一.工业4.0产生的背景 

“工业4.0” 研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略。德国联邦政府投入达2亿欧元。  

德国政府提出“工业4.0”战略，并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，其目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。 该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，弗劳恩霍夫协会将在其下属6－7个生产领域的研究所引入工业4.0概念，西门子公司已经开始将这一概念引入其工业软件开发和生产控制系统 

二.工业4.0的基本概念 

与国际社会关于第三次工业革命的说法不同，德国学术界和产业界认为，前三次工业革命的发生，分别源于机械化、电力和信息技术。他们将18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0，20世纪初的电气化为2.0，始于20世纪70年代的生产工艺自动化定义为3.0，而物联网和制造业服务化迎来了以智能制造为主导第四次工业革命，或革命性的生产方法，即“工业4.0”。德国“工业4.0”战略旨在通过充分利用信息通讯技术和信息物理系统（CPS）相结合的手段，推动制造业向智能化转型。主要表现在以下几个方面： 

1、工业4.0是互联

西门子、博世和蒂森克虏伯的专家在交流时都提到，工业4.0的核心是连接，要把设备、生产线、工厂、供应商、产品、客户紧密地连接在一起。“工业  

4.0”适应了万物互联的发展趋势，将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过信息物理系统（CPS）形成一个智能网络，使得产品 

与生产设备之间、不同的生产设备之间以及数字世界和物理世界之间能够互联，使得机器、工作部件、系统以及人类会通过网络持续地保持数字信息的交流。 

2、工业4.0是集成 

“工业4.0”将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络，使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与 

服务之间能够互联，从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。集成是德国工业4.0的关键词，也是长期以来中国推动两化融合的关键词。 

在两化融合评估体系中，将两化融合分为起步阶段、单项应用阶段、综合集成阶段、协同创新阶段等四个阶段，综合集成是信息化和工业化融合走向纵向重要标志，中国两化融合主要强调了企业间的横向集成和企业内部的纵向集成，而德国工业4.0增加了端到端的集成。 

3、工业4.0是数据 

德国机械设备制造业协会及SAP的专家在交流时都提出，工业4.0的核心就是数据。SAP高级副总裁柯曼说，企业数据分析就像汽车的后视镜，开车没有后视镜就没有安全感，但更重要的是车的前档风玻璃——对实时数据的精准分析。从工业1.0、2.0、3.0演进的角度来看，这一认识不无道理，数据是区别于传统工业生产体系的本质特征。在“工业4.0”时代，制造企业的数据将会呈现爆炸式增长态势。 

随着信息物理系统（CPS）的推广、智能装备和终端的普及以及各种各样传感器的使用，将会带来无所不在的感知和无所不在的连接，所有的生产装备、感知 

设备、联网终端，包括生产者本身都在源源不断地产生数据，这些数据将会渗透到企业运营、价值链乃至产品的整个生命周期，是工业4.0和制造革命的基石。 

4、工业4.0是创新 

“工业4.0”的实施过程实际上就是制造业创新发展的过程，制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新将会层出不穷。 

1）技术创新。 

2）产品创新。

3）模式创新。 

4）业态创新。

5）组织创新。 

5、工业4.0是转型 

在“工业4.0”时代，物联网和（服）务联网将渗透到工业的各个环节，形成高度灵活、个性化、智能化的产品与服务的生产模式，推动生产方式向大规模定制、服务型制造、创新驱动转变。 

1）从大规模生产向个性化定制转型。 

“工业4.0”给生产过程带来了极大的自由度与灵活性，通过在设计、供应链、制造、物流、服务等各个环节植入用户参与界面，新的生产体系能够实现每个 

客户、每个产品进行不同设计、零部件采购、安排生产计划、实施制造加工、物流配送，极端情况下可以实现个性化的单件制造，问题的关键是，设计、制造、配送单件产品是盈利的。 

2）从生产型制造向服务型制造转型。 

服务型制造是工业4.0理念中工业未来转型的重要方向，越来越多的制造型企业围绕产品全生命周期的各个环节不断融入能够带来市场价值的增值服务，以此实现从传统的提供制造业产品向提供融入了大量服务要素的产品与服务组合转变。事实上，在德国工业4.0概念提出之前，服务型制造的理念已得到广泛认同。 

3）从要素驱动向创新驱动转型。 

以廉价劳动力、大规模资本投入的传统要素驱动发展模式将难以为继，移动互联网、云计算、物联网、大数据等新一代信息技术在制造业的集成应用，带来产业链协同开放创新，带来了用户参与式创新，带来了制造业技术、产品、工艺、服务的全方位创新，不断催生和孕育出新技术、新业态和新模式，从而激发整个社会的创新创业激情，加快从传统的要素驱动向创新驱动转型。 

小结：工业4.0是的一个发展的概念、是一个动态的概念，工业4.0是一个理解未来信息技术与工业融合发展的多棱镜，站在不同的角度会有不同的理解，工业4.0是互联，是集成，是数据，是创新，是服务，是转型；工业4.0是是CPS，是智能工厂，是智能制造；工业4.0是国家战略，是企业行为。 

但从根本上来讲，“工业4.0”是一种在信息技术发展到新阶段产生的新的工业发展模式。从终极目标来看，工业4.0不能为技术而技术，核心在于提高企业、行业乃至国家的整体竞争力。 

三.工业4.0的关键技术 

工业4.0”的关键技术是信息通信技术(ICT)，具体包括联网设备之间自动协调工作的M2M(Machine to Machine)、通过网络获得的大数据的运用、与生产系统以外的开发/销售/ERP(企业资源计划)/PLM(产品生命周期管理)/SCM(供应链管理)等业务系统联动等等。而第三次工业革命的自动化只是在生产工艺中运用ICT，“工业4.0”将大幅扩大应用对象。 

“工业4.0”项目主要分为两大主题，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。 

“工业4.0”计划强调，未来工业生产形式的主要内容包括:在生产要素高度灵活配置条件下大规模生产高度个性化产品，顾客与业务伙伴对业务过程和价值创造过程广泛参与，以及生产和高质量服务的集成等。物联网、服务网以及数据网将取代传统封闭性的制造系统成为未来工业的基础。 

四.对我国发展工业4.0的思考 

当前，全球制造业格局正处在深刻变化之中。 新一轮科技与产业变革与我国加快转变经济发展方 式形成历史性交汇，我们要充分把握“工业互联网” 与“工业4.0”给全球制造业带来的挑战与机遇， 加快制订实施《中国制造2025》，推动中国制造实 现由大到强的历史性跨越。  

第一，加快推进信息化与工业化的深度融合。 美国推进“工业互联网”基于其强大的信息技术产 业，德国“工业4.0”的实施则基于其全球领先的 制造技术水平，中国要将智能制造作为未来的制高 点、主攻方向、突破口，加快部署和利用新一轮科 技与产业革命的核心技术，即制造数字化、网络化、 智能化，带动工业 2.0、工业 3.0、工业 4.0 并行推进， 力争实现战略性重点突破、重点跨越。  

第二，坚持创新驱动发展。创新是制造业发展 的引擎，是结构调整优化和转变经济发展方式的不 竭动力。美国与德国在发展制造业的战略行动计划 都将创新放在极其重要的位置。我国要进一步优化 整合科技规划和资源，建立和完善全国制造业创新 网络，完善政府对基础性、战略性、前沿性科学研究和共性技术研究的支持机制，弥补基础研究和产 业化中间环节缺失造成的创新效益外溢，形成政、 产、学、研、用、金的有机创新组合体，提高制造 业自主创新能力。

第三，强化智能制造基础。智能装备是制造业 发展不可或缺的载体，工业软件直接决定信息化与 工业化融合的进程和先进制造业的水平。我国要加 快发展数字化、网络化、智能化高端装备和工业软 件的核心关键技术，强化智能制造网络信息平台、 标准体系和信息安全保障系统的建设，积极推进工 业互联网基础设施建设，夯实智能制造发展基础。  

第四，重视高技能人才培养。人才建设是建 设制造强国的根本。无论是“工业互联网”的相 关报告还是“工业 4.0”的实施建议都强调人才的 重要性。我国工程科技人才培养普遍缺乏实践性 和创新性，难以适应制造强国建设要求。要改变 目前工科教育理科化的倾向，加强高等工科学校 学生实践环节和创新能力的培养，重视各层次（从 领军人才到高级技工）工程技术人员的培养，特别是第一线技能人员的培养。  

第五，加强制造业国际合作。在全球化背景 下，信息技术与制造技术的深度融合将推动制造业 资源、技术、人才的全球性配置。中国制造业正在 转型升级，从国际产业链的低端向中高端转移，从 提供廉价产品向生产高附加值产品、引领行业发展 转变。中国制造由大到强必须要加强国际合作，积 极引进先进技术与理念，推动中国制造产能走出去， 在国际合作中实现共赢发展。

文章来自网络，版权归作者所有，如有侵权请联系删除