1引言

2015年制造業(yè)最熱的名詞之一就是“工業(yè)4.0”?！肮I(yè)4．0”是德國(guó)聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部在2013年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上提出的概念。漢諾威工業(yè)博覽會(huì)（HANNOVERMESSE）始創(chuàng)于1947年8月，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的不斷發(fā)展與完善，已成為當(dāng)今規(guī)模最大的國(guó)際工業(yè)盛會(huì)，被認(rèn)為是聯(lián)系全世界技術(shù)領(lǐng)域和商業(yè)領(lǐng)域的重要國(guó)際活動(dòng)。“工業(yè)4．0”概念一經(jīng)提出在歐洲乃至全球工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域都引起了極大的關(guān)注和認(rèn)同。

工業(yè)4．0是德國(guó)政府提出的一個(gè)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃。該項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助，投資預(yù)計(jì)達(dá)2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價(jià)值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴資源。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。

工業(yè)4．0簡(jiǎn)單說(shuō)就是第四次工業(yè)革命，也可簡(jiǎn)稱為智慧工業(yè)，或者簡(jiǎn)稱網(wǎng)絡(luò)化工業(yè)革命，它描繪了制造業(yè)的未來(lái)愿景，提出繼蒸汽機(jī)的應(yīng)用、規(guī)?；a(chǎn)和電子信息技術(shù)等三次工業(yè)革命后，人類將迎來(lái)以信息物理融合系統(tǒng)（CPS）為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)器自組織為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命。西門(mén)子作為德國(guó)最具代表性的工業(yè)企業(yè)以及全球工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的創(chuàng)新先驅(qū)，也是“工業(yè)4．0”概念的積極推動(dòng)者和實(shí)踐者。第四次工業(yè)革命（工業(yè)4．0）就是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融于工業(yè)生產(chǎn)全生命周期。準(zhǔn)確地說(shuō)就是：從售前服務(wù)、到采購(gòu)、到生產(chǎn)、到銷售、到售后服務(wù)全部在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)。工業(yè)4．0充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)成果，推動(dòng)工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命發(fā)生時(shí)，中國(guó)一直處于閉關(guān)自守的封建社會(huì)，錯(cuò)失了兩次工業(yè)革命給國(guó)家發(fā)展帶來(lái)的重大機(jī)遇，但所幸第三次工業(yè)革命爆發(fā)時(shí)，新中國(guó)成立，盡管當(dāng)時(shí)中國(guó)的工業(yè)還十分弱小，但我國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人和科技界前輩沒(méi)有錯(cuò)失這次機(jī)會(huì)，使得中國(guó)的工業(yè)從無(wú)到有，從小到大，從弱到強(qiáng)，特別是四個(gè)現(xiàn)代化的提出和實(shí)施，使得我國(guó)的工業(yè)得到高速穩(wěn)健的發(fā)展，極大的縮小了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。第四次工業(yè)革命來(lái)臨，對(duì)中國(guó)的工業(yè)發(fā)展既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇，趕超世界先進(jìn)水平成為可望也可及的目標(biāo)。

用通俗易懂的語(yǔ)言描述，工業(yè)4．0就是將分散在不同公司的人、物、系統(tǒng)連接起來(lái)。準(zhǔn)確把握前三次工業(yè)革命的核心和根本，有助于更加準(zhǔn)確的熟悉和理解工業(yè)4．0。

1．1第一次工業(yè)革命

第一次工業(yè)革命是18世紀(jì)從英國(guó)發(fā)起的技術(shù)革命，是技術(shù)發(fā)展史上的一次翻天覆地的變革性革命，它首次實(shí)現(xiàn)了人類夢(mèng)寐以求的以機(jī)器代替手工工具實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的夢(mèng)想。第一次工業(yè)革命以工作機(jī)的誕生為開(kāi)端，以發(fā)明的蒸汽輪機(jī)作為動(dòng)力機(jī)被廣泛使用為標(biāo)志。第一次工業(yè)革命可以簡(jiǎn)稱為機(jī)械化革命。

第一次工業(yè)革命從生產(chǎn)技術(shù)方面來(lái)看，就是使部分工業(yè)生產(chǎn)由機(jī)器代替手工勞作；從社會(huì)關(guān)系來(lái)看，第一次工業(yè)革命使得依附于落后生產(chǎn)方式的自耕農(nóng)階級(jí)消失了，小作坊和分散式手工業(yè)被大工廠式工業(yè)所代替，形成了兩個(gè)新的階層：工業(yè)資產(chǎn)階級(jí)（資本家）和工業(yè)無(wú)產(chǎn)階級(jí)（工人）。毋容置疑的是，這次革命，是生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，不僅僅解放了生產(chǎn)力，還極大地提高了勞動(dòng)效率，顯然更是一場(chǎng)生產(chǎn)關(guān)系的重大革命。本次革命使得生產(chǎn)力極大的提高；資本主義經(jīng)濟(jì)得以迅速發(fā)展；工業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性變化，同時(shí)還給社會(huì)形態(tài)帶來(lái)了革命性變革，逐漸地形成了資本主義的世界體系，封建社會(huì)和以前的社會(huì)制度只能無(wú)可奈何花落去，讓位給資本主義社會(huì)。

1．2第二次工業(yè)革命

正是因?yàn)榈谝淮喂I(yè)革命形成的資本主義社會(huì)形態(tài)，有力地促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在19世紀(jì)自然科學(xué)研究工作取得重大進(jìn)展，由此產(chǎn)生的各種新技術(shù)、新發(fā)明層出不窮，并被迅速應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，有力地促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在19世紀(jì)六七十年代，陸續(xù)出現(xiàn)了一系列電氣發(fā)明，標(biāo)志性的是發(fā)電機(jī)的發(fā)明，使得電力廣泛應(yīng)用成為可能，隨即電話機(jī)、電燈、電車、電鉆、電焊機(jī)等電氣產(chǎn)品如雨后春筍般地涌現(xiàn)出來(lái)，早期的汽車、飛機(jī)等也陸續(xù)被推出，這標(biāo)志著第二次工業(yè)革命正式來(lái)臨。

第二次工業(yè)革命同第一次工業(yè)革命相比，具有以下三個(gè)特點(diǎn)：

首先，在第一次工業(yè)革命時(shí)期，許多技術(shù)發(fā)明都來(lái)源于工匠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)和技術(shù)尚未真正結(jié)合；而在第二次工業(yè)革命期間，自然科學(xué)的新發(fā)展，開(kāi)始同工業(yè)生產(chǎn)緊密地結(jié)合起來(lái)，科學(xué)地推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展方面發(fā)揮了更為重要的作用，它與技術(shù)的結(jié)合使第二次工業(yè)革命取得了巨大的成果。

其次，第一次工業(yè)革命首先發(fā)生在英國(guó)，重要的新機(jī)器和新生產(chǎn)方法主要是在英國(guó)發(fā)明的，其他國(guó)家工業(yè)革命發(fā)展相對(duì)緩慢；而第二次工業(yè)革命幾乎同時(shí)發(fā)生在幾個(gè)先進(jìn)的資本主義國(guó)家，新的技術(shù)和發(fā)明超出了一國(guó)的范圍，其規(guī)模更加廣泛，發(fā)展也比較迅速。

第三，第二次工業(yè)革命開(kāi)始時(shí)，有些主要資本主義國(guó)家如日本尚未完成第一次工業(yè)革命，對(duì)它們來(lái)說(shuō)，兩次工業(yè)革命是交叉進(jìn)行的。它們既可以吸收第一次工業(yè)革命的技術(shù)成果，又可以直接利用第二次工業(yè)革命的新技術(shù)，這些國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度也比較快。

毫無(wú)疑問(wèn)，第二次工業(yè)革命對(duì)工業(yè)的影響是十分巨大和深遠(yuǎn)的，主要體現(xiàn)在如下四個(gè)方面：

首先，新能源的大規(guī)模應(yīng)用，如電力，煤炭等，這些新能源直接促進(jìn)了重工業(yè)的大踏步前進(jìn)，使大型的工廠能夠方便廉價(jià)地獲得持續(xù)有效的動(dòng)力供應(yīng)，進(jìn)而使大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)成為可能，并為之后的經(jīng)濟(jì)壟斷奠定了基礎(chǔ)。

其次，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明解決了長(zhǎng)期困擾人類的動(dòng)力不足的問(wèn)題。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明又促進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)明又解決了交通工具的問(wèn)題，推動(dòng)了汽車、遠(yuǎn)洋輪船、飛機(jī)的迅速發(fā)展，使人類的足跡遍布了全世界，也讓各個(gè)地區(qū)的文化、貿(mào)易交流更加便利。

第三，通訊工具的發(fā)明。自從19世紀(jì)70年代美國(guó)人貝爾發(fā)明了電話之后，人與人之間的交流就不再局限于面對(duì)面的談話。

最后，化工業(yè)的迅猛發(fā)展。炸藥的發(fā)明，大大促進(jìn)了軍工業(yè)的進(jìn)步，并最終導(dǎo)致第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)。從煤炭中提取各種化合物、塑料、人造纖維先后被投入實(shí)際生活。

第二次工業(yè)革命使得人類開(kāi)始通過(guò)科學(xué)研究來(lái)獲得純粹的知識(shí)，然后又反過(guò)來(lái)再將所獲得的理論知識(shí)付之于實(shí)際應(yīng)用，促進(jìn)了工業(yè)的飛速發(fā)展。顯而易見(jiàn)，第二次工業(yè)革命可以簡(jiǎn)稱為電氣化革命。

1．3第三次科技革命

第三次科技革命是人類文明史上繼機(jī)械化革命和電氣化革命之后科技領(lǐng)域里的又一次重大飛躍。它以原子能、電子計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)的廣泛應(yīng)用為主要標(biāo)志，涉及信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等諸多領(lǐng)域的一場(chǎng)信息控制技術(shù)革命。這次科技革命不僅極大地推動(dòng)了人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治、文化領(lǐng)域的變革，也影響了人類的生活方式和思維方式，使人類社會(huì)生活和生存方式的現(xiàn)代化向更高境界發(fā)展。正是從這個(gè)意義上講，第三次科技革命是迄今為止人類歷史上規(guī)模最大、影響最為深遠(yuǎn)的一次科技革命，是人類文明史上不容忽視的重大事件。

有專家認(rèn)為，第三次科技革命之所以首先在美國(guó)興起，絕非偶然現(xiàn)象，而有其客觀必然性。這集中表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是由于第二次世界大戰(zhàn)后初期美國(guó)擁有雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)、眾多優(yōu)秀的科技人才、蓬勃向上的民族創(chuàng)新精神、優(yōu)越的地理環(huán)境和巨大的市場(chǎng)容量等方面的優(yōu)勢(shì)，為第三次科技革命首先在美國(guó)興起創(chuàng)造了前提條件和可能性；二是戰(zhàn)后以來(lái)，美國(guó)政府高度重視科技，積極采取措施推動(dòng)科技事業(yè)的發(fā)展，直接促成第三次科技革命首先在美國(guó)興起。同時(shí)還應(yīng)注意到美國(guó)當(dāng)時(shí)具備如下條件：技術(shù)條件——在思維技術(shù)方面，美國(guó)的實(shí)用主義哲學(xué)開(kāi)始形成；實(shí)驗(yàn)技術(shù)以軍民結(jié)合、理工結(jié)合為特色；生產(chǎn)方面以電力技術(shù)和航空技術(shù)領(lǐng)先。物質(zhì)條件——美國(guó)有優(yōu)越的自然資源和人力資源，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)廣大，有利于規(guī)模生產(chǎn)；制度條件——美國(guó)是第一個(gè)資產(chǎn)階級(jí)民主憲政國(guó)家；文化條件——美國(guó)人來(lái)自世界各地，融合了各民族的文化傳統(tǒng)；二次大戰(zhàn)前后涌入一批優(yōu)秀的歐洲科學(xué)家，如愛(ài)因斯坦、馮·諾伊曼等；建立了各種學(xué)會(huì)組織，科研體制多元化；美國(guó)在二戰(zhàn)中，利用戰(zhàn)爭(zhēng)的交往形式，爭(zhēng)奪到最多的科技人才，帶動(dòng)本國(guó)人才的培養(yǎng)，因而受益最豐。因此可以認(rèn)為，第三次工業(yè)革命源于美國(guó)具有一定的合理性和必然性。

第三次工業(yè)革命發(fā)生時(shí)間在20世紀(jì)50年代中期至70年代初期達(dá)到高潮，70年代以后進(jìn)入一個(gè)新階段。

第三次工業(yè)革命的特點(diǎn)可以簡(jiǎn)單的歸結(jié)為科學(xué)化、群體化、智能化、高技術(shù)化和產(chǎn)業(yè)化。因此第三次工業(yè)革命可以簡(jiǎn)稱為智能化革命。

第二次世界大戰(zhàn)對(duì)軍工技術(shù)的刺激，有力地推動(dòng)科學(xué)技術(shù)研究的高速發(fā)展，隨著二戰(zhàn)的結(jié)束，各種先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，極大地推動(dòng)和促進(jìn)了第三次科技革命的興起。

第三次工業(yè)革命對(duì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響，主要表現(xiàn)在：它引起生產(chǎn)力各要素的變革，使勞動(dòng)生產(chǎn)率有了顯著提高；不僅加強(qiáng)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)非物質(zhì)化和生產(chǎn)過(guò)程智能化的趨勢(shì)，而且引起了各國(guó)經(jīng)濟(jì)布局和世界經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化；第三次科技革命以其豐富的內(nèi)容使管理發(fā)展為一門(mén)真正的科學(xué)，并實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化。

第三次科技革命不僅帶來(lái)了物的現(xiàn)代化，引起勞動(dòng)方式和生活方式的變革，而且也造就了一代新人與之相適應(yīng)，使人的觀念、思維方式、行為方式、生活方式逐步走向現(xiàn)代化。

由于電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明和廣泛使用，以及各種“人—機(jī)控制系統(tǒng)”的形成，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)、辦公和家庭生活的自動(dòng)化（即所謂的“三A”革命），預(yù)示著人類社會(huì)將從機(jī)械化、電氣化的時(shí)代進(jìn)入到另一個(gè)更高級(jí)的自動(dòng)化時(shí)代；空間技術(shù)和海洋技術(shù)的發(fā)展標(biāo)志著人類社會(huì)已從被束縛于地球表面的“地球居民”時(shí)代進(jìn)入一個(gè)遠(yuǎn)為遼闊的陸?？樟Ⅲw新時(shí)期；基因重組技術(shù)、結(jié)構(gòu)化學(xué)和分子工程學(xué)的進(jìn)展使人類獲得了主動(dòng)創(chuàng)造新生物和新生命的創(chuàng)造力，標(biāo)志著人類正在由“必然王國(guó)”一步步走向“自由王國(guó)”。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大規(guī)模介入工業(yè)生產(chǎn)，隨之而來(lái)的工業(yè)第四次革命將再次引起工業(yè)生產(chǎn)的大變革，從而推動(dòng)人類生產(chǎn)生活更加美好。

2工業(yè)4．0的特點(diǎn)

我國(guó)欲在第四次工業(yè)革命中占得先機(jī)，必須準(zhǔn)確把握第四次工業(yè)革命的基本特點(diǎn)，分析在技術(shù)層面和產(chǎn)業(yè)發(fā)展層面即將面對(duì)的挑戰(zhàn)，把握帶來(lái)的機(jī)遇，嚴(yán)密策劃，才能最大限度地發(fā)揮此次革命給工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的機(jī)遇，為實(shí)現(xiàn)《中國(guó)制造2025》宏偉藍(lán)圖鋪平道路。

工業(yè)4．0的特點(diǎn)可以概括為五點(diǎn)：互聯(lián)、數(shù)據(jù)、集成、創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型。

互聯(lián)：工業(yè)4．0的核心是連接，要把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地聯(lián)系在一起。因此工業(yè)4．0的首要特點(diǎn)是互聯(lián)，而當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)十分發(fā)達(dá)，為工業(yè)4．0的來(lái)臨打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)：工業(yè)4．0必然帶來(lái)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、研發(fā)數(shù)據(jù)、工業(yè)鏈數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、消費(fèi)者數(shù)據(jù)等等。這些龐大的數(shù)據(jù)如何發(fā)揮重大作用，將會(huì)更進(jìn)一步促進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速進(jìn)展。

集成：工業(yè)4．0將無(wú)處不在的傳感器、嵌入式中端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過(guò)CPS形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)這個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器、以及服務(wù)與服務(wù)之間，能夠形成一個(gè)互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端到端的高度集成。這種程度的集成將會(huì)使工業(yè)與民生，工業(yè)與人更緊密結(jié)合，對(duì)技術(shù)和市場(chǎng)的推動(dòng)作用十分巨大。

創(chuàng)新：工業(yè)4．0的實(shí)施過(guò)程是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過(guò)程，制造技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新，將會(huì)層出不窮，從技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)品創(chuàng)新，到模式創(chuàng)新，再到液態(tài)創(chuàng)新，最后到組織創(chuàng)新。中國(guó)正在實(shí)施大眾創(chuàng)業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng)新戰(zhàn)略，無(wú)疑更有利于工業(yè)4．0在中國(guó)的全面深入推廣。

轉(zhuǎn)型：對(duì)于中國(guó)的傳統(tǒng)制造業(yè)而言，轉(zhuǎn)型實(shí)際上是從傳統(tǒng)的工廠，從2．0、3．0的工廠轉(zhuǎn)型到4．0的工廠，整個(gè)生產(chǎn)形態(tài)上，從大規(guī)模生產(chǎn)，轉(zhuǎn)向個(gè)性化定制。實(shí)際上整個(gè)生產(chǎn)的過(guò)程更加柔性化、個(gè)性化、定制化，這是工業(yè)4．0非常重要的特征。由于中國(guó)錯(cuò)失第一次、第二次工業(yè)革命給工業(yè)帶來(lái)的巨大發(fā)展，第三次工業(yè)革命時(shí)中國(guó)處于建國(guó)初期，到目前為止，中國(guó)的工業(yè)仍然參差不齊，大批的工業(yè)需要轉(zhuǎn)型升級(jí)，只有轉(zhuǎn)型升級(jí)才能更好地迎接工業(yè)4．0帶來(lái)的重大發(fā)展機(jī)遇。

3工業(yè)4．0的核心與重點(diǎn)

工業(yè)4．0核心是生產(chǎn)系統(tǒng)必須和底層的設(shè)備融合成一個(gè)整體，所有的設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)都能采集上來(lái)，并通過(guò)上層信息系統(tǒng)的智能分析，來(lái)告訴企業(yè)底層的設(shè)備應(yīng)該如何運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制。因此可以概括為兩大核心主題：智慧產(chǎn)品和智慧工廠。

智慧化是科學(xué)技術(shù)在發(fā)展進(jìn)程中先進(jìn)信息技術(shù)與工業(yè)不斷完美結(jié)合的一個(gè)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，不斷更新的信息技術(shù)起著決定作用。智慧產(chǎn)品有唯一的特征被識(shí)別，在任何時(shí)候都能被定位，我們知道它的發(fā)展歷程，了解它當(dāng)前狀況，以及實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)狀態(tài)的方式。從通過(guò)出口物流下訂單的那一刻起，縱向與工廠和公司業(yè)務(wù)流程聯(lián)網(wǎng)，橫向連接則可實(shí)時(shí)管理衍生價(jià)值體系，這二者共同構(gòu)建了嵌入式制造系統(tǒng)。此外，這些指令都要求啟用終端間工程（模式）流經(jīng)整個(gè)價(jià)值鏈。智慧產(chǎn)品不僅能夠?qū)崟r(shí)采集整個(gè)生產(chǎn)鏈必須的各種信息，還需要能夠自主做出決策，根據(jù)生產(chǎn)需要提供僅需的信息。智慧產(chǎn)品必將給工業(yè)產(chǎn)品帶來(lái)劃時(shí)代的革命。

智慧工廠是一種高能效的工廠，它必須擁有基于高科技的、適應(yīng)性強(qiáng)的、符合人體工程學(xué)的生產(chǎn)線。智慧工廠的目標(biāo)是整合客戶和業(yè)務(wù)合作伙伴，同時(shí)也能夠制造和組裝定制產(chǎn)品，而且未來(lái)的智慧工廠將在生產(chǎn)效率和安全性方面具有更大的自主決策能力。工業(yè)4．0更多的是依靠機(jī)器進(jìn)行工作并解釋數(shù)據(jù)，而不是依靠人類的智慧。當(dāng)然，人的因素仍然不可忽視，但人更多地是起到控制、編程和維護(hù)的作用，而不是在車間進(jìn)行作業(yè)。工業(yè)4．0不僅使工廠生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，更重要的是在生產(chǎn)過(guò)程中，能夠自主決策，自主指揮生產(chǎn)，這使得工廠自動(dòng)化進(jìn)入到智慧化工廠的層次，給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)歷史性變革。

工業(yè)4．0的最大特點(diǎn)是制造業(yè)中所有參與者及資源的高度社會(huì)技術(shù)互動(dòng)?；?dòng)主要圍繞制造資源網(wǎng)絡(luò)（制造機(jī)械、機(jī)器人、輸送機(jī)和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)及生產(chǎn)設(shè)施）進(jìn)行，這些網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立自主，在不同情況下能自我管理，自我配置，還裝備了傳感器，分散安裝，并融入了相關(guān)規(guī)劃及管理系統(tǒng)。作為這一愿景的關(guān)鍵組成部分，智慧工廠將被納入公司內(nèi)部?jī)r(jià)值網(wǎng)絡(luò)，它的特點(diǎn)是包括制造過(guò)程和制造產(chǎn)品的端對(duì)端工程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字和物理世界的無(wú)縫銜接。智慧工廠將使復(fù)雜的制造流程便于管理，并能同時(shí)確保生產(chǎn)過(guò)程的吸引力、生產(chǎn)效益以及工廠在市區(qū)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。

工業(yè)4．0的核心必然給產(chǎn)品生產(chǎn)提出了更高的要求，相應(yīng)的必須在可靠性技術(shù)、安全性技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、物流管控技術(shù)五位一體展開(kāi)全方位的研究和提升，賦予產(chǎn)品、生產(chǎn)過(guò)程、管理智慧化的內(nèi)涵。這五大技術(shù)的研究成果決定了工業(yè)4．0能否順利推廣實(shí)現(xiàn)，因而成為工業(yè)4．0毋容置疑的重點(diǎn)內(nèi)容。

4工業(yè)4．0給自動(dòng)化行業(yè)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

中國(guó)從政府層面正在積極推動(dòng)工業(yè)4．0，但是大家要認(rèn)識(shí)到國(guó)內(nèi)從工業(yè)2．0、3．0時(shí)代跨越到工業(yè)4．0時(shí)代，會(huì)是一個(gè)長(zhǎng)期的艱巨的過(guò)程，技術(shù)支撐面臨的挑戰(zhàn)巨大，還需要加倍努力，但同時(shí)也是一個(gè)傳統(tǒng)企業(yè)向智能企業(yè)轉(zhuǎn)型的紅利十年，企業(yè)轉(zhuǎn)型需要大量的技術(shù)、人力以及相關(guān)部門(mén)的參與。所以，為企業(yè)轉(zhuǎn)型提供咨詢、管理、技術(shù)、設(shè)備、商業(yè)模式設(shè)計(jì)以及培訓(xùn)等，技術(shù)市場(chǎng)機(jī)遇巨大。

對(duì)于自動(dòng)化行業(yè)來(lái)說(shuō)，工業(yè)4．0在技術(shù)層面提出了更高的要求，但也帶來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇，簡(jiǎn)要分析如下。

4．1工業(yè)4．0使自動(dòng)化行業(yè)的內(nèi)涵和外延得以延伸

首先工業(yè)4．0使得自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的橫向連接更加廣闊。通過(guò)全集成自動(dòng)化、集成架構(gòu)等統(tǒng)一平臺(tái)將控制、驅(qū)動(dòng)、低壓配電等系統(tǒng)深度集成，在單一的編程環(huán)境中為可擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)和機(jī)器控制提供集成的平臺(tái)。這種集成可減少需要儲(chǔ)存的備件數(shù)量，而控制平臺(tái)的開(kāi)放性則可確保與第三方組件輕松集成。此外，在每臺(tái)機(jī)器上使用的可視化及信息軟件需實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化處理方式。

其次工業(yè)4．0拓展了與下層現(xiàn)場(chǎng)傳感和數(shù)據(jù)采集層及上層企業(yè)管理系統(tǒng)的縱向連接。

從機(jī)器運(yùn)行和能源使用到變量處理和材料使用，在生產(chǎn)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)中，控制器、傳感器及其它設(shè)備均會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。來(lái)自生產(chǎn)車間的數(shù)據(jù)在幾年之內(nèi)就會(huì)在數(shù)量上超過(guò)公司產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。即便是現(xiàn)在，也有大量的此類數(shù)據(jù)正在通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的PLC進(jìn)行分析。當(dāng)務(wù)之急乃是將所有來(lái)自各工廠運(yùn)行系統(tǒng)不斷劇增的數(shù)據(jù)與來(lái)自業(yè)務(wù)應(yīng)用的信息相結(jié)合，從而打造運(yùn)營(yíng)智能，尤其是遠(yuǎn)程維護(hù)解決方案和基于云技術(shù)的服務(wù)，以應(yīng)對(duì)持續(xù)增加的圍繞數(shù)據(jù)分析的服務(wù)需求。如遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)可以對(duì)個(gè)別部件的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析或?qū)φ麄€(gè)驅(qū)動(dòng)鏈實(shí)施在線連續(xù)監(jiān)測(cè)。

內(nèi)涵和外延的延伸，給自動(dòng)化行業(yè)市場(chǎng)拓展帶來(lái)了更大的空間。但同時(shí)要求產(chǎn)品具有更高的可靠性、安全性，要求產(chǎn)品具有智慧化的能力，因?yàn)樵诩夹g(shù)層面提出了更大的挑戰(zhàn)。

4．2工業(yè)4．0在通訊領(lǐng)域給自動(dòng)化行業(yè)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

工業(yè)4．0將使在平板電腦或智能手機(jī)上訪問(wèn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)成為現(xiàn)實(shí)，信息和工廠員工通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通訊實(shí)現(xiàn)“移動(dòng)”并隨時(shí)隨地訪問(wèn)應(yīng)用程序，很多情況下需要使用云技術(shù)處理和存儲(chǔ)來(lái)自各地的數(shù)據(jù)，又要在各地實(shí)時(shí)地使用這些數(shù)據(jù)。移動(dòng)技術(shù)讓人變得機(jī)動(dòng)靈活，人們可以隨時(shí)隨地與任何相關(guān)人事聯(lián)系，可以與全球同事交流分享經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、解決業(yè)務(wù)問(wèn)題。不管技術(shù)專家身在何處，呼叫中心代表都可以實(shí)時(shí)向其咨詢問(wèn)題，而專家本人也可以隨地訪問(wèn)世界上任意地點(diǎn)的設(shè)備服務(wù)歷史以及其它裝置的歷史，還能夠核對(duì)工廠更新和其它咨詢。

實(shí)現(xiàn)工業(yè)4．0，必須充分利用智能化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，借助統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，來(lái)實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)所有設(shè)備彼此之間的相互通信。顯然，網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備將得到更廣泛的應(yīng)用。獨(dú)立IP的應(yīng)用可以使產(chǎn)品和設(shè)備具備可識(shí)別的獨(dú)立身份、便于追蹤、定位和監(jiān)測(cè)。此外，標(biāo)準(zhǔn)通訊可使更多的數(shù)字設(shè)備融入生產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)，如攝像機(jī)、RFID讀卡器、數(shù)字平板、安全磁卡等，以提高生產(chǎn)管理的精細(xì)化。

工業(yè)4．0的實(shí)施帶來(lái)了十分龐大的通訊數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)如此龐大的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通訊，通信過(guò)程相互干擾如何解決，在通訊容量有限的情況下如何進(jìn)一步拓展等等，在通訊技術(shù)和通訊產(chǎn)品領(lǐng)域不僅帶來(lái)技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)拓展機(jī)遇，更多的是帶來(lái)了技術(shù)突破的挑戰(zhàn)。

4．3工業(yè)4．0在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域給自動(dòng)化行業(yè)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

過(guò)去自動(dòng)化行業(yè)實(shí)施的自動(dòng)化控制是單一的對(duì)某個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施自動(dòng)化控制，數(shù)據(jù)量有限，但工業(yè)4．0要求的是對(duì)整個(gè)產(chǎn)品生命周期的控制，因此涉及采購(gòu)、制造過(guò)程、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)，涉及的數(shù)據(jù)不僅僅局限于生產(chǎn)過(guò)程采集的信息，還包括元器件、零部件的遠(yuǎn)程信息、銷售信息、售后服務(wù)信息等。數(shù)據(jù)量十分龐大。這些數(shù)據(jù)信息如何才能更好地發(fā)揮其作用，更多地為其它領(lǐng)域提供服務(wù)，對(duì)數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)品、數(shù)據(jù)通訊產(chǎn)品、數(shù)據(jù)處理產(chǎn)品帶來(lái)了更大的市場(chǎng)機(jī)遇，但如何確保如此龐大的數(shù)據(jù)信息通訊的安全性和實(shí)時(shí)性，如何拓展數(shù)據(jù)服務(wù)范圍，也給技術(shù)實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。

4．4工業(yè)4．0給物流自動(dòng)化帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

工業(yè)4．0將網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)融于產(chǎn)品全生命周期，給采購(gòu)和物流帶來(lái)革命性變革，采購(gòu)人員實(shí)施采購(gòu)只需要登錄工業(yè)4．0整合的信息平臺(tái)，手指點(diǎn)動(dòng)即可完成。但采購(gòu)的物資必須由物流公司完成傳送。物流公司必須在信息平臺(tái)上接單并完成相應(yīng)的工作，為了高效實(shí)現(xiàn)上述要求，物流自動(dòng)化成為必然的解決途徑，自動(dòng)化行業(yè)引來(lái)物流自動(dòng)化這一新的自動(dòng)化領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)物流自動(dòng)化，在物品識(shí)別技術(shù)、物品存儲(chǔ)期間保質(zhì)技術(shù)、運(yùn)送過(guò)程安全性和實(shí)時(shí)性技術(shù)等方面面臨巨大的挑戰(zhàn)。

5結(jié)語(yǔ)

在中國(guó)實(shí)施工業(yè)4．0，對(duì)自動(dòng)化行業(yè)來(lái)說(shuō)，不僅在技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)拓展方面帶來(lái)了巨大的機(jī)遇，但在解決技術(shù)方面也同時(shí)面臨巨大的挑戰(zhàn)?？煽啃约夹g(shù)、安全性技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、通訊技術(shù)、物流技術(shù)等領(lǐng)域必將迎來(lái)新一輪技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用熱潮。

實(shí)現(xiàn)《中國(guó)制造2025》，使中國(guó)由制造大國(guó)成長(zhǎng)為制造強(qiáng)國(guó)，自動(dòng)化行業(yè)同仁任重而道遠(yuǎn)。筆者水平所限，所掌握的資料也不充分，所述觀點(diǎn)未見(jiàn)全豹，供同行參考。

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