在工業(yè)4.0時代，機(jī)器設(shè)備具有強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力，它們提供的信息、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和動態(tài)分析能夠使生產(chǎn)變得更精益、更節(jié)能。

　　如果你在食品制造行業(yè)工作，你可能知道現(xiàn)在的許多生產(chǎn)線的能效低于60%，這意味著它們還有相當(dāng)大的提升空間。節(jié)約水電對現(xiàn)代工廠管理來說也是一個重要因素，智能工廠能夠幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)。

　　什么是工業(yè)4.0?

　　所謂的工業(yè)4.0，德國人叫工業(yè)4.0，美國人叫Industrial Network即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。所以在美國從來沒人談工業(yè)4.0。核心那一套還是CPS(Cyber-Physical System)，這個詞在美國學(xué)術(shù)界被廣泛使用，但是對很多中國人來說很陌生，其實(shí)CPS在歐洲又被稱之為Internet of Things，也就是所謂的物聯(lián)網(wǎng)。

　　從廣義上講，現(xiàn)在大家在做的Sensor Network(傳感網(wǎng)絡(luò))/Iot(物聯(lián)網(wǎng))/Mobilesystem/Smart Building(智能建筑)/Smart Grid(智能電網(wǎng))等等都算在Cyber-Physical System的范疇里面。

　　美國學(xué)術(shù)界為了推CPS，把四個會議IPSN、RTAS、ICCPS、HSCC一起組成了CPSWeek，每年4月份舉行。其中IPSN是傳感器網(wǎng)絡(luò)兩大頂會之一(另一個是Sensys);RTAS是實(shí)時嵌入式系統(tǒng)相關(guān)的;ICCPS和ICIot是同一個會議，是IEEE近兩年舉辦的專門關(guān)注CPS的會議;HSCC關(guān)注的是HybridSystem。這幾個會議中IPSN的影響力應(yīng)該是最大的，也是CPSWeek的核心，同時也是最難中的。

　　由此可見，在美國學(xué)術(shù)界看來，所謂的CPS，或者是物聯(lián)網(wǎng)，跟曾經(jīng)很火的Sensornetwork有比較密切的聯(lián)系，同時也跟之前的Realtimesystem相結(jié)合。

　　事實(shí)上，當(dāng)年很火的傳感器網(wǎng)絡(luò)冷下來之后，不少該領(lǐng)域的大牛在申請基金的過程中相繼倒下，導(dǎo)致不少人換了方向。剩下的人便參與到了所謂的Cyber-PhysicalSystem當(dāng)中。

　　從sensornetwork到Cyber-PhysicalSystem(Iot)，再到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或者工業(yè)4.0，馬甲換了一個又一個，核心的那幫教授從來都沒有變過。不過也得理解，不炒概念怎么能拿到funding呢?這一點(diǎn)中國美國是一樣的。

　　第一次工業(yè)革命是機(jī)械化，第二次電氣化，第三次自動化直到現(xiàn)在。這三次工業(yè)革命都大幅度的提高了生產(chǎn)力。

　　而所謂的工業(yè)4.0，則是基于CPS(Cyber-PhysicalSystem)上的一個對于未來工業(yè)發(fā)展的設(shè)想。計劃的提出者Prof.HenNIngKagermann希望藉此實(shí)現(xiàn)第四次工業(yè)革命。

　　CPS，中文翻譯成：網(wǎng)宇實(shí)體系統(tǒng)。指的是一個通過機(jī)械和電子零件，運(yùn)用信息化技術(shù)的整合控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，CPS更加強(qiáng)調(diào)的是他的通信功能。

　　現(xiàn)在的設(shè)計雛形有所謂的SmartFactory(智能工廠)

　　第一次工業(yè)革命是機(jī)械化，第二次電氣化，第三次自動化直到現(xiàn)在。這三次工業(yè)革命都大幅度的提高了生產(chǎn)力。

　　而所謂的工業(yè)4.0，則是基于CPS(Cyber-PhysicalSystem)上的一個對于未來工業(yè)發(fā)展的設(shè)想。計劃的提出者Prof.HenningKagermann希望藉此實(shí)現(xiàn)第四次工業(yè)革命。

　　CPS，中文翻譯成：網(wǎng)宇實(shí)體系統(tǒng)。指的是一個通過機(jī)械和電子零件，運(yùn)用信息化技術(shù)的整合控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，CPS更加強(qiáng)調(diào)的是他的通信功能?，F(xiàn)在的設(shè)計雛形有所謂的SmartFactory(智能工廠)。

　　工業(yè)4.0將會帶來什么

　　工業(yè)4.0的出現(xiàn)將實(shí)現(xiàn)很多人類夢寐以求的幻想，設(shè)想你買了一套房子，然后房子的設(shè)計圖馬上就被傳入你的電腦，你可以在電腦前按照自己的設(shè)想裝修并置配家具，然后用不了多久，3D打印機(jī)器人就會進(jìn)入你的房間進(jìn)行裝修，而你選擇的家具已經(jīng)被快遞到了裝修好的房子中。整個過程涉及移動通信、物業(yè)公司、裝修公司、網(wǎng)絡(luò)購物、物流、電子商務(wù)，而整個過程中幾乎不需要消耗大量的人工成本就能將信息或?qū)嶓w進(jìn)行傳遞并配置。

　　德國和美國政府已經(jīng)撥出專項(xiàng)資金，用于戰(zhàn)略研究和工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)。德國撥款2.22億美元用于德國聯(lián)邦教育與研究部(BMBF)的RES-COM等項(xiàng)目。同樣，美國已經(jīng)推出了SmartManufacturingLeadershipCoalition等研究項(xiàng)目。

　　包括英國在內(nèi)的其他國家也對工業(yè)4.0表現(xiàn)出很大的的熱情。GAMBICA和CLPA等制造商和貿(mào)易機(jī)構(gòu)已經(jīng)對此表示支持。雖然這些國家還未宣布推出重大舉措，但它們肯定已經(jīng)對工業(yè)4.0作出了有力支持。

　　工業(yè)4.0最終將成為制造業(yè)和工業(yè)的一個顯著變化。從長遠(yuǎn)來看，工廠設(shè)備對高級軟件的使用可以幫助計算機(jī)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)并作出更多的自主決策。這同時也意味著，在工廠中，目前由一個中心主機(jī)執(zhí)行的任務(wù)將交由系統(tǒng)組件來執(zhí)行。

　　今后幾年，隨著智能工廠在世界各地的出現(xiàn)，工廠之間的地理邊界和數(shù)據(jù)隔離可能成為過去。

　　對英國食品和飲料行業(yè)來說，工業(yè)4.0是一個絕佳的機(jī)會，它們可以利用這個機(jī)會逐步實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工廠到智能工廠的轉(zhuǎn)變。新技術(shù)也將導(dǎo)致更多靈活的、可持續(xù)的和環(huán)保的生產(chǎn)線的出現(xiàn)。

　　全球工業(yè)4.0的不同版本以及政策提出時間

　　美國

　　2011年

　　先進(jìn)制造業(yè)伙伴關(guān)系制造業(yè)回流

　　美國“先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃”核心是鼓勵創(chuàng)新，并通過信息技術(shù)來重塑工業(yè)格局，激活傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。

　　中國

　　2012年

　　制造2025計劃智能制造

　　發(fā)展智能制造設(shè)備、新一代移動通信、三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)、云端運(yùn)算等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)技術(shù)

　　德國

　　2013年

　　工業(yè)4.0智慧工廠

　　其實(shí)質(zhì)是德國憑借制造業(yè)根基，借助互聯(lián)網(wǎng)升級制造業(yè)。在“智能工廠”以“智能生產(chǎn)”方式制造“智能產(chǎn)品”，整個過程貫穿以“網(wǎng)絡(luò)協(xié)同”。

　　英國

　　2013年

　　工業(yè)2050戰(zhàn)略服務(wù)+再制造

　　《英國工業(yè)2050戰(zhàn)略》認(rèn)為，制造業(yè)并不是傳統(tǒng)意義上“制造之后進(jìn)行銷售”，而是“服務(wù)+再制造(以生產(chǎn)為中心的價值鏈)”。

　　日本

　　2015年

　　機(jī)器人新戰(zhàn)略人機(jī)共存

　　日本政府于2015年1月公布了《機(jī)器人新戰(zhàn)略》，成立了日本機(jī)器人革命促進(jìn)會。日本還在機(jī)器人革命促進(jìn)會下設(shè)“物聯(lián)網(wǎng)升級制造模式工作組”，以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對日本制造業(yè)的變革。

　　未來制造的網(wǎng)絡(luò)化趨勢

　　作為新一輪的工業(yè)革命，工業(yè)4.0時代跟前三次工業(yè)革命不同的地方是網(wǎng)絡(luò)化，由于在生產(chǎn)制造核心價值創(chuàng)造環(huán)節(jié)大量采用了網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，原有的價值創(chuàng)造體系將發(fā)生革命性的改變，從而促使整個社會技術(shù)體系產(chǎn)生變革，這是第四次工業(yè)革命存在的證據(jù)和理由。

　　大家知道，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在人們消費(fèi)領(lǐng)域的應(yīng)用，導(dǎo)致了人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，特別是在中國，大量的用戶使用電子商務(wù)、即時通信和移動應(yīng)用等互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品及服務(wù)，大大改變了人們的傳統(tǒng)生活形態(tài)?？梢灶A(yù)想，如果互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生產(chǎn)制造領(lǐng)域得到充分利用，將對人們的生活產(chǎn)生巨大的改變。

　　人口僅為8500萬，面積僅為兩個廣東一樣大的德國，缺乏中國這樣的一體化大規(guī)模市場，難以推動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在德國人生活中深度應(yīng)用，但由于德國的制造業(yè)非常發(fā)達(dá)，具有很好的應(yīng)用新技術(shù)的環(huán)境，因此，德國工業(yè)4.0概念提出之后，得到了德國制造業(yè)的大量響應(yīng)，紛紛加入德國工業(yè)4.0平臺，共同推動德國的工業(yè)4.0的應(yīng)用。

　　從未來制造業(yè)發(fā)展的趨勢來講，利用CPS技術(shù)，把物理世界虛擬化，是降低創(chuàng)新成本的最佳途徑。例如，傳統(tǒng)汽車的制造過程需要先設(shè)計出圖紙，制作出模型汽車，然后用模型汽車進(jìn)行碰撞等試驗(yàn)，檢驗(yàn)設(shè)計的效果，這樣的流程花費(fèi)的成本比較高，但利用CPS技術(shù)，新設(shè)計的汽車可以在模擬的測試環(huán)境中進(jìn)行多次試驗(yàn)，而不用擔(dān)心汽車碰撞實(shí)驗(yàn)中的損壞，這樣可以大大降低成本。

　　理解未來制造業(yè)，需要考慮網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)給原有的制造過程帶來的變革，高度網(wǎng)絡(luò)化在多個層面發(fā)生作用，它可以在產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)、車間之間、生產(chǎn)線之間、流水線各環(huán)節(jié)以及任何物體之間發(fā)生，而達(dá)到物與物的連接，則是CPS技術(shù)發(fā)展的最高境界，那就是物聯(lián)網(wǎng)。

　　總而言之，工業(yè)4.0時代就是第四次工業(yè)革命，它的核心技術(shù)CPS帶來的大量連接，形成了各種層級的網(wǎng)絡(luò)化，這將大大改變現(xiàn)有的生產(chǎn)制造流程，從而影響制造業(yè)的價值創(chuàng)造體系，這就是第四次工業(yè)革命最大的趨勢和特征。