德國政府在《高技術戰略2020》一文中指出，將工業4.0作為德國十大未來項目之一，并于2013年4月在漢諾威工業博覽會上正式推出，目的就是為了在工業領域引領新一輪的革命性技術進步和創新。

一、工業4.0由來及含義

德國詳盡的分析了工業4.0所具備的內涵、前景以及技術內容，并提出了相應的戰略實施建議。本質上來說，它沒有引入更新的技術，但是它的重點在于，在工業生產過程中，如何提高計算機與網絡資源的利用率，并使之與物理設備更緊密地融合，形成信息物理融合系統，從而建立起一種協同度高、利用率高的互聯互通關系。

具體表現為：在新工廠內的生產系統中，所需的產品組件直接與生產系統相溝通，發出相應指令，指導接下來的生產過程。這將會徹底改變整個傳統制造過程，整個生產系統智能化程度更高，物聯網絡更加緊密。不同的生產組件之間可以相互溝通，反應也更加迅速。在這樣的互聯互通關系下，生產設備可以互相溝通，交換信息，互相控制，同時又可以獨立自主地運作。

德國的人工智能研究中心和西門子等其他20多個研究、工業伙伴共同在德國建了一家示范智能工廠，在實際生產中闡釋了信息物理融合系統—CPS的運轉方式。在該家示范工廠內，通過肥皂瓶的生產過程進行展示產品與制造機器之間的通信方式。將無線射頻識別（RFID）標簽貼在空的肥皂瓶上面，這些RFID標簽將指導生產機器該為瓶子套上黑色瓶蓋或者白色瓶蓋。

這和傳統意義的生產線顯然不同：傳統意義的生產線可以隨機地給肥皂瓶套上黑色或白色的瓶蓋，卻不能根據加在瓶身上的信息有選擇性的套某種顏色的瓶蓋。也就是說，對于目標產品，在生產之初，從原材料、零部件開始就攜帶有數字信號的標簽，通過RFID無線訊號與周圍環境、加工設備相互交流。

此時，連接真實世界與虛擬世界的信息物理融合系統—在該產品身上得到了很好的體現。CPS的涵蓋面很廣，從機械加工制造業中的存儲系統、智能機器到生產設備都可以成為CPS。這將會從根本上改變包括工程、制造、供應鏈、材料使用和生命周期管理在內的整個工業過程。德國的電子電氣工業協會發布預測：不同生產部件之間可以相互溝通，將使生產效率提高30%左右。可以看出，在提倡節能、環保、高效生產的今天，工業4.0將會在未來影響或決定著工業生產的發展速度。

回顧人類歷史上經歷的三次工業革命

工業1.0：18世紀末由機械制造設備引起；

工業2.0：、20世紀初以電氣化技術為基礎的大規模生產方式；

工業3.0：20世紀70年代以IT技術和信息技術為基礎。而對于今天的工業4.0，支撐技術必然是物聯網技術和制造業向服務化轉變的趨勢。

工業4.0項目主要包括兩個方面，第一是指“智能工廠”，這包括工業智能傳感器系統、過程和分布式的網絡信息系統等基礎設施，以此來滿足智能化生產所需；第二是指“智能生產”，包括整個企業的生產計劃、內外物流、現場人機交互界面以及3D打印技術在生產過程中的具體應用等。在工業4.0的指導下，中小型企業都可以低門檻、方便、便捷地參與其中，并搖身轉變成為智能化制造技術的實踐者和受益者，同時還是先進工業制造技術的創造者、供應商。

二、工業4.0對我國機械制造業的影響

作為東方大國的中國，憑借其巨大的制造業總量被稱為：“世界工廠”。但事實情況是，中國的制造業水平在全球價值鏈中仍處在低附加值的生產環節，高強度、高消耗、高密集化的使用資源，給環境帶來了巨大的壓力。此外，人口老齡化是中國的制造業正在面臨的另一大嚴峻挑戰。如果“世界工廠”化的生產模式不加以轉變，中國的制造業將很難實現可持續發展，這將會給中國經濟產生帶來巨大的沖擊和損失。

工業4.0實施戰略，重點關注加工制造過程中的信息化，以信息技術推動加工制造業，實現其持續發展。這對我國加工制造業的發展有一定的啟示作用。

1.在政策導向上，要看準“智能聯動”，將其作為信息采集和信息智能化處理相融合的戰略支點。我國要努力將制造業的中心由傳統方式轉變到物聯網和智能聯動上來。將傳統的信息化和單純的自動化升級為智能化。注重政府與企業之間的共同合作，形成有效的政企聯盟，協同創新，使資源的利用效率最大化。

2.在技術方面，智能聯動的關鍵技術是信息的規范和標準，只有相關約定、協議格式統一，信息溝通才能有效進行。此外，信息技術服務的平臺化也是另一項關鍵技術。要實現以上的目標，必須做到硬件通用化，在彼此獨立的子系統中，硬件必須滿足通用化才能保障智能聯動的順利進行；軟件信息化，充分利用重復資源，例如相關的軟件等。軟件可重復利用，是實現高效率、低投入、高產出的基礎。

3.資金投入更大。計算機系統、信息通道系統、自動控制系統、機器人等不但要增加設施設備，而且還要進行整合。這就要求企業開辟更加廣闊的融資來源，以解決建設智能生產系統之需。

4.人員要分流。傳統機械制造業人員密集型的特點顯著，而智能機械制造系統對產業工人數量需求更少但綜合素質要求更高，實施產業升級富余出來的工人，將分流到其它行業中去，其中，自主再創業和服務業應有很大的包容能力。政府和企業都應為安置好這部分人員發揮作用。中國要想實現工業4.0，目前的道路還任重道遠。

對中國制造業的幾點建議：

1.師夷長技，要深入了解加工制造過程，學習先進國家是如何設計制造系統的；

2.要了解加工裝備，尋求裝備之間的差異化，找到實現更大單位產出的方法；

3.要認真思考，以提高產品已有價值、發現新的潛在價值為目的；

4.從管理層抓起，以規范化、標準化兩化融合的方面為落腳點。

5、要抓基礎科學研究。我國基礎科學技術落后，所以不能及時把一些高新技術轉化為生產力。要通過政策導向和增加投入，夯實我國機械制造業的基礎。

6、加強人才培養。要通過知識教育和技能培訓，提高從業人員的綜合素質。加強系統集成工程研發，行業要發揮協調作用，集中優勢力量，研究系統集成規律，提高整合質量。
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