在未來(lái)的智能工廠中，產(chǎn)品信息都將被輸入到產(chǎn)品零部件本身，它們會(huì)根據(jù)自身生產(chǎn)需求，直接與生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備溝通，發(fā)出下一道生產(chǎn)工序指令。這種自主生產(chǎn)模式能夠滿(mǎn)足每位用戶(hù)的定制需求。

　　德國(guó)在工業(yè)4.0的理念思考和創(chuàng)新實(shí)踐方面已經(jīng)走在了世界的最前列，中國(guó)作為世界第一制造大國(guó)與德國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域建立對(duì)話(huà)和合作，能使我們直面工業(yè)4.0的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，跟上制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐，繼而確保我國(guó)在未來(lái)全球制造業(yè)更高水準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)格局中能占據(jù)有利地位。

　　工業(yè)4.0是指以蒸汽機(jī)、大規(guī)模流水線(xiàn)生產(chǎn)和電氣自動(dòng)化為標(biāo)志的前三次工業(yè)革命之后的第四次工業(yè)革命。其特點(diǎn)是通過(guò)充分利用嵌入式控制系統(tǒng)，即物理信息融合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。

　　德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界積極推動(dòng)工業(yè)4.0。他們認(rèn)為，全球經(jīng)濟(jì)正處?kù)兜谒拇喂I(yè)革命的開(kāi)端，工業(yè)1.0是蒸汽機(jī)時(shí)代，工業(yè)2.0是電氣化時(shí)代，工業(yè)3.0是信息化時(shí)代，工業(yè)4.0則是利用基於信息物理融合系統(tǒng)的智能化來(lái)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的時(shí)代。

　　智能制造時(shí)代的新思維

　　為了使德國(guó)成為智能化生產(chǎn)系統(tǒng)領(lǐng)先國(guó)家，引領(lǐng)新工業(yè)革命，德國(guó)政府在德國(guó)高技術(shù)戰(zhàn)略2020中把工業(yè)4.0確定為十大未來(lái)項(xiàng)目之一。該項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)手投入2億歐元。其研發(fā)主題包括：智能工廠，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等。

　　由德國(guó)三大工業(yè)協(xié)會(huì)起草的《工業(yè)4.0白皮書(shū)》提出了關(guān)於工業(yè)4.0”中人、技術(shù)及組織的17個(gè)重要命題，展現(xiàn)了一幅全新的工業(yè)藍(lán)圖。

　　從人的角度來(lái)看，工作組織設(shè)計(jì)將以人為本，體現(xiàn)了自組織性和自主性；工業(yè)4.0”將為工人擴(kuò)大工作范圍、增強(qiáng)自身技能、學(xué)習(xí)更多知識(shí)、擴(kuò)大行動(dòng)空間創(chuàng)造機(jī)會(huì)；工作工具可輔助學(xué)習(xí)，實(shí)踐社群將大大提高教學(xué)效率，信息技術(shù)技能培訓(xùn)份額日益增加；學(xué)習(xí)工具不僅適用，而且能自動(dòng)向使用者發(fā)揮功用。

　　從技術(shù)角度看，“工業(yè)4.0”系統(tǒng)簡(jiǎn)單易用，安全可靠，并能輔助學(xué)習(xí)；簡(jiǎn)單易用、普遍適用的問(wèn)題解決方案范本使其他人也能參與工業(yè)4.0系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行；產(chǎn)品和經(jīng)營(yíng)過(guò)程網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)性化會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜性增加，同時(shí)解決問(wèn)題的可能性更大，分析所有可能性并找到解決辦法的速度會(huì)更快；資源利用效率受到持續(xù)規(guī)劃、落實(shí)、監(jiān)督和自動(dòng)優(yōu)化；智能產(chǎn)品在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)可尋址、可識(shí)別；系統(tǒng)組件可尋址、可識(shí)別，支持對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)系統(tǒng)虛擬規(guī)劃；新的系統(tǒng)組件能夠完全替代舊的系統(tǒng)組件，并且功能兼容；各系統(tǒng)組件發(fā)揮功用，為其他系統(tǒng)組件服務(wù)；新的安全文化要求“工業(yè)4.0”系統(tǒng)可信賴(lài)、有彈性且社會(huì)可接受。

　　從組織角度來(lái)看，新的價(jià)值創(chuàng)造網(wǎng)融合產(chǎn)品、生產(chǎn)和服務(wù)，使勞動(dòng)分工更加靈活；合作和競(jìng)爭(zhēng)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)和法律組織；系統(tǒng)構(gòu)架和業(yè)務(wù)流程符合可適用的法律框架，且新的法律解決方案會(huì)促成新的合同模式；在新興市場(chǎng)將存在調(diào)節(jié)地域附加值的機(jī)會(huì)。

　　制造業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)

　　從生產(chǎn)手段看，數(shù)字化、智能化技術(shù)和裝備將貫穿產(chǎn)品的全生命周期。隨著信息技術(shù)的發(fā)展以及信息化普及水平的提高，數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能技術(shù)日益滲透融入到產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造的全過(guò)程，推動(dòng)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生了重大變革。

　　從發(fā)展模式看，綠色化、服務(wù)化日漸成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展新趨勢(shì)。生態(tài)環(huán)境與生產(chǎn)制造的矛盾日益激化，推動(dòng)了全球工業(yè)設(shè)計(jì)理念的革新和傳統(tǒng)技術(shù)的改造升級(jí)，以實(shí)現(xiàn)資源能源的高效利用和對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞的最小化。歐美的綠色供應(yīng)鏈低碳革命、日本的零排放等新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念不斷興起，綠色制造等清潔生產(chǎn)過(guò)程日益普及，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、再制造產(chǎn)業(yè)等靜脈產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，都表明制造業(yè)的綠色化發(fā)展目標(biāo)已經(jīng)成為制造業(yè)的共識(shí)。

　　從組織方式看，內(nèi)部組織扁平化和資源配置全球化已成為制造業(yè)培育競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的新途徑。在企業(yè)內(nèi)部管理方面，傳統(tǒng)的工業(yè)化思維以層級(jí)結(jié)構(gòu)管理企業(yè)的內(nèi)部運(yùn)行，以串聯(lián)結(jié)構(gòu)與上下游企業(yè)共同形成產(chǎn)業(yè)鏈條，強(qiáng)調(diào)管理組織等級(jí)分明，強(qiáng)調(diào)企業(yè)業(yè)務(wù)大而全，難于適應(yīng)市場(chǎng)和產(chǎn)品的多樣化需求。而當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)思維強(qiáng)調(diào)開(kāi)放、協(xié)作與分享，要求減少企業(yè)管理的內(nèi)部層級(jí)結(jié)構(gòu)，在產(chǎn)業(yè)分工中注重專(zhuān)業(yè)化與精細(xì)化，企業(yè)的生產(chǎn)組織更富有柔性和創(chuàng)造性。

　　從發(fā)展格局看，比較優(yōu)勢(shì)動(dòng)態(tài)變化將重塑全球制造業(yè)版圖。以往通常認(rèn)為，全球制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家掌握著世界制造業(yè)的發(fā)展方向和最核心的技術(shù)，是世界制造業(yè)技術(shù)發(fā)展方向的引領(lǐng)者；中國(guó)、印度、巴西等新興國(guó)家生產(chǎn)成本相對(duì)較低，擁有巨大的消費(fèi)市場(chǎng)，成為生產(chǎn)基地；拉美等處于工業(yè)化初期的國(guó)家，原材料豐富、工業(yè)基礎(chǔ)薄弱、缺少技能工人，是原材料和能源的供應(yīng)者。然而，隨著新興國(guó)家勞動(dòng)力工資的提升、土地價(jià)格的上漲等因素的不斷影響，制造業(yè)生產(chǎn)成本的地區(qū)分布發(fā)生了明顯變化。

　　從國(guó)家層面上看，應(yīng)把信息化和網(wǎng)絡(luò)化作為推動(dòng)制造業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主攻方向。當(dāng)前全球制造業(yè)發(fā)展越來(lái)越呈現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的新特征，美國(guó)提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略、德國(guó)提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略，主要意圖就是搶占智能制造這一未來(lái)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)。

　　從企業(yè)層面看，應(yīng)把實(shí)施互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略作為企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；ヂ?lián)網(wǎng)不再只是企業(yè)生產(chǎn)的工具和手段，已成為支撐企業(yè)成長(zhǎng)的關(guān)鍵要素和支撐平臺(tái)?；诨ヂ?lián)網(wǎng)思維下的企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)了眾多制造業(yè)新業(yè)態(tài)的崛起，已經(jīng)成為當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展新的亮點(diǎn)，更是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下難得的發(fā)展機(jī)遇。

　　未來(lái)的工廠將變得更智能

　　自首臺(tái)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用已經(jīng)有40年，如今它開(kāi)始走向與人類(lèi)的融合。ABB中國(guó)區(qū)副總裁李剛介紹稱(chēng)，第一代機(jī)器人基本按照所編的程序工作，第二代機(jī)器人是帶有傳感器的智能機(jī)器人，可以完成協(xié)作式的工作。第三代機(jī)器人將是那些可以完全自主行動(dòng)，像人類(lèi)一樣根據(jù)環(huán)境作出調(diào)整的機(jī)器人，目前還沒(méi)有出現(xiàn)。

　　西門(mén)子曾這樣描述未來(lái)工廠你會(huì)看到傳送帶安靜而迅速地將工件運(yùn)送到整潔的機(jī)器旁邊。身形小巧、動(dòng)作敏捷的運(yùn)輸機(jī)器魔幻般地在車(chē)間過(guò)道上穿梭往來(lái)，搬運(yùn)物料，運(yùn)送零件到倉(cāng)庫(kù)，焊接機(jī)器人快速做者焊接的工作。

　　除了機(jī)器人，量身定制模式成為這種智能化應(yīng)用的特征之一。德國(guó)的工業(yè)4.0國(guó)家項(xiàng)目的宗旨便是利用互聯(lián)網(wǎng)和傳感器，在最佳的時(shí)間點(diǎn)生產(chǎn)最佳的產(chǎn)品。在未來(lái)的智能工廠中，產(chǎn)品信息都將被輸入到產(chǎn)品零部件本身，它們會(huì)根據(jù)自身生產(chǎn)需求，直接與生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備溝通，發(fā)出下一道生產(chǎn)工序指令。這種自主生產(chǎn)模式能夠滿(mǎn)足每位用戶(hù)的定制需求。

　　工業(yè)4.0還預(yù)示著工業(yè)正在向著使用最新科技和創(chuàng)新理念的智能工廠轉(zhuǎn)變。工廠智能設(shè)備的數(shù)量以及這些設(shè)備所提供的信息正在急劇增加。其一個(gè)重要焦點(diǎn)是個(gè)性化產(chǎn)品的市場(chǎng)趨勢(shì)。SAP便提供自ERP企業(yè)數(shù)據(jù)到車(chē)間數(shù)據(jù)的離散制造業(yè)流線(xiàn)型解決方案，縱向集成從企業(yè)業(yè)務(wù)層到車(chē)間機(jī)器的所有相關(guān)流程。

　　工業(yè)4.0會(huì)催生新的機(jī)遇

　　中國(guó)目前已沒(méi)有人口紅利，從找工人、訓(xùn)練工人到留工人，都變得很難，同時(shí)工資正以每年15%-20%的幅度增長(zhǎng)，人力成本越來(lái)越大。在這種趨勢(shì)下，工廠只有朝著更智能化的方向發(fā)展，才會(huì)更具有競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)的工廠除了要智能化，還要可視化。臺(tái)達(dá)將在能源管理、智能綠生活方面加大大陸市場(chǎng)布局，參加工博會(huì)和這兩個(gè)主題都有關(guān)。

　　工業(yè)4.0會(huì)催生出很多小型工廠?，F(xiàn)在的工廠一般規(guī)模都比較大，但隨著電腦、自動(dòng)化機(jī)器、3D打印等要素的融合，以后可以做出很多個(gè)性化商品，工廠規(guī)模也會(huì)往小型化發(fā)展。

　　現(xiàn)在美國(guó)、德國(guó)的制造業(yè)都重新起來(lái)了，里面很大一個(gè)原因就是工業(yè)4.0。借助電腦設(shè)計(jì)和電腦制造，很多少量多樣的商品已經(jīng)轉(zhuǎn)移到美國(guó)國(guó)內(nèi)制造，因?yàn)檫@樣可以賣(mài)個(gè)好價(jià)錢(qián)。比如廣東東莞的很多家具廠，不少已把一些個(gè)性化家具產(chǎn)品（如家庭餐椅）轉(zhuǎn)移到美國(guó)制造，而一些規(guī)模化的產(chǎn)品還是留在大陸以及人工比較便宜的地方制造。

　　所以從國(guó)家角度來(lái)說(shuō)，工業(yè)4.0是自然的發(fā)展過(guò)程。企業(yè)為了求生存，一定會(huì)朝著這個(gè)方向走。今年工博會(huì)上也可以看出，目前大陸做工業(yè)自動(dòng)化的廠商已經(jīng)非常多了，不過(guò)需要時(shí)間要讓大家習(xí)慣人和機(jī)器如何協(xié)同做事。

　　中德合作的理想價(jià)值觀

　　未來(lái)二十年，工業(yè)4.0是符合中國(guó)和德國(guó)企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。以中德各自的優(yōu)勢(shì)，二國(guó)企業(yè)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0最優(yōu)質(zhì)的合作伙伴。為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)聯(lián)盟，雙方必須關(guān)注下面的七個(gè)問(wèn)題。

　　1.技術(shù)背后的價(jià)值觀。德國(guó)要解決勞動(dòng)力稀缺和昂貴，中國(guó)要保障充分就業(yè)。以人機(jī)一體的“augmentedoperators”為例，智能軟件和可視硬件可以像指導(dǎo)外科醫(yī)生臨床開(kāi)刀一樣給操作工發(fā)動(dòng)作指令。它既可以解放勞動(dòng)力，也可以變成對(duì)勞動(dòng)力的智能奴役；既可以減少專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，也能夠提高低級(jí)技工的工作機(jī)會(huì)。國(guó)情決定價(jià)值觀。

　　2.信息的歸屬和使用權(quán)。到工業(yè)4.0的階段，簡(jiǎn)單信息沒(méi)有價(jià)值。有核心價(jià)值的是流程信息、資產(chǎn)信息（Assetinformation）和事件信息（eventinformation）。這就像寫(xiě)《九陰真經(jīng)》的字符沒(méi)有價(jià)值，是戰(zhàn)斗中總結(jié)出來(lái)的拳法、套路、搏擊應(yīng)對(duì)的選擇最有價(jià)值，它們共同組合成最后的經(jīng)文（軟硬件系統(tǒng)）。中國(guó)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為系統(tǒng)DNA的一部分，具有超凡的價(jià)值。因此，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商和應(yīng)用企業(yè)要有等價(jià)交換的規(guī)則。

　　3.發(fā)展方向、路徑選擇和決策標(biāo)準(zhǔn)。目前，工業(yè)4.0只是一個(gè)藍(lán)圖。具體到廠房設(shè)備層次的感應(yīng)器和執(zhí)行器（Actuators）、控制程序邏輯（PLC）、流程管理人機(jī)界面（HMI）、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和企業(yè)資源規(guī)劃（ERP），各個(gè)層次在未來(lái)20年中都可以有多項(xiàng)發(fā)展的選擇。關(guān)于發(fā)展的路線(xiàn)圖和策略目標(biāo)，中國(guó)企業(yè)要有話(huà)語(yǔ)權(quán)。一矣成型，只能路徑依賴(lài)。

　　4.套裝嵌入式生產(chǎn)裝備的主次關(guān)系。受法本化學(xué)公司（IGFarben）、“羅意威理念”（LoeweNorm）的歷史影響，從生產(chǎn)來(lái)復(fù)槍的羅意威兄弟公司開(kāi)始，德國(guó)企業(yè)就大力推廣可以互換的多用途機(jī)械零件，進(jìn)而形成德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)（DIN）和德國(guó)電子標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)（VDE）。它們幫助德國(guó)企業(yè)設(shè)計(jì)和制造像變形金剛一樣的組合型工業(yè)母機(jī)。進(jìn)入工業(yè)4.0，組合的原則是最大的政治，因?yàn)樘籽b嵌入式系統(tǒng)（ddedsystems）設(shè)計(jì)事關(guān)相互依賴(lài)和友好套牢。防止單方面依賴(lài)是自主靈活的關(guān)鍵。

　　5.接口、界面、平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)決定分布式生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)。硬件背后，工業(yè)4.0有四大軟件子系統(tǒng)：智能預(yù)測(cè)分析、自組織的維修保養(yǎng)、數(shù)字生產(chǎn)流程、智能物流。每個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部又包含不同的軟硬件組合。每個(gè)環(huán)節(jié)的連接接口都是戰(zhàn)略要地。它的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)影響系統(tǒng)內(nèi)部和之間的兼容。因此，接口將是友商競(jìng)爭(zhēng)的聚焦點(diǎn)，然后是界面和平臺(tái)。

　　6.聯(lián)合開(kāi)發(fā)，共同制造的聯(lián)盟策略。工業(yè)4.0還是一個(gè)成長(zhǎng)中的有機(jī)體。它需要中德之間的高度合作。它不能成為一方向另一方營(yíng)銷(xiāo)新技術(shù)設(shè)備的“特洛伊木馬”。太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的歷史教訓(xùn)不能忘，不能讓歐洲企業(yè)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)更新，刻意制造出中國(guó)企業(yè)對(duì)新設(shè)備的需求。如果在同一塊石頭上絆倒兩次，那只能怨自己太笨。

　　7.教育、培訓(xùn)、后續(xù)創(chuàng)新的知識(shí)管理系統(tǒng)的合作。管理方法隨生產(chǎn)方式而改變。20世紀(jì)初的工業(yè)流水線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)激發(fā)出泰勒管理方式。工業(yè)4.0必然帶來(lái)全新的管理理念和創(chuàng)新機(jī)會(huì)。掌握第一手信息的先進(jìn)企業(yè)有義務(wù)向產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境中的利益相關(guān)者開(kāi)放源代碼，方便兼容創(chuàng)新。一個(gè)公平合理的知識(shí)與技術(shù)轉(zhuǎn)讓平臺(tái)也有利于產(chǎn)業(yè)生態(tài)的繁榮昌盛。

　　總的來(lái)說(shuō)，工業(yè)4.0涉及到以下要件：理想價(jià)值觀，產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)的權(quán)力分配，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的話(huà)語(yǔ)體系，數(shù)字機(jī)床等實(shí)物符號(hào)，歸屬與結(jié)盟的儀式，人機(jī)互動(dòng)的日?；顒?dòng)，以及對(duì)立面（與之競(jìng)爭(zhēng)的系統(tǒng)）。套用馬克思的句式表達(dá)，工業(yè)4.0是未來(lái)工業(yè)社會(huì)關(guān)系的總和。