什么是工業(yè)4.0時(shí)代

在互聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)下，現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界日益緊密，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新的階段，為制造業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了新機(jī)遇。學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界人士認(rèn)為，全球經(jīng)濟(jì)正處于第四次工業(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”則是利用基于信息物理融合系統(tǒng)的智能化來(lái)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的時(shí)代。

“工業(yè)4.0”的概念描述了由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標(biāo)是建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。它意味著在產(chǎn)品生命周期內(nèi)對(duì)整個(gè)價(jià)值創(chuàng)造鏈的組織和控制邁上新臺(tái)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(wù)，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(huì)產(chǎn)生各種新的活動(dòng)領(lǐng)域和合作形式。創(chuàng)造新價(jià)值的過(guò)程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。

實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”亟待研究五大主題：一是價(jià)值創(chuàng)造網(wǎng)的水平整合，包括新的商業(yè)模式、價(jià)值創(chuàng)造網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、價(jià)值創(chuàng)造網(wǎng)的自動(dòng)化。二是整個(gè)生命周期內(nèi)工程學(xué)的一致性。要讓現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界融合，考慮現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界在各個(gè)層次的接口，要在機(jī)械制造、電氣工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域就模型達(dá)成共識(shí)。要運(yùn)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(shí)現(xiàn)融合。三是垂直整合和網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)體系。要通過(guò)傳感器數(shù)據(jù)分析優(yōu)化過(guò)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(shí)模型自主適應(yīng)環(huán)境，改善研發(fā)、生產(chǎn)、維護(hù)和產(chǎn)品生命周期管理，提高資源效率。

四是新的工作基礎(chǔ)設(shè)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(shè)計(jì)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(lǐng)域技術(shù)。應(yīng)該研發(fā)出無(wú)線聯(lián)網(wǎng)一攬子解決方案，實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域的全面運(yùn)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(guān)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(wù)的分布式體系構(gòu)架的工業(yè)4.0平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)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(huì)上提出，這個(gè)新名詞就成為國(guó)內(nèi)政府、學(xué)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(chǎng)未來(lái)新的炙手可熱的概念。

從內(nèi)容上來(lái)看，“工業(yè)4.0”意味著未來(lái)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(wù)企業(yè)的邊界日益模糊，產(chǎn)業(yè)融合化促進(jìn)服務(wù)型經(jīng)濟(jì)。

德國(guó)力推工業(yè)4.0戰(zhàn)略，希望通過(guò)打造智能制造的新標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)穩(wěn)固全球制造業(yè)的龍頭地位。中國(guó)制造業(yè)必須加快趕超力度，在智能工廠等領(lǐng)域有望孕育出超級(jí)公。從機(jī)械行業(yè)角度出發(fā)，看好智能工廠的核心設(shè)備：機(jī)器人、智能機(jī)床、智能儀器等，看好未來(lái)能做智能工廠大集成的企業(yè)。

工業(yè)4.0時(shí)代的特點(diǎn)

從概念上來(lái)看，“工業(yè)4.0”描述的是以信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem，CPS）為基礎(chǔ)，工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備、生產(chǎn)與系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)化的形式向互聯(lián)網(wǎng)邁進(jìn)，這是一種由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，最終建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)生產(chǎn)模式；而“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”則指的是復(fù)雜機(jī)械與網(wǎng)絡(luò)化的傳感器和軟件的整合，這涉及機(jī)器學(xué)習(xí)（machinelearning）、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和M2M（machine-to-machine）等領(lǐng)域，其過(guò)程包括從機(jī)器提取數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，將其用以調(diào)整操作。

這場(chǎng)正在發(fā)生的革命有幾個(gè)基本特征——

智能機(jī)器：用先進(jìn)的傳感器、控制和軟件應(yīng)用等新方式連接大量的機(jī)器、設(shè)備等；

先進(jìn)的分析能力：基于物理的分析、預(yù)見(jiàn)性算法、自動(dòng)化和材料科學(xué)的專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)，電力工程和其他重點(diǎn)學(xué)科，這些都有助于理解機(jī)器和系統(tǒng)的運(yùn)作；

工作中的人：讓工作中的人無(wú)論身處工廠、辦公室、醫(yī)院還是移動(dòng)中，都可以高質(zhì)量、安全地進(jìn)行智能設(shè)計(jì)、運(yùn)作、維護(hù)。

實(shí)際上，對(duì)于企業(yè)資源系統(tǒng)（ERP）、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、供應(yīng)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(dòng)控制以及模擬仿真等領(lǐng)域中，在自動(dòng)化工廠的藍(lán)圖之上創(chuàng)造出“智能工廠”。在德國(guó)，巴斯夫、寶馬、博世、戴姆勒、SAP、西門子等著名的德國(guó)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(guó)通用電氣公司，也投入大量人力物力致力于將機(jī)器分析、行業(yè)洞察、自動(dòng)化和商業(yè)預(yù)測(cè)結(jié)合起來(lái)，打造全新的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)實(shí)驗(yàn)。

博斯公司（Booz&Company）研究發(fā)現(xiàn)，智能工廠需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)有四個(gè)：產(chǎn)品的智能化、生產(chǎn)的自動(dòng)化、信息流和物資流合一、價(jià)值鏈同步。而這些需要企業(yè)從工廠布局、設(shè)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(shè)。盡管現(xiàn)在還沒(méi)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(shè)，但先行者已然在行動(dòng)。