為了在新一輪工業革命中占領先機，在德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等德國學術界和產業界的建議和推動下，“工業4.0”項目在2013 年4 月的漢諾威工業博覽會上被正式推出。這一研究項目是2010 年7 月德國政府《高技術戰略2020》確定的十大未來項目之一，旨在支持工業領域新一代革命性技術的研發與創新。

　　我們將分多期刊登該研究項目的主要內容，為您提供參考。

　　德國是全球制造業中最具競爭力的國家之一，其裝備制造行業全球領先。這是由于德國在創新制造技術方面的研究、開發和生產，以及在復雜工業過程管理方面高度專業化使然。德國擁有強大的機械和裝備制造業、占據全球信息技術能力的顯著地位以及在嵌入式系統和自動化工程方面具有很高的技術水平，這些都意味著德國確立了其在制造工程行業中的領導地位。因此，德國以其獨特的優勢開拓新型工業化的潛力：工業4.0。

　　前三次工業革命源于機械化、電力和信息技術。現在，將物聯網和服務網應用到制造業正在引發第四次工業革命。將來，企業將建立全球網絡，把它們的機器、存儲系統和生產設施融入到信息物理系統（Cyber-Physical Systems，CPS）。在制造系統中，這些信息物理系統包括智能機器、存儲系統和生產設施，能夠相互獨立地自動交換信息、觸發動作和控制。這有利于從根本上改善包括制造、工程、材料使用、供應鏈和生命周期管理的工業過程。正在興起的智能工廠采用了一種全新的生產方法。智能產品通過獨特的形式加以識別、可以在任何時候被定位、并能知道它們自己的歷史、當前狀態和為了實現其目標狀態的替代路線。嵌入式制造系統在工廠和企業之間的業務流程上實現縱向網絡連接，在分散的價值網絡上實現橫向連接，并可進行實時管理——從下訂單開始，直到外運物流。此外，他們形成的且要求的端到端工程貫穿整個價值鏈。

　　工業4.0 擁有巨大的潛力。智能工廠使個體顧客的需求得到滿足，這意味著即使是生產一次性的產品也能獲利。在工業4.0 中，動態業務和工程流程使得生產在最后時刻也可以變化，也有能力代表供應商對生產過程中的干擾與失靈做出靈活反應。制造過程中提供的端到端的透明度有利于優化決策。工業4.0 也將帶來創造價值的新方式和新的商業模式。特別是，它將為初創企業和小企業提供發展良機，并提供下游服務。

　　此外，工業4.0 將應對并解決當今世界所面臨的一些挑戰，如資源和能源利用效率，城市生產和人口結構變化等。工業4.0 使資源生產率和效率增益不間斷地貫穿于整個價值網絡。它使工作的組織考慮到人口結構變化和社會因素。智能輔助系統將工人從執行例行任務中解放出來，使他們能夠專注于創新、增值的活動。鑒于即將發生的技術工人短缺問題，這將允許年長的工人延長其工齡，保持更長的生產力。靈活的工作組織使得工人能夠將他們的工作和個人生活相結合，并且繼續進行更加高效的職業發展，在工作和生活之間實現更好的平衡。

　　在制造工程領域，全球競爭愈演愈烈，德國不是唯一已經認識到要在制造行業引入物聯網和服務網的國家。再者，不僅僅亞洲對德國工業構成競爭威脅，美國也正在采取措施，通過各種計劃來應對去工業化，促進“先進制造業”。

　　為了將工業生產轉變到工業4.0，德國需要采取雙重戰略。德國的裝備制造業應不斷地將信息和通信技術集成到傳統的高技術戰略來維持其在全球市場的領導地位，以便成為智能制造技術的主要供應商。與此同時，有必要為CPS 技術和產品建立和培育新的主導市場。為了實現這一雙重的CPS 戰略目標，應將工業4.0的下列特性加以落實：

●通過價值網絡實現橫向集成；

●貫穿整個價值鏈的端到端工程數字化集成；

●縱向集成和網絡化制造系統。

圖：工業革命的四個階段