“工業4.0”概念是德國政府提出的，是以智慧製造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法。該戰略旨在透過充分利用資訊通訊技術和網路空間虛擬系統-資訊物理系統(Cyber-Physical System)相結合的手段，將製造業向智慧化轉型。 “工業4.0”專案主要分為三大主題：

一是"智慧工廠" 重點研究智慧化生產系統及過程，以及網路化分散式生產設施的實現；

二是"智慧生產" 主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。該計劃將特別注重吸引中小企業參與，力圖使中小企業成為新一代智慧化生產技術的使用者和受益者，同時也成為先進工業生產技術的創造者和供應者；

三是"智慧物流" 主要透過網際網路、物聯網、物流網，整合物流資源，充分發揮現有物流資源供應方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務匹配，得到物流支援。

工業4.0（又稱第四次工業革命）是製造業數字化水平提升的時代機遇。 也是突破世界現有生產力增長瓶頸的重要機遇。

紮根於物聯網、雲計算、人工智慧、虛擬現實、增值製造、機器人等突破性技術，工業4.0充分整合、最佳化虛擬和現實世界中的資源、人才和資訊，致力於打造高靈活度、高資源利用率的“智慧工廠”，實現從產品開發、採購、製造、分銷、零售、到終端客戶的連續、實時資訊流通。

這條貫穿整個商業價值鏈的“數字執行緒”，大大提高資訊透明度，實現運營成本大幅降低、產品高度個性化、以及靈活高效的製造與產品開發流程，並促進商業模式的創新。

中國真正進入工業4.0，必須做好以下幾點：

一、互聯

互聯工業4.0的核心是連線，要把裝置、生產線、工廠、供應商、產品和客戶緊密地聯絡在一起。

二、資料

工業4.0連線和產品資料、裝置資料、研發資料、工業鏈資料、運營資料、管理資料、銷售資料、消費者資料。

三、整合

工業4.0將無處不在的感測器、嵌入式終端系統、智慧控制系統、通訊設施透過CPS形成一個智慧網路。透過這個智慧網路，使人與人/人與機器、機器與機器、以及服務與服務之間，能夠形成一個互聯，從而實現橫向、縱向和端到端的高度整合。

四、創新

工業4.0的實施過程是製造業創新發展的過程，製造技術、產品、模式、業態、組織等方面的創新，將會層出不窮，從技術創新到產品創新，到模式創新，再到業態創新，最後到組織創新。

五、轉型

對於中國的傳統制造業而言，轉型實際上是從傳統的工廠，從2.0、3.0的工廠轉型到4.0的工廠，整個生產形態上，從大規模生產，轉向個性化定製。實際上整個生產的過程更加柔性化、個性化、定製化。這是工業4.0一個非常重要的特徵。

任重道遠！

德國對工業4.0的定義

德國工業4.0平臺明確指出，發生在英國的第一次工業革命是工業1.0，其主要技術特徵是機械化，以電氣化和自動化為特徵的第二次工業革命就是工業2.0，接著以PLC（Programmable Logic Controller，可程式設計邏輯控制器）廣泛應用為特徵的第三次工業革命就是工業3.0，當然，未來的以資訊物理融合系統（CPS，Cyber-Physical Systems）技術為特徵的製造業，可以稱為工業4.0。

▲圖1德國工業4.0概念的階段性定義

在2015年4月德國工業4.0平臺釋出的《工業4.0實施戰略計劃》報告中，對工業4.0進行了較為嚴格的定義：

“工業4.0概念表示第四次工業革命，它意味著在產品生命週期內對整個價值創造鏈的組織和控制邁上新臺階，意味著從創意、訂單，到研發、生產、終端客戶產品交付，再到廢物迴圈利用，包括與之緊密聯絡的各服務行業，在各個階段都能更好滿足日益個性化的客戶需求。”

更進一步，德國工業4.0平臺闡釋了工業4.0概念的價值，它指出：

“所有參與價值創造的相關實體形成網路，獲得隨時從資料中創造最大價值流的能力，從而實現所有相關資訊的實時共享。以此為基礎，透過人、物和系統的連線，實現企業價值網路的動態建立、實時最佳化和自組織，根據不同的標準對成本、效率和能耗進行最佳化。”

由此可見，德國對工業4.0的定義是比較清晰的，對工業4.0在工業革命史中的階段有比較明確的劃分，同時也對工業4.0階段的價值創造過程有了較為深入的分析，因此，工業4.0概念是一個較為完備的體系。

未來製造的網路化趨勢

作為新一輪的工業革命，工業4.0時代跟前三次工業革命不同的地方是網路化，由於在生產製造核心價值創造環節大量採用了網路化技術，原有的價值創造體系將發生革命性的改變，從而促使整個社會技術體系產生變革，這是第四次工業革命存在的證據和理由。

大家知道，網際網路技術在人們消費領域的應用，導致了人們的生活發生了翻天覆地的變化，特別是在中國，大量的使用者使用電子商務、即時通訊和移動應用等網際網路產品及服務，大大改變了人們的傳統生活形態。可以預想，如果網際網路技術在生產製造領域得到充分利用，將對人們的生活產生巨大的改變。

人口僅為8500萬，面積僅為兩個廣東一樣大的德國，缺乏中國這樣的一體化大規模市場，難以推動網際網路技術在德華人生活中深度應用，但由於德國的製造業非常發達，具有很好的應用新技術的環境，因此，德國工業4.0概念提出之後，得到了德國製造業的大量響應，紛紛加入德國工業4.0平臺，共同推動德國的工業4.0的應用。

從未來製造業發展的趨勢來講，利用CPS技術，把物理世界虛擬化，是降低創新成本的最佳途徑。例如，傳統汽車的製造過程需要先設計出圖紙，製作出模型汽車，然後用模型汽車進行碰撞等試驗，檢驗設計的效果，這樣的流程花費的成本比較高，但利用CPS技術，新設計的汽車可以在模擬的測試環境中進行多次試驗，而不用擔心汽車碰撞實驗中的損壞，這樣可以大大降低成本。

理解未來製造業，需要考慮網路化技術給原有的製造過程帶來的變革，高度網路化在多個層面發生作用，它可以在產業鏈環節、車間之間、生產線之間、流水線各環節以及任何物體之間發生，而達到物與物的連線，則是CPS技術發展的最高境界，那就是物聯網。

總而言之，工業4.0時代就是第四次工業革命，它的核心技術CPS帶來的大量連線，形成了各種層級的網路化，這將大大改變現有的生產製造流程，從而影響製造業的價值創造體系，這就是第四次工業革命最大的趨勢和特徵。

想全方位的介紹工業4.0的概念，單獨的一篇文章顯然不可能。所以我從一個單獨的點來介紹工業4.0的案例，做一個闡述如何落地工業4.0。最後我們來歸納一下，中國何時能夠進入工業4.0。

2013年，德國漢諾威工業博覽會上面德國工業部提出了工業4.0的概念。

這個概念，之所以叫工業4.0其實是有淵源的：

工業4.0是相對於前面，工業的1.0，工業2.0，工業3.0時代做的新升級。

1.0時代：是蒸汽機發明後，全球進入機械時代，正如有人曾經說的“純機械的巔峰是什麼？”那就應該是蒸汽機的出現。倒不是說蒸汽機就是機械領域最複雜的裝置，或許機械領域最精巧的產品，應該是機械的勞力士手錶。不過在我們看來，蒸汽機的出現是純機械領域提供工業動力的開端。2.0時代：是進入電氣化時代，在製造業摸爬滾打的都知道，有兩類工作：機械設計，電氣工程師。透過控制電的快關，電訊號轉發為脈衝訊號來控制整個產線。電氣設計的巔峰是：“福特汽車發明的流水線”生產。這是一種協同化勞作，並且加快效率的一種工作方式。3.0時代，是在50年代後，計算機出現後，發展起來的工業產業。這個時候，在工業領域，大眾比較熟知的就是，將電訊號轉化為數字訊號來控制整個自動化產線的發展。3.0時代我們熟知的產品，例如PLC，SCADA等等這些邏輯控制，流程控制的各類工業控制形態。4.0時代，強調的是數字工廠概念。說數字工廠可能非常難以理解。大部分都沒有這個概念說一個這兩年非常火熱的東西：數字孿生技術。

你可以簡單的理解為：我們可以在PC上面，看到每一臺裝置的工作資料，實時的工作狀態。說白了就是我在電腦上面，可以看到整個工廠，從原材料採購，到加工製造，到最後出庫，以及賣到消費者手中，我們都可以做到資料化的監控。

這就是“實際的工廠，被數字化形式給全面的複製出來，然後展現在你的面前”。這麼說是不是好理解的一點。

整個形式就好像，電影《原始碼》中，虛擬化創造的世界，你可以看到全部，並且可以進行控制。《原始碼》的虛擬世界，就是一個縮小版的數字孿生技術實現的數字工廠。

一切盡收眼底！

那麼工業4.0時代的數字工廠是怎麼實現的呢？

我們可以先假設一下，讓你建立一個工廠，你需要做那幾個步驟？

1、你需要設計一下，這個工廠：原材料的採購，研發人員研究設計產品，工廠產線的組裝，人工各個工位，行政及管理人員的職責，訂單和財務系統的流程，成品出庫後賣給客戶，回收客戶反饋產品資訊。

這是不是一個：研發——生產——產品——賣產品的過程。

好的，接下來就是重點了。

1、這個流程的第一步是調研：

很神奇的工作步驟吧！事實上這就是必須要做的第一步，如果你節省這個步驟，基本上100%最後做出來的東西，看著好，但是用不起來，甚至要經過多次的拆了重建的行動。

調研什麼東西？

調研就是，你要搞清楚，這個老闆的工廠，到底是幹什麼的？人員分工，生產模式，商業模式都是什麼一個流程。

你只有瞭解了這個流程，才能全方位的複製這個工廠，將他程式設計一個數字工廠。

這第一步非常的難！

為什麼第一步的調研會這麼難？

（1）調研的人要有大量的知識儲備，舉一個例子，一個孩子永遠不會發現一把刀有多危險，只有在他被傷到，他才知道，原來這玩意碰到會很疼。也就是說，每一個企業都有他特有的東西，不管是生產的裝置，生產模式，甚至是老闆的行業理念，公司管理層和員工的構成形式都包含在其中。

你把每一個問題都拆分出來，才能夠得出一個結論，哪些東西不能動，哪些東西可以數字化。

在詳盡的調研後，要設計整個數字工廠的架構，有一些理論也把數字工廠叫做智慧工廠。

這是一個汽車數字工廠的流程，整個圖或許比擬看到的各種ERP，MES，WMS，工業雲等等要看的懂很多。

你可以想象一下，這就是整個數字工廠的架構。

好看，開始放大招了！

我們在不少領域的看到的，工業4.0領域，需要工業網際網路，MES，ERP，WMS等等都是為了我們上面看到的這個架構服務的。

2、為了整個工業4.0市場，需要的東西太多了。

這是一個汽車市場的工業4.0智慧工廠的方案流程。

來，朋友們，我告訴你我為了看懂這張圖，用了三年。這裡每一個你能看到的文字，都是一個產業，看清楚每一個被標出來的，都是一個產業。

從第一個一點一點給你講：

（1）數字化設計：也被叫做數字研發，涉及到PLM，產品生命週期管理系統。在這上面有你們熟悉的AUTOCAD，SolidWorks

（2）數字化工藝：涉及到各類模擬軟體。

（3）數字化作業指導：還涉及到例如工業雲平臺，PASS等等。

（4）全場監控：是在不想解釋這玩意了。上圖直觀的看。

……

重點介紹幾個：工業網際網路，MES，ERP等

1、工業網際網路

怎麼理解工業網際網路？

如果我們將一個數字工廠當成一個大型的軟體。

執行這個軟體需要什麼？需要有一個專門針對工業市場的作業系統，提供這類產品的就是阿里雲，華為雲這種服務商，這群人的做的事情在伺服器硬體的基礎上做的分配，說白了就是最底層的事情。

在作業系統上面需要分割成，應用行業的平臺。說白了就是搭建各種中介軟體平臺，可以在這個基礎上做二次開發，也可以直接使用這個產品。例如樹根互聯，美雲智數等等。

在這之上，是我們見到應用的各類app，例如MES,ERP等等saas產品。

2、MES製造執行系統

製造執行系統，之所以會如此知名。是因為這個是一個將各種傻大笨粗的裝置，實現數字化。在這裡就有我們熟悉的什麼感測器，3D印表機，工業機器人，運動控制器，PLC，DCS等等。

3、ERP企業資源管理系統

這玩意包含了訂單管理系統，財務管理系統，發票管理系統，採購系統等等各種小的子系統。

這種圖外行人，看著確實難以理解。沒辦法，暫時難有那麼多精力解釋。我們能夠看到整個ERP管理系統屬於一個企業經營資料的中心。

說完以上的內容這才是剛剛說到：一個企業怎麼實現數字化工廠？

我們要說的工業4.0，這是一整個製造業都進入數字化，智慧化的時代。

時代，對的是一個時代。時代得含義是：至少這個社會上80%的人都已經使用了這個東西。

那麼中國什麼時候才能進入工業4.0的時代？

問中國啥時候進入工業4.0，就要知道中國現在在什麼階段？

地大物博的中國，現在處於工業的不同階段。如果籠統的按照地區分，長三角部分製造業城市已經進入到3.0階段，例如蘇錫常，上海，寧波，南京等地。珠三角，東莞，深圳，佛山，廣州等地也是如此。

那麼處於2.0，就是各類省會製造業聚集區，以及一些比較強勁的地市區域，例如鄭州，洛陽等等。

那麼處於1.0的，就是比較偏遠的作坊。畢竟中國過於遼闊，產業聚集區又多。

這也是中國在國內有進行過多次，政策性引導產業轉移的原因。造就了合肥，成都，貴陽等地區的崛起。

工業4.0如何實現？

1、需要對製造業數字化的認識不斷提高。工業4.0不單單是技術的進步了，就一切都到來了。工業4.0是商業模式，和企業經營模式都在發生變化。

舉一個小例子：老闆推行數字化採購各類協議電子化，同時進行線上招標。這種形式要經過多層審批，繁瑣浪費時間，但是相對透明化，可以有效杜絕貪汙，和走後門。

這個是好東西吧？但是你看看好多企業買了整個東西，結果都荒廢了，壓根沒有用這套系統？美名其曰是因為效率太低。其實就是準守規則後，真個運營的油水太說，老闆也心知肚明。

這就是我們說的，一個企業經營理念需要很長時間轉變，同時也要有大量的訂單支援。

2、各類工業4.0分支中的細分行業充分發展起來。

這個是一個非常漫長的過程，甚至有的產業中國到現在也才是剛起步。例如工業設計類軟體。各類頂尖的模擬軟體。

什麼時候中國能夠進入工業4.0?

中國現在就在跑向工業4.0，只是還沒真正的進入到這個時代中。或許2050年吧。

不會太遠，畢竟大家都在奮鬥（掙錢）！

工業4.0，即第四次工業革命。也就是基於目前的網際網路、大資料、人工智慧、物聯網等技術下的全新的製造技術。這個概念是德國的新一代工業標準 （Industry4.0），而我們國內的白皮書叫做“中國製造2025“。

首先，我們要了解工業4.0的目的。

實現工業4.0的目的是提升製造業的智慧化水平，建立具有適應性、資源效率及人因工程學的智慧工廠，在商業流程及價值流程中整合客戶及商業夥伴關係，達成上下協調一致的採購、製造、銷售完整有效鏈條。有些人片面地將工業4.0認定為”網際網路+製造“這一概念是不完整的。我們要全面理解工業4.0，要站在新技術、新思維、戰略性的高度來理解這一全新的工業標準，將中國的工業4.0提升至國際一流水平，全面提升中國的製造業水平。

工業4.0是具有自調適功能的智慧化，能在設計製造過程中根據變化了的情況，利用大資料分析工具與智慧技能軟體及時做出調整，使製造過程達到最小汙染，這也是製造業追求的最高境界。”--美國辛辛那提大學先進工業技術研究所首席教授李傑

第二，我們看工業4.0的特徵。

我認為工業4.0有以下幾個特徵：

1、感知性，即生產製造過程中的任何部位、環節、節點都是可感知的，這需要感測器捕捉到訊號來實現；

2 、系統性，即工廠製造完整系統就是工業4.0整體脈絡，裝置、生產線、工廠、供應商、產品和客戶利用網際網路、物聯網等技術緊密聯絡成完整的系統。；

3、智慧性，即結合了人工智慧、大資料、資料分析等新技術，使生產製造更為協調、高效、環保、節能。

4、前瞻性，即整合最新的先進製造技術、物聯網（新一代網際網路）、雲計算、人工智慧、大資料、機器人、工業控制、智慧物流、企業資訊化、生產過程管理系統、ERP、3D列印、知識性工作自動化、工業網路安全、虛擬現實等技術的新一代工業標準。

第三，實現工業4.0的硬體基礎。

精益生產，這是實現工業４.0智慧製造的基石；

工業機器人，這是實現工業4.0的最佳助手；

工廠標準化，這是實現工業4.0的必要條件。

第四，實現工業4.0的軟體基礎。

資訊物理系統，是連線虛擬空間與物理現實的主要技術；

大資料，是掌握未來的金鑰，；

產品生命週期管理系統是通往工業4.0的陽關大道。

說到這裡，有些小夥伴們覺得工業4.0好神秘啊！也太複雜了吧？

工業4.0作為國家的戰略，實現”中國製造2025“的宏偉藍圖，是需要我們的科學家、高科技企業共同努力推動才能實現的。

目前，中國尚在借鑑階段，借鑑德國、美國等發達國家的經驗，使用和購買相關企業的感測器、控制系統等工業4.0必備的產品，國內相關企業如和利時、華為等也在積極為工業4.0研發軟硬體產品。

第五，實現工業4.0的標誌

行業標準的建立，以”中國製造2025“白皮書為標準來實施；

複雜的系統管理，這需要企業人員素質、軟硬體水平的提升來實現；

通訊基礎設施建設，5G技術的商業化為實現工業4.0將通訊設施的建設簡單化了；

網路安全保障，保障企業的生產安全和資訊保安是必要的條件。

隨著中國”新基建“計劃、工業4.0的實施，我們將從製造大國向製造強國轉變，我們的製造業將走向新的輝煌。