目之一，旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。

　　我們將分多期刊登該研究項目的主要內(nèi)容，為您提供參考。

　　德國是全球制造業(yè)中最具競爭力的國家之一，其裝備制造行業(yè)全球領(lǐng)先。這是由于德國在創(chuàng)新制造技術(shù)方面的研究、開發(fā)和生產(chǎn)，以及在復(fù)雜工業(yè)過程管理方面高度專業(yè)化使然。德國擁有強大的機械和裝備制造業(yè)、占據(jù)全球信息技術(shù)能力的顯著地位以及在嵌入式系統(tǒng)和自動化工程方面具有很高的技術(shù)水平，這些都意味著德國確立了其在制造工程行業(yè)中的領(lǐng)導(dǎo)地位。因此，德國以其獨特的優(yōu)勢開拓新型工業(yè)化的潛力：工業(yè)4.0。

　　前三次工業(yè)革命源于機械化、電力和信息技術(shù)?，F(xiàn)在，將物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)應(yīng)用到制造業(yè)正在引發(fā)第四次工業(yè)革命。將來，企業(yè)將建立全球網(wǎng)絡(luò)，把它們的機器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施融入到信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems，CPS）。在制造系統(tǒng)中，這些信息物理系統(tǒng)包括智能機器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施，能夠相互獨立地自動交換信息、觸發(fā)動作和控制。這有利于從根本上改善包括制造、工程、材料使用、供應(yīng)鏈和生命周期管理的工業(yè)過程。正在興起的智能工廠采用了一種全新的生產(chǎn)方法。智能產(chǎn)品通過獨特的形式加以識別、可以在任何時候被定位、并能知道它們自己的歷史、當前狀態(tài)和為了實現(xiàn)其目標狀態(tài)的替代路線。嵌入式制造系統(tǒng)在工廠和企業(yè)之間的業(yè)務(wù)流程上實現(xiàn)縱向網(wǎng)絡(luò)連接，在分散的價值網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)橫向連接，并可進行實時管理——從下訂單開始，直到外運物流。此外，他們形成的且要求的端到端工程貫穿整個價值鏈。

　　工業(yè)4.0 擁有巨大的潛力。智能工廠使個體顧客的需求得到滿足，這意味著即使是生產(chǎn)一次性的產(chǎn)品也能獲利。在工業(yè)4.0 中，動態(tài)業(yè)務(wù)和工程流程使得生產(chǎn)在最后時刻也可以變化，也有能力代表供應(yīng)商對生產(chǎn)過程中的干擾與失靈做出靈活反應(yīng)。制造過程中提供的端到端的透明度有利于優(yōu)化決策。工業(yè)4.0 也將帶來創(chuàng)造價值的新方式和新的商業(yè)模式。特別是，它將為初創(chuàng)企業(yè)和小企業(yè)提供發(fā)展良機，并提供下游服務(wù)。

　　此外，工業(yè)4.0 將應(yīng)對并解決當今世界所面臨的一些挑戰(zhàn)，如資源和能源利用效率，城市生產(chǎn)和人口結(jié)構(gòu)變化等。工業(yè)4.0 使資源生產(chǎn)率和效率增益不間斷地貫穿于整個價值網(wǎng)絡(luò)。它使工作的組織考慮到人口結(jié)構(gòu)變化和社會因素。智能輔助系統(tǒng)將工人從執(zhí)行例行任務(wù)中解放出來，使他們能夠?qū)Ｗ⒂趧?chuàng)新、增值的活動。鑒于即將發(fā)生的技術(shù)工人短缺問題，這將允許年長的工人延長其工齡，保持更長的生產(chǎn)力。靈活的工作組織使得工人能夠?qū)⑺麄兊墓ぷ骱蛡€人生活相結(jié)合，并且繼續(xù)進行更加高效的職業(yè)發(fā)展，在工作和生活之間實現(xiàn)更好的平衡。

　　在制造工程領(lǐng)域，全球競爭愈演愈烈，德國不是唯一已經(jīng)認識到要在制造行業(yè)引入物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)的國家。再者，不僅僅亞洲對德國工業(yè)構(gòu)成競爭威脅，美國也正在采取措施，通過各種計劃來應(yīng)對去工業(yè)化，促進“先進制造業(yè)”。

　　為了將工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變到工業(yè)4.0，德國需要采取雙重戰(zhàn)略。德國的裝備制造業(yè)應(yīng)不斷地將信息和通信技術(shù)集成到傳統(tǒng)的高技術(shù)戰(zhàn)略來維持其在全球市場的領(lǐng)導(dǎo)地位，以便成為智能制造技術(shù)的主要供應(yīng)商。與此同時，有必要為CPS 技術(shù)和產(chǎn)品建立和培育新的主導(dǎo)市場。為了實現(xiàn)這一雙重的CPS 戰(zhàn)略目標，應(yīng)將工業(yè)4.0的下列特性加以落實：

●通過價值網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)橫向集成；

●貫穿整個價值鏈的端到端工程數(shù)字化集成；

●縱向集成和網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)。

圖：工業(yè)革命的四個階段