叩開(kāi)工業(yè)4.0的大門

近來(lái)年，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算運(yùn)用威力初顯，一項(xiàng)更偉大的工具一一互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在參與、滲透到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中去，信息化和工業(yè)化的交織，正在催生著人類工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)。

這種以智能制造為主導(dǎo)的新型工業(yè)形式，首先以德國(guó)人在2011年德國(guó)漢諾威工業(yè)展覽上所提出的，以實(shí)現(xiàn)資源、信息、物品和人相互關(guān)聯(lián)的“虛擬網(wǎng)絡(luò)一實(shí)體物理系統(tǒng)（CPS）”為標(biāo)志。2013年，德國(guó)政府將其上升為國(guó)家戰(zhàn)略。

根據(jù)德國(guó)版“工業(yè)4.0”描繪的美好前景，待現(xiàn)代智能機(jī)器人、傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算能力成熟后，現(xiàn)有工廠將會(huì)通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)把供應(yīng)鏈、生產(chǎn)過(guò)程和倉(cāng)儲(chǔ)物流智能連接起來(lái)，真正使生產(chǎn)過(guò)程全自動(dòng)化，產(chǎn)品個(gè)性化，前端供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)計(jì)劃、后端倉(cāng)儲(chǔ)物流管理智能化。人類從此進(jìn)入智能制造時(shí)代。

如今，我們正站在工業(yè)4.0的門前。不久的將來(lái)，我們吃的藥是根據(jù)每個(gè)人的基因來(lái)配方的；我們的早餐可以根據(jù)個(gè)人的口味和營(yíng)養(yǎng)需求來(lái)調(diào)配生產(chǎn)；工廠生產(chǎn)線可以按照工人希望的時(shí)間開(kāi)工，無(wú)需擔(dān)心下午沒(méi)法去接孩子；生產(chǎn)車間里是機(jī)器告訴機(jī)器下一步做什么，而非中心控制臺(tái)的技術(shù)員在操作。

這個(gè)聽(tīng)上去非常抽象的名詞，關(guān)聯(lián)到的卻是一場(chǎng)改變?nèi)祟惿a(chǎn)方式的革命。那么，工業(yè)4.0到底是什么？

工業(yè)4.0的進(jìn)化過(guò)程

與國(guó)際社會(huì)關(guān)于第三次工業(yè)革命的說(shuō)法不同，德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，前三次工業(yè)革命的發(fā)生，分別源于機(jī)械化、電力和信息技術(shù)。

工業(yè)革命1.0 18世紀(jì)末期始于英國(guó)的第一次工業(yè)革命，于19世紀(jì)中葉結(jié)束。這次工業(yè)革命的結(jié)果是機(jī)械生產(chǎn)代替了手工勞動(dòng)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到了以工業(yè)以及機(jī)械制造帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式。

工業(yè)革命2.0 第二次工業(yè)領(lǐng)域大變革發(fā)生在20世紀(jì)初期，進(jìn)入了生產(chǎn)線生產(chǎn)的階段，通過(guò)零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配的成功分離，開(kāi)創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的新模式。20世紀(jì)70年代以后，電子工程和信息技術(shù)的加入實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的最優(yōu)化和自動(dòng)化。

工業(yè)革命3.0 第三次工業(yè)革命始于第二次工業(yè)革命過(guò)程中發(fā)生的生產(chǎn)過(guò)程高度自動(dòng)化。至此，機(jī)械能夠逐步替代人類作業(yè)。

工業(yè)革命4.0 未來(lái)10年，第四次工業(yè)革命將步入“分散化”生產(chǎn)的新時(shí)代。工業(yè)4.0通過(guò)決定生產(chǎn)制造過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理。

可以說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務(wù)化迎來(lái)了以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，即工業(yè)4.0。

德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略

對(duì)德國(guó)工業(yè)4.0的核心內(nèi)容進(jìn)行概括的話，可以總結(jié)為：建設(shè)一大網(wǎng)絡(luò)、研究?jī)纱笾黝}、實(shí)現(xiàn)三大集成、促進(jìn)三個(gè)轉(zhuǎn)變。

一是建設(shè)一大網(wǎng)絡(luò)，即CPs。CPS的核心思想是強(qiáng)調(diào)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與實(shí)體物理系統(tǒng)的融合。CPS可以將資源、信息、物體以及人員緊密聯(lián)系在一起，從而創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)服務(wù)，并將生產(chǎn)工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)智能環(huán)境。

二是研究?jī)纱笾黝}，即智能工廠與智能生產(chǎn)。作為目標(biāo)核心載體的智能工廠，即分散的、具備一定智能化的生產(chǎn)設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)交互之后，能夠形成高度智能化的有機(jī)體，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、分布式的生產(chǎn)設(shè)施；智能生產(chǎn)的側(cè)重點(diǎn)在于將人機(jī)互動(dòng)、智能物流管理、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。

未來(lái)智能工廠與智能生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)意味著：較之傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，新的生產(chǎn)方式將大幅提高資源利用率，產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)圖像顯示使得虛擬生產(chǎn)變?yōu)榭赡?，從而減少材料浪費(fèi)；個(gè)性化定制將成為可能，生產(chǎn)速度大幅提高。

三是實(shí)現(xiàn)三大集成，即價(jià)值鏈上企業(yè)之間的橫向集成、網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的縱向集成以及端對(duì)端工程數(shù)字化集成。

在生產(chǎn)、自動(dòng)化工程以及IT領(lǐng)域，價(jià)值鏈上企業(yè)問(wèn)的橫向集成是指將使用于不同生產(chǎn)階段及商業(yè)規(guī)劃過(guò)程的IT系統(tǒng)集成在一起，這包括了發(fā)生在公司內(nèi)部和不同公司之間的材料、能源和信息的交換（比如入站物流、生產(chǎn)過(guò)程、出站物流、市場(chǎng)營(yíng)銷），橫向集成的目的是提供端對(duì)端的解決方案。

與此相對(duì)應(yīng)，網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的縱向集成是指將處于不同層級(jí)的IT系統(tǒng)進(jìn)行集成（例如，執(zhí)行器和傳感器、控制、生產(chǎn)管理、制造和企業(yè)規(guī)劃執(zhí)行等不同層面），其目的同樣是為了提供一種端對(duì)端的解決方案。

端對(duì)端工程數(shù)字化集成是指貫穿整個(gè)價(jià)值鏈的工程化數(shù)字集成，是在所有終端實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的前提下所實(shí)現(xiàn)的，基于價(jià)值鏈與不同公司之間的一種整合，這將在最大程度上實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。在此模式下，客戶從產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就參與到整條生產(chǎn)鏈，并貫穿于加工制造、銷售物流等環(huán)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)參與和決策，并自由配置各個(gè)功能組件。

四是促進(jìn)三個(gè)轉(zhuǎn)變。一是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)由集中向分散的轉(zhuǎn)變，規(guī)模效應(yīng)不再是工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，工業(yè)生產(chǎn)的基本模式將由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制轉(zhuǎn)變；二是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品由大規(guī)模趨同性生產(chǎn)向規(guī)?；ㄖ粕a(chǎn)轉(zhuǎn)變，未來(lái)產(chǎn)品都將完全按照個(gè)人意愿進(jìn)行生產(chǎn)，極端情況下，將成為自動(dòng)化、個(gè)性化的單件制造；三是實(shí)現(xiàn)由客戶導(dǎo)向向客戶全程參與的轉(zhuǎn)變，客戶不僅出現(xiàn)在生產(chǎn)流程的兩端，而且廣泛、實(shí)時(shí)參與生產(chǎn)和價(jià)值創(chuàng)造的全過(guò)程。

歸納而言，德國(guó)工業(yè)4.0就是利用信息通信技術(shù)把產(chǎn)品、機(jī)器、資源和人有機(jī)結(jié)合在一起，通過(guò)信息通信技術(shù)建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的智能制造模式。在此模式中，CPS系統(tǒng)將推動(dòng)生產(chǎn)對(duì)象直接或借助互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)M2M（機(jī)器對(duì)機(jī)器）通信自主實(shí)現(xiàn)信息交換、運(yùn)轉(zhuǎn)和互相操控；智能工廠能夠自行運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)品與機(jī)器可以相互交流，機(jī)器可以自行組織生產(chǎn)，供應(yīng)鏈將自動(dòng)化協(xié)同，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組，創(chuàng)造新價(jià)值的過(guò)程將發(fā)生改變。

工業(yè)4.0：互聯(lián)

從根本上來(lái)講，工業(yè)4.0是一種在信息技術(shù)發(fā)展到新階段產(chǎn)生的新工業(yè)發(fā)展模式。從終極目標(biāo)來(lái)看，工業(yè)4.0不能為技術(shù)而技術(shù)，核心在于提高企業(yè)、行業(yè)乃至國(guó)家的整體競(jìng)爭(zhēng)力。

西門子、博世和蒂森克虜伯的專家在交流時(shí)都提到，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、客戶緊密地連接在一起。工業(yè)4.0適應(yīng)了萬(wàn)物互聯(lián)的發(fā)展趨勢(shì)，將無(wú)處不在的傳感器、嵌入式終端系統(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)，使得產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)備之間、不同的生產(chǎn)設(shè)備之間以及數(shù)字世界和物理世界之間能夠互聯(lián)，使得機(jī)器、工作部件、系統(tǒng)以及人類會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)持續(xù)地保持?jǐn)?shù)字信息的交流。

從工業(yè)2.0到工業(yè)3.0時(shí)代的重要標(biāo)志是，單機(jī)智能設(shè)備的廣泛普及。工業(yè)4.0把1969年第一個(gè)可編程邏輯控制器Modicon084的使用作為工業(yè)3.0的起點(diǎn)，其核心是各種數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化設(shè)備在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的推廣，我們可以把它理解為單機(jī)設(shè)備智能化水平不斷提升并廣泛普及推廣。

工業(yè)4.0可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)智能設(shè)備的互聯(lián)，不同類型和功能的智能單機(jī)設(shè)備的互聯(lián)組成智能生產(chǎn)線，不同的智能生產(chǎn)線問(wèn)的互聯(lián)組成智能車間，智能車間的互聯(lián)組成智能工廠，不同地域、行業(yè)、企業(yè)的智能工廠的互聯(lián)組成一個(gè)制造能力無(wú)所不在的智能制造系統(tǒng)，這些單機(jī)智能設(shè)備、智能生產(chǎn)線、智能車間及智能工廠可以自由動(dòng)態(tài)地組合，以滿足不斷變化的制造需求，這是工業(yè)4.0區(qū)別于工業(yè)3.0的重要特征。

正如德國(guó)總理默克爾在2014年漢諾威工博會(huì)上所講的，工業(yè)4.0意味著智能工廠能夠自行運(yùn)轉(zhuǎn)，零件與機(jī)器可以進(jìn)行交流。由于產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)備之間能夠通信，使得產(chǎn)品能理解制造的細(xì)節(jié)以及自己將被如何使用。同時(shí)，它們能協(xié)助生產(chǎn)過(guò)程，回答諸如“我是什么時(shí)候被制造的”“哪組參數(shù)應(yīng)該被用來(lái)處理我”“我應(yīng)該被傳送到哪”等問(wèn)題。

CPS是工業(yè)4.0的核心，它通過(guò)將物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設(shè)備具有計(jì)算、通信、控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，從而實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)物理世界的融合。CPS可以將資源、信息、物體以及人緊密聯(lián)系在一起，從而創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)服務(wù)，并將生產(chǎn)工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)智能環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備、產(chǎn)品、人協(xié)調(diào)互動(dòng)的基礎(chǔ)。智能制造的核心在于實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能和人類智能，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自感知、自適應(yīng)、自診斷、自決策和自修復(fù)。

信息技術(shù)發(fā)展的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)無(wú)所不在的連接，所有產(chǎn)品都將成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端。萬(wàn)物互聯(lián)就是人、物、數(shù)據(jù)和程序通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接在一起，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)所有人和人、人和物以及物和物之間的互聯(lián)，重構(gòu)整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)工具、生產(chǎn)方式和生活場(chǎng)景。人們能夠以多種方式通過(guò)社交網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接到互聯(lián)網(wǎng)，基于感知、傳輸、處理的各類人造物將成為網(wǎng)絡(luò)的終端，人、物以及數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行流程再造，基于物理世界感知和人群交互的在線化、實(shí)時(shí)化的數(shù)據(jù)與智能處理改變著我們對(duì)外部世界的響應(yīng)模式。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得價(jià)值鏈上各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)和信息能夠被深入分析和挖掘，為企業(yè)管理者和參與者提供看待價(jià)值鏈的全新視角，使得企業(yè)有機(jī)會(huì)把價(jià)值鏈上更多的環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為企業(yè)的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。例如，汽車公司大數(shù)據(jù)提前預(yù)測(cè)到哪些人會(huì)購(gòu)買特定型號(hào)的汽車，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)客戶的響應(yīng)率提高15%～20%，客戶忠誠(chéng)度提高7%。

工業(yè)4.0：創(chuàng)新

工業(yè)4.0的實(shí)施過(guò)程實(shí)際上就是制造業(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。

技術(shù)創(chuàng)新

未來(lái)工業(yè)4.0的技術(shù)創(chuàng)新在3條軌道上進(jìn)行，一是新型傳感器、集成電路、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)在信息技術(shù)創(chuàng)新體系中不斷演進(jìn)，并為新技術(shù)在其他行業(yè)的不斷融合滲透奠定技術(shù)基礎(chǔ)。二是傳統(tǒng)工業(yè)在信息化創(chuàng)新環(huán)境中，不斷優(yōu)化創(chuàng)新流程、創(chuàng)新手段和創(chuàng)新模式，在既有的技術(shù)路線上不斷演進(jìn)。三是傳統(tǒng)工業(yè)與信息技術(shù)的融合發(fā)展，它既包括信息物理空間、智能工廠整體解決方案等一系綜合集成技術(shù)，也包括集成工業(yè)軟硬件的各種嵌入式系統(tǒng)、虛擬制造、工業(yè)應(yīng)用電子等單項(xiàng)技術(shù)突破。

產(chǎn)品創(chuàng)新

信息通信技術(shù)不斷融人工業(yè)裝備中，推動(dòng)著工業(yè)產(chǎn)品向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)。一方面，傳統(tǒng)的汽車、船舶、家居的智能化創(chuàng)新步伐加快，如汽車正進(jìn)入“全面感知+可靠通信+智能駕駛”的新時(shí)代，萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代正在到來(lái)。另一方面，制造裝備從單機(jī)智能化向智能生產(chǎn)線、智能車間到智能工廠演進(jìn)，提供工廠級(jí)的系統(tǒng)化、集成化、成套化的生產(chǎn)裝備成為產(chǎn)品創(chuàng)新的重要方向。

模式創(chuàng)新

工業(yè)4.0將發(fā)展出全新的生產(chǎn)模式、商業(yè)模式。首先在生產(chǎn)模式層面，工業(yè)4.0對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，要求從過(guò)去的“人腦分析判斷+機(jī)器生產(chǎn)制造”的方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皺C(jī)器分析判斷+機(jī)器生產(chǎn)制造”的方式，基于CPS系統(tǒng)的智能工廠和智能制造模式正在引領(lǐng)制造方式的變革。

其次在商業(yè)模式層面，工業(yè)4.0的網(wǎng)絡(luò)化制造、自我組織適應(yīng)性強(qiáng)的物流和集成客戶的制造工程等特征，也使得它追求新的商業(yè)模式以率先滿足動(dòng)態(tài)的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)而非單個(gè)公司，網(wǎng)絡(luò)眾包、異地協(xié)同設(shè)計(jì)、大規(guī)模個(gè)性化定制、精準(zhǔn)供應(yīng)鏈管理等新型智能制造模式將加速構(gòu)建產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)。

業(yè)態(tài)創(chuàng)新

伴隨著信息技術(shù)的升級(jí)應(yīng)用，從現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中衍生疊加出的新環(huán)節(jié)、新活動(dòng)，將會(huì)發(fā)展成為新的業(yè)態(tài)，并在新市場(chǎng)需求的拉動(dòng)下，形成引發(fā)產(chǎn)業(yè)體系重大變革的產(chǎn)業(yè)。就目前來(lái)看，工業(yè)云服務(wù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都有可能成為或者催生出一些新的產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。制造與服務(wù)融合的趨勢(shì)，使得全生命周期管理、總集成總承包、互聯(lián)網(wǎng)金融、電子商務(wù)等行業(yè)加速重構(gòu)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的新體系。

組織創(chuàng)新

在工業(yè)4.0時(shí)代，很多企業(yè)將會(huì)利用信息技術(shù)手段和現(xiàn)代管理理念，進(jìn)行業(yè)務(wù)流程重組和企業(yè)組織再造，現(xiàn)有的組織體系將被改變，符合智能制造要求的組織模式將會(huì)出現(xiàn)?；贑PS系統(tǒng)的智能工廠將會(huì)加快普及，進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化和再造。

從實(shí)踐的角度來(lái)看，國(guó)內(nèi)企業(yè)在組織創(chuàng)新方面做了很多積極的探索，海爾總裁張瑞敏提出企業(yè)無(wú)邊界、組織無(wú)領(lǐng)導(dǎo)、供應(yīng)鏈無(wú)中心等新的管理理念。華為總裁任正非提出讓聽(tīng)見(jiàn)炮火的人指揮戰(zhàn)斗，作戰(zhàn)的基本單元要從師一級(jí)縮小到旅、團(tuán)、營(yíng)、連，一直到班，以后的戰(zhàn)爭(zhēng)是“班長(zhǎng)的戰(zhàn)爭(zhēng)”。

工業(yè)4.0重塑

德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，“工業(yè)4.0”是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過(guò)充分利用信息通訊技術(shù)和CPS系統(tǒng)相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。

如果工廠還有生產(chǎn)體系的話，它們可以高度智能化。

智能化的工廠完全由物聯(lián)網(wǎng)加以控制，制造流程完全可以由電腦來(lái)加以整合，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控可以觀察到需要什么樣的新材料，需要什么樣的工序來(lái)保證整個(gè)生產(chǎn)的進(jìn)程。這不是簡(jiǎn)單的生產(chǎn)自動(dòng)化問(wèn)題，而是智能控制，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的智能運(yùn)輸。如果突然出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)下令停下，自動(dòng)進(jìn)行修理。

生產(chǎn)需要的產(chǎn)品時(shí)，可以智能利用有關(guān)能源。通過(guò)IT技術(shù)，可以保證對(duì)于能源的使用是以最為有效的方式進(jìn)行的。物聯(lián)網(wǎng)是把各種各樣的部件考慮進(jìn)去，在做決策時(shí)，考慮所有的組織體系，這是一種整體的思考方法，這將使產(chǎn)業(yè)鏈分工變得高度有效，相互問(wèn)可以非常精準(zhǔn)地對(duì)接。

未來(lái)可以看到一個(gè)智能化的經(jīng)濟(jì)體：包括智能化的生產(chǎn)、工廠、生活、家居、交通、物流、治理、環(huán)境、人的活動(dòng)等產(chǎn)業(yè)鏈要素。這個(gè)過(guò)程實(shí)際上由IT系統(tǒng)加以控制，IT系統(tǒng)知道如何組織生產(chǎn)、如何收集數(shù)據(jù)，并用一種控制的方式與有關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行互動(dòng)。未來(lái)整個(gè)生產(chǎn)當(dāng)中捕捉到的數(shù)據(jù)都可以進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，幫助人作出決策，進(jìn)行一些設(shè)定和傳輸，而且在發(fā)生某些故障時(shí)，自動(dòng)發(fā)送警告。

如此，智能工廠的生產(chǎn)組織變得極其高效。同時(shí)，單體智能工廠也可以成為聯(lián)合體，即把外部的一些工廠包括進(jìn)來(lái)。比如單體智能工廠在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，一旦某些原料用完了，廠外供應(yīng)商會(huì)自動(dòng)獲取信息，然后就會(huì)自動(dòng)交付定額的原料。

智能工廠和廠外的合作伙伴完全可以通過(guò)智能系統(tǒng)進(jìn)行整合，這是非常和諧的互動(dòng)，可以誕生智能化的商業(yè)模式，即隨時(shí)在生成數(shù)據(jù)，隨時(shí)按照精確的數(shù)據(jù)讓生產(chǎn)方了解情況，進(jìn)而改善生產(chǎn)當(dāng)中的狀況。

工業(yè)4.0用了很多IT技術(shù)，毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)重新塑造整個(gè)生產(chǎn)流程，原來(lái)的工人難免會(huì)受到影響，產(chǎn)生擔(dān)憂，在這種擔(dān)憂下，會(huì)不配合工作甚至加以破壞，因此，需要和他們進(jìn)行討論，告訴他們未來(lái)的整個(gè)工作場(chǎng)景是怎樣的，希望他們參與進(jìn)來(lái)，讓這樣的技術(shù)最終改善他們的處境，而不是相反。德國(guó)也特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時(shí)也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者。

工業(yè)4.0：智能

通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，將工廠內(nèi)所有設(shè)備互聯(lián)的智能工廠就是最好的體現(xiàn)。作為未來(lái)第四次工業(yè)革命的代表，工業(yè)4.0不斷向?qū)崿F(xiàn)物體、數(shù)據(jù)以及服務(wù)等無(wú)縫連接的互聯(lián)網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)）方向發(fā)展。

未來(lái)10年，第四次工業(yè)革命將步入“分散化”生產(chǎn)的新時(shí)代。未來(lái)的智能制造業(yè)中，CPS對(duì)涵蓋自動(dòng)化、生產(chǎn)技術(shù)、汽車、機(jī)械工程、能源、運(yùn)輸以及遠(yuǎn)程醫(yī)療等眾多工業(yè)部門的應(yīng)用領(lǐng)域，具有非常重要的意義。因CPS而實(shí)現(xiàn)的許多應(yīng)用，將產(chǎn)生新附加價(jià)值鏈和業(yè)務(wù)模式。CPS不僅可以降低實(shí)際成本，提高能源、時(shí)間等的效率，還能降低CO₂排放水平，在保護(hù)環(huán)境上發(fā)揮重大作用。

因?yàn)镃PS的存在，智能工廠的生產(chǎn)系統(tǒng)、產(chǎn)品、資源及處理過(guò)程都將具有非常高水平的實(shí)時(shí)性，同時(shí)在資源、成本節(jié)約中更具優(yōu)勢(shì)。智能工廠將按照重視可持續(xù)性的中心原則來(lái)設(shè)計(jì)，因此，服從性、靈活性、自適應(yīng)性、學(xué)習(xí)能力、容錯(cuò)能力甚至風(fēng)險(xiǎn)管理都是其中不可或缺的要素。智能工廠設(shè)備的高級(jí)自動(dòng)化，主要是由基于自動(dòng)觀察生產(chǎn)過(guò)程中CPS生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)可實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)的靈活生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)工程的徹底優(yōu)化。同時(shí)，生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)不僅僅是在特定生產(chǎn)條件下的一次性體現(xiàn)，還可以實(shí)現(xiàn)多家工廠、多個(gè)生產(chǎn)單元所形成的世界級(jí)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化。

基于高性能軟件的嵌入式系統(tǒng)與融合在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中的專業(yè)用戶接口之間發(fā)生的相互作用，將誕生全新的系統(tǒng)功能性世界。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，智能手機(jī)囊括許多應(yīng)用和服務(wù)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)備本身的通話功能。由于全新的劃時(shí)代應(yīng)用和服務(wù)提供商將不斷涌現(xiàn)，漸漸形成新的價(jià)值鏈，所以，CPS也將為現(xiàn)有業(yè)務(wù)與市場(chǎng)模式帶來(lái)范式轉(zhuǎn)變。汽車工業(yè)、能源經(jīng)濟(jì)，還有包括諸如工業(yè)4.0生產(chǎn)技術(shù)的各個(gè)工業(yè)部門，將因這些新價(jià)值鏈而發(fā)生同步巨變。

如果要對(duì)工業(yè)4.0是什么做一個(gè)小結(jié)的話，工業(yè)4.0是一個(gè)發(fā)展的概念，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，是一個(gè)理解未來(lái)信息技術(shù)與工業(yè)融合發(fā)展的多棱鏡，站在不同的角度會(huì)有不同的理解。工業(yè)4.0是互聯(lián)，是集成，是數(shù)據(jù)，是創(chuàng)新，是服務(wù)，是轉(zhuǎn)型；工業(yè)4.0是CPS，是智能工廠，是智能制造；工業(yè)4.0是國(guó)家戰(zhàn)略，是企業(yè)行為。