什么是工業(yè)4.0時代

在互聯(lián)網(wǎng)的推動下，現(xiàn)實世界與虛擬世界日益緊密，使經(jīng)濟發(fā)展進入新的階段，為制造業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了新機遇。學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界人士認為，全球經(jīng)濟正處于第四次工業(yè)革命的開端，“工業(yè)1.0”是蒸汽機時代，“工業(yè)2.0”是電氣化時代，“工業(yè)3.0”是信息化時代，“工業(yè)4.0”則是利用基于信息物理融合系統(tǒng)的智能化來促進產(chǎn)業(yè)變革的時代。

“工業(yè)4.0”的概念描述了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化產(chǎn)品與服務的生產(chǎn)模式。它意味著在產(chǎn)品生命周期內(nèi)對整個價值創(chuàng)造鏈的組織和控制邁上新臺階，意味著從創(chuàng)意、訂單，到研發(fā)、生產(chǎn)、產(chǎn)品交付和服務，再到廢物循環(huán)利用，在各階段都能更好地滿足日益?zhèn)€性化的顧客需求。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限消失，并會產(chǎn)生各種新的活動領域和合作形式。創(chuàng)造新價值的過程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。

實現(xiàn)“工業(yè)4.0”亟待研究五大主題：一是價值創(chuàng)造網(wǎng)的水平整合，包括新的商業(yè)模式、價值創(chuàng)造網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、價值創(chuàng)造網(wǎng)的自動化。二是整個生命周期內(nèi)工程學的一致性。要讓現(xiàn)實世界和虛擬世界融合，考慮現(xiàn)實世界和虛擬世界在各個層次的接口，要在機械制造、電氣工程、計算機科學領域就模型達成共識。要運用系統(tǒng)工程方法，使產(chǎn)品、生產(chǎn)流程和生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)融合。三是垂直整合和網(wǎng)絡化的生產(chǎn)體系。要通過傳感器數(shù)據(jù)分析優(yōu)化過程控制。要研發(fā)智能、靈活、可變的智能生產(chǎn)系統(tǒng)，根據(jù)綜合知識模型自主適應環(huán)境，改善研發(fā)、生產(chǎn)、維護和產(chǎn)品生命周期管理，提高資源效率。

四是新的工作基礎設施。要形成以智能輔助系統(tǒng)為媒介的新型協(xié)同工作形式，工作設計要使工人的接受能力、創(chuàng)造能力和自我發(fā)展能力得到充分發(fā)揮，并保證工人健康舒適。五是跨領域技術(shù)。應該研發(fā)出無線聯(lián)網(wǎng)一攬子解決方案，實現(xiàn)跨領域的全面運用。要構(gòu)建滿足安全要求的安全構(gòu)架和策略的方法，把相關方法和工具融入信息物理融合系統(tǒng)。要研發(fā)出帶參考構(gòu)架和使用面向服務的分布式體系構(gòu)架的工業(yè)4.0平臺，為實現(xiàn)跨企業(yè)的網(wǎng)絡化和集成創(chuàng)造條件。

自從“工業(yè)4.0”在2011年漢諾威工業(yè)博覽會上提出，這個新名詞就成為國內(nèi)政府、學界、業(yè)界以及媒體的“新寵”。而在短期內(nèi)，“工業(yè)4.0”也有望成為A股市場未來新的炙手可熱的概念。

從內(nèi)容上來看，“工業(yè)4.0”意味著未來工業(yè)生產(chǎn)組織方式將向定制化、分散化、融合化轉(zhuǎn)變，將使得互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與工業(yè)企業(yè)的邊界逐漸被打破，生產(chǎn)企業(yè)與服務企業(yè)的邊界日益模糊，產(chǎn)業(yè)融合化促進服務型經(jīng)濟。

德國力推工業(yè)4.0戰(zhàn)略，希望通過打造智能制造的新標準，來穩(wěn)固全球制造業(yè)的龍頭地位。中國制造業(yè)必須加快趕超力度，在智能工廠等領域有望孕育出超級公。從機械行業(yè)角度出發(fā)，看好智能工廠的核心設備：機器人、智能機床、智能儀器等，看好未來能做智能工廠大集成的企業(yè)。

工業(yè)4.0時代的特點

從概念上來看，“工業(yè)4.0”描述的是以信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem，CPS）為基礎，工業(yè)領域的設備、生產(chǎn)與系統(tǒng)以網(wǎng)絡化的形式向互聯(lián)網(wǎng)邁進，這是一種由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，最終建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務生產(chǎn)模式；而“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”則指的是復雜機械與網(wǎng)絡化的傳感器和軟件的整合，這涉及機器學習（machinelearning）、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和M2M（machine-to-machine）等領域，其過程包括從機器提取數(shù)據(jù)，進行實時分析，將其用以調(diào)整操作。

這場正在發(fā)生的革命有幾個基本特征——

智能機器：用先進的傳感器、控制和軟件應用等新方式連接大量的機器、設備等；

先進的分析能力：基于物理的分析、預見性算法、自動化和材料科學的專業(yè)領域知識，電力工程和其他重點學科，這些都有助于理解機器和系統(tǒng)的運作；

工作中的人：讓工作中的人無論身處工廠、辦公室、醫(yī)院還是移動中，都可以高質(zhì)量、安全地進行智能設計、運作、維護。

實際上，對于企業(yè)資源系統(tǒng)（ERP）、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、供應鏈管理等一系列的生產(chǎn)管理工具和方法等并不陌生的人們，發(fā)現(xiàn)自己終于可以在在信息通信、數(shù)據(jù)處理、自動控制以及模擬仿真等領域中，在自動化工廠的藍圖之上創(chuàng)造出“智能工廠”。在德國，巴斯夫、寶馬、博世、戴姆勒、SAP、西門子等著名的德國企業(yè)紛紛投入頂尖研發(fā)資源于其中，而大洋彼岸的美國通用電氣公司，也投入大量人力物力致力于將機器分析、行業(yè)洞察、自動化和商業(yè)預測結(jié)合起來，打造全新的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)實驗。

博斯公司（Booz&Company）研究發(fā)現(xiàn)，智能工廠需要實現(xiàn)的目標有四個：產(chǎn)品的智能化、生產(chǎn)的自動化、信息流和物資流合一、價值鏈同步。而這些需要企業(yè)從工廠布局、設施、產(chǎn)品的生產(chǎn)流程、人力資源等諸多層面投入資源和能力建設。盡管現(xiàn)在還沒有一家企業(yè)可以宣稱自己已經(jīng)完成了智能工廠的全部建設，但先行者已然在行動。