為了在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)，在德國(guó)工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)、西門(mén)子公司等德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動(dòng)下，“工業(yè)4.0”項(xiàng)目在2013 年4 月的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上被正式推出。這一研究項(xiàng)目是2010 年7 月德國(guó)政府《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定的十大未來(lái)項(xiàng)目之一，旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。

我們將分多期刊登該研究項(xiàng)目的主要內(nèi)容，為您提供參考。

　　德國(guó)是全球制造業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)家之一，其裝備制造行業(yè)全球領(lǐng)先。這是由于德國(guó)在創(chuàng)新制造技術(shù)方面的研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，以及在復(fù)雜工業(yè)過(guò)程管理方面高度專業(yè)化使然。德國(guó)擁有強(qiáng)大的機(jī)械和裝備制造業(yè)、占據(jù)全球信息技術(shù)能力的顯著地位以及在嵌入式系統(tǒng)和自動(dòng)化工程方面具有很高的技術(shù)水平，這些都意味著德國(guó)確立了其在制造工程行業(yè)中的領(lǐng)導(dǎo)地位。因此，德國(guó)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)開(kāi)拓新型工業(yè)化的潛力：工業(yè)4.0。

前三次工業(yè)革命源于機(jī)械化、電力和信息技術(shù)。現(xiàn)在，將物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)應(yīng)用到制造業(yè)正在引發(fā)第四次工業(yè)革命。將來(lái)，企業(yè)將建立全球網(wǎng)絡(luò)，把它們的機(jī)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施融入到信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems，CPS）。在制造系統(tǒng)中，這些信息物理系統(tǒng)包括智能機(jī)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施，能夠相互獨(dú)立地自動(dòng)交換信息、觸發(fā)動(dòng)作和控制。這有利于從根本上改善包括制造、工程、材料使用、供應(yīng)鏈和生命周期管理的工業(yè)過(guò)程。正在興起的智能工廠采用了一種全新的生產(chǎn)方法。智能產(chǎn)品通過(guò)獨(dú)特的形式加以識(shí)別、可以在任何時(shí)候被定位、并能知道它們自己的歷史、當(dāng)前狀態(tài)和為了實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)狀態(tài)的替代路線。嵌入式制造系統(tǒng)在工廠和企業(yè)之間的業(yè)務(wù)流程上實(shí)現(xiàn)縱向網(wǎng)絡(luò)連接，在分散的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)橫向連接，并可進(jìn)行實(shí)時(shí)管理——從下訂單開(kāi)始，直到外運(yùn)物流。此外，他們形成的且要求的端到端工程貫穿整個(gè)價(jià)值鏈。

　　工業(yè)4.0 擁有巨大的潛力。智能工廠使個(gè)體顧客的需求得到滿足，這意味著即使是生產(chǎn)一次性的產(chǎn)品也能獲利。在工業(yè)4.0 中，動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)和工程流程使得生產(chǎn)在最后時(shí)刻也可以變化，也有能力代表供應(yīng)商對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的干擾與失靈做出靈活反應(yīng)。制造過(guò)程中提供的端到端的透明度有利于優(yōu)化決策。工業(yè)4.0 也將帶來(lái)創(chuàng)造價(jià)值的新方式和新的商業(yè)模式。特別是，它將為初創(chuàng)企業(yè)和小企業(yè)提供發(fā)展良機(jī)，并提供下游服務(wù)。

　　此外，工業(yè)4.0 將應(yīng)對(duì)并解決當(dāng)今世界所面臨的一些挑戰(zhàn)，如資源和能源利用效率，城市生產(chǎn)和人口結(jié)構(gòu)變化等。工業(yè)4.0 使資源生產(chǎn)率和效率增益不間斷地貫穿于整個(gè)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)。它使工作的組織考慮到人口結(jié)構(gòu)變化和社會(huì)因素。智能輔助系統(tǒng)將工人從執(zhí)行例行任務(wù)中解放出來(lái)，使他們能夠?qū)Ｗ⒂趧?chuàng)新、增值的活動(dòng)。鑒于即將發(fā)生的技術(shù)工人短缺問(wèn)題，這將允許年長(zhǎng)的工人延長(zhǎng)其工齡，保持更長(zhǎng)的生產(chǎn)力。靈活的工作組織使得工人能夠?qū)⑺麄兊墓ぷ骱蛡€(gè)人生活相結(jié)合，并且繼續(xù)進(jìn)行更加高效的職業(yè)發(fā)展，在工作和生活之間實(shí)現(xiàn)更好的平衡。

　　在制造工程領(lǐng)域，全球競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，德國(guó)不是唯一已經(jīng)認(rèn)識(shí)到要在制造行業(yè)引入物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)的國(guó)家。再者，不僅僅亞洲對(duì)德國(guó)工業(yè)構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)威脅，美國(guó)也正在采取措施，通過(guò)各種計(jì)劃來(lái)應(yīng)對(duì)去工業(yè)化，促進(jìn)“先進(jìn)制造業(yè)”。

　　為了將工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變到工業(yè)4.0，德國(guó)需要采取雙重戰(zhàn)略。德國(guó)的裝備制造業(yè)應(yīng)不斷地將信息和通信技術(shù)集成到傳統(tǒng)的高技術(shù)戰(zhàn)略來(lái)維持其在全球市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位，以便成為智能制造技術(shù)的主要供應(yīng)商。與此同時(shí)，有必要為CPS 技術(shù)和產(chǎn)品建立和培育新的主導(dǎo)市場(chǎng)。為了實(shí)現(xiàn)這一雙重的CPS 戰(zhàn)略目標(biāo)，應(yīng)將工業(yè)4.0的下列特性加以落實(shí)：

●通過(guò)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)橫向集成；

●貫穿整個(gè)價(jià)值鏈的端到端工程數(shù)字化集成；

●縱向集成和網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)。