人類一思考上帝就發(fā)笑，預言未來就像是盲人摸象，雖然不知道它的全部但是總能猜中其中之一。

　　在過去的一年里，世界依然保持飛速發(fā)展。人們盡享網絡時代帶來的便利，基于互聯(lián)網，每件新鮮事，從流行的口頭禪到新誕生的時代領袖都成為朋友圈里人們津津樂道的話題。然而在日新月異的發(fā)展中，信息時代所孕育的科技爆炸，已悄然推動人類邁入一個嶄新時代的大門。

　　德國已經開始升級工業(yè)革命4.0

　　工業(yè)革命4.0（Industry 4.0）首次提出是在2011年的漢諾威工博會上。工業(yè)革命4.0，簡單說即是利用網絡和云科技，將更為龐大的機器群連接起來，讓機器之間自相控制，自行優(yōu)化，智能生產，大大減少從事重復勞動和經驗工作的人力數(shù)量，使生產質量和效率提升到一個新階段。具體的實現(xiàn)方法是基于信息物理生產系統(tǒng)（CPPS）和它的五級結構（5C），即連接（Connection），轉換（Conversion），中樞處理（Cyber），認知（Cognition）和構建 （Configuration）。

　　連接（Connection）是實現(xiàn)整個生產結構變化的第一步。通過把數(shù)量龐大的機器和嵌入式系統(tǒng)進行全面無縫連接，達到機器向控制中心反饋，或者機器對機器（M2M）交換數(shù)據(jù)的目的。而要為基數(shù)龐大且不斷增加的機器群建立物聯(lián)網（IoT），則需要網絡科技和設備制造工業(yè)的協(xié)同變革。就網絡而言，原始采用的互聯(lián)網協(xié)議（IPv4）數(shù)量遠遠不能滿足，需要過渡為地址資源更加豐富的物聯(lián)網網絡協(xié)議 （IPv6）。硅谷早在2009年就已經提倡世界范圍的網絡協(xié)議升級，目前這一計劃在諸多國家進展順利，為工革4.0打下了堅實基礎。

　　另一方面，制造業(yè)需要進行機器革命，為機器和設備植入合適的傳感元件來幫助完成機器之間的生存感知和信息傳遞。蘋果為了給其移動設備添加支付功能 Applepay，在iPhone和iWatch內植入的近場通信技術（NFC）感應卡就是一種低成本、且完全滿足其功能特點的傳感元件。相應地，實現(xiàn) M2M需要為每臺機器甚至機器的每個關鍵部件都植入既滿足鏈接功能，又兼顧安裝及運行成本的可讀或讀寫功能傳感器。要帶動這一大規(guī)模的機器革命，尤其需要機械與自控界旗艦企業(yè)（如西門子、通用電氣）的大力支持和倡導。

　　實現(xiàn)了IoT意味著高度自動化的到來，機器（已可稱為機器人） 之間可以直接傳達命令甚至多級別命令來達到自相控制。這樣一來，曾經的中間媒介——人，就可以脫離接受一臺機器信息，分析決策然后為下一臺機器進行相關操作的勞動環(huán)節(jié)，而將更多以遠程化、分散化監(jiān)控的形式存在。人在接受和分析信息的過程中容易出現(xiàn)偏差和錯誤，建立機器之間的直接傳遞還可以避開這一環(huán)節(jié)。當然機器間傳遞必須準確，不僅僅是簡單的數(shù)據(jù)交換，還要有通過數(shù)信轉換（Conversion）將數(shù)字轉為有意義的信息，使得控制、設備與智能生產應用之間相互理解。既然如此，選擇和使用通用的信息交流標準也就成為這一結構的關鍵。現(xiàn)行技術中，08年開放的MTconnect已經作為信息交流標準被制造業(yè)廣泛應用了，也就是說這一過程已經有了實現(xiàn)方法。

　　除去一般操作的全面自動化，工革4.0的另一大特點是設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)將以經驗的形式存儲于中樞系統(tǒng)（Cyber）中，而云端則擁有更多同類設備的歷史記錄。通過大數(shù)據(jù)分析，中樞系統(tǒng)可以建立設備裝置的經驗運行模型，從而完成過程模擬、以及更為高級的設備行為預測。不僅僅是問題的實時通報，計算機可以做到根據(jù)細微變化而自行完成健康監(jiān)測，包括諸如老化、零件磨蝕等維護和經驗問題的預判。

　　同時，中樞系統(tǒng)還將不斷向人類或自身進行經驗學習，自我豐富知識。CPPS會通過認知（Cognition）過程對獲得的數(shù)據(jù)信息和模擬決策結果進行評估，然后以合適的方式呈現(xiàn)給具有專業(yè)經驗的人或設計者，經由人判斷后做出選擇支持計算機的結論或為它更新問題分析標準。人機交互結果反饋回到中樞系統(tǒng)，再由中樞積累這些反饋的信息，進行自我構建（Configuration），自我完善后的系統(tǒng)會越來越精準地完成將來的工作。

　　機器自相控制管理、自動化與自優(yōu)化大大強化了資源的有效利用，從而打破傳統(tǒng)工廠集中控制的生產結構。在自動生產前提下，具有高效和節(jié)能優(yōu)勢的微型反應器、微型生產裝置將得以充分利用（細化生產規(guī)模）。例如，龐大數(shù)量的微型反應器（Micro Reactor）可以取代單個大體積反應器，這樣做的優(yōu)勢是微量反應相比大范圍粗糙接觸反應將進行得更加徹底，更加高效，降低投入、減少浪費，提高生產力。同時，細化生產規(guī)模還可以讓生產更快地適應市場，根據(jù)市場需求量精確地調整生產量，最大程度消除生產過剩。另一方面，人機交互的遠程化和分散化也方便用戶更近地參與生產，使得訂單更加精確，并可以根據(jù)用戶自定義參數(shù)而進行調整，變得富有個性化。相信不久的將來，人們便可以通過APP客戶端選擇模型或輸入簡易的構建程式來生產符合自己訂制的產品。

　　最終，生產規(guī)模細化和精確生產，促使大型工廠將轉化為更多更加靈活的小型自控工廠。借助網絡和云技術則可以實現(xiàn)跨越地區(qū)對這些散布開來的不同工廠進行生產同步調整，這樣的跨越甚至是可以跨越國家界限和公司界限的，工廠內部不再集中大量的工人，員工也可以分散在世界各地直接根據(jù)自己的權限對工廠進行操作。這些新的“無人作業(yè)工廠”被稱為智能工廠（Smart Factory）和全球工廠（Global Factory）。笨重臃腫的集中控制被靈活精準的智能自控取代，生產集中轉為生產分散，生產資料重新分配并帶來了社會結構和社會產業(yè)資源比重的調整。