· 何为工业4．0

想了解工业4．0，我们返回历史，看看工业1．0，2．0， 3．0 是怎么回事，工业1．0即是第一次工业革命，蒸汽机的应用推动机械化生产的普及，机器代替了人工劳力，使得工业进入机械化时代；工业2．0是电力的出现推动生产线作业，使得工业进入规模化和标准化时代；工业3．0则是自动化和信息化的结合， 使得工业进入自动化时代。

工业4．0，则是工业物联网，工业大数据，云计算，人工智能等技术的深度融合，使得工业进入智能化的时代。还有一个重要的区别是，工业4．0时代的制造业不再以制造端的生产力需求为起点，而是将用户端的价值需求作为整个产业链的出发点。工业4．0意味着产品全生命周期乃至全价值链，全生态系统的变革。

从工业1．0 到 工业4．0

1． 工业4．0 战略框架

德国工业4．0战略框架要点可以称为1438模型，即：

1个网络（信息物理系统（CPS）网络）

4大主题（智能生产、智能工厂、智能物流、智能服务）

3项集成（纵向集成、横向集成、端到端集成）

8项计划（标准化和参考架构、管理复杂系统、工业宽带基础、安全和保障、工业的组织和设计、培训与再教育、监管框架、资源利用效率）

从战略框架的要点我们可以看出，德国工业4．0是需要政府各相关部门，各个相关领域的行业联盟及大中小企业，学校教育等多方面的共同合作才能实现，也需要至少20年时间，德国自己也在起步摸索阶段。

德国工业4．0战略框架要点

内容太多，我们着重来看几个核心内容

CPS：

本质是构建一套赛博（Cyber）空间和物理（Physical）空间之间基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系，解决生产制造、应用服务过程中的复杂性和不确定性问题，提高资源配置效率，实现资源优化。

CPS 物理空间和信息空间映射

智能生产包含5 个方面：产品智能化、装备智能化、生产方式智能化、管理智能化和服务智能化。

产品智能化：把传感器、处理器、存储器、通信模块、传输系统融入各种产品，使得产品具备动态存储、感知和通信能力，实现产品可追溯、可识别、可定位。

装备智能化：通过先进制造、信息处理、人工智能等技术的集成和融合，可以形成具有感知、分析、推理、决策、执行、自主学习及维护等自组织、自适应功能的智能生产系统以及网络化、协同化的生产设施，这些都属于智能装备。

生产方式智能化：个性化定制、极少量生产、服务型制造以及云制造等新业态、新模式，其本质是在重组客户、供应商、销售商以及企业内部组织的关系，重构生产体系中信息流、产品流、资金流的运行模式，重建新的产业价值链、生态系统和竞争格局。

管理智能化：随着纵向集成、横向集成和端到端集成的不断深入，企业数据的及时性、完整性、准确性不断提高，必然使管理更加准确、更加高效、更加科学。工业4．0时代还给我们带来了管理领域的革命。

服务智能化：是从生产型制造向生产服务型制造转型，两方向相向而行，一是传统制造业不断拓展服务，另一个方向是从消费互联网进入产业互联网。比如个性化的研发设计、总集成、总承包等新服务产品的全生命周期管理。

三项集成：

纵向集成：企业内部灵活且可重新组合的网络化制造体系企业内部的集成。企业全生命周期的集成，包含产品研发，设计，计划，工艺，生产和服务的信息集成，打破信息孤岛，追求的是在企业内部实现所有环节信息无缝链接，这是智能化的基础。纵向集成在工业3．0时代就被提及，这里的不同是，工业4．0是通过CPS形成的智能网络实现企业的集成。

横向集成：

企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合，为实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务，推动企业间研产供销、经营管理与生产控制、业务与财务全流程的无缝衔接和综合集成，实现产品开发、生产制造、经营管理等在不同企业间的信息共享和业务协同。

端到端集成：

围绕产品全生命周期的价值链创造，通过价值链上不同企业资源的整合，实现从产品设计、生产制造、物流配送、使用维护的产品全生命周期的管理和服务。

2． 工业4．0技术支柱

工业4．0涉及的技术广泛，从工业现场底层到与消费者行为预测及沟通都有新技术支撑，包含工业物联网，工业云计算平台，工业大数据，3D打印，人工智能，工业机器人等。

工业4．0技术支柱

3． 工业4．0预期

德国预期工业4．0会对生产效率大幅提升，而生产成本则会下降。下面是德国联邦统计办公室给出的生产效率提升预期。

工业4．0对生产效率提升预期