在未來的智能工廠中，產(chǎn)品信息都將被輸入到產(chǎn)品零部件本身，它們會根據(jù)自身生產(chǎn)需求，直接與生產(chǎn)系統(tǒng)和設備溝通，發(fā)出下一道生產(chǎn)工序指令。這種自主生產(chǎn)模式能夠滿足每位用戶的定制需求。

　　德國在工業(yè)4.0的理念思考和創(chuàng)新實踐方面已經(jīng)走在了世界的最前列，中國作為世界第一制造大國與德國在這個領域建立對話和合作，能使我們直面工業(yè)4.0的機遇與挑戰(zhàn)，跟上制造業(yè)轉型升級的步伐，繼而確保我國在未來全球制造業(yè)更高水準的競爭格局中能占據(jù)有利地位。

　　工業(yè)4.0是指以蒸汽機、大規(guī)模流水線生產(chǎn)和電氣自動化為標志的前三次工業(yè)革命之后的第四次工業(yè)革命。其特點是通過充分利用嵌入式控制系統(tǒng)，即物理信息融合系統(tǒng)，實現(xiàn)制造業(yè)向智能化轉型。

　　德國學術界和產(chǎn)業(yè)界積極推動工業(yè)4.0。他們認為，全球經(jīng)濟正處於第四次工業(yè)革命的開端，工業(yè)1.0是蒸汽機時代，工業(yè)2.0是電氣化時代，工業(yè)3.0是信息化時代，工業(yè)4.0則是利用基於信息物理融合系統(tǒng)的智能化來促進產(chǎn)業(yè)變革的時代。

　　智能制造時代的新思維

　　為了使德國成為智能化生產(chǎn)系統(tǒng)領先國家，引領新工業(yè)革命，德國政府在德國高技術戰(zhàn)略2020中把工業(yè)4.0確定為十大未來項目之一。該項目由德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術部聯(lián)手投入2億歐元。其研發(fā)主題包括：智能工廠，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設施的實現(xiàn)；“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用等。

　　由德國三大工業(yè)協(xié)會起草的《工業(yè)4.0白皮書》提出了關於工業(yè)4.0”中人、技術及組織的17個重要命題，展現(xiàn)了一幅全新的工業(yè)藍圖。

　　從人的角度來看，工作組織設計將以人為本，體現(xiàn)了自組織性和自主性；工業(yè)4.0”將為工人擴大工作范圍、增強自身技能、學習更多知識、擴大行動空間創(chuàng)造機會；工作工具可輔助學習，實踐社群將大大提高教學效率，信息技術技能培訓份額日益增加；學習工具不僅適用，而且能自動向使用者發(fā)揮功用。

　　從技術角度看，“工業(yè)4.0”系統(tǒng)簡單易用，安全可靠，并能輔助學習；簡單易用、普遍適用的問題解決方案范本使其他人也能參與工業(yè)4.0系統(tǒng)的設計和運行；產(chǎn)品和經(jīng)營過程網(wǎng)絡化、個性化會導致復雜性增加，同時解決問題的可能性更大，分析所有可能性并找到解決辦法的速度會更快；資源利用效率受到持續(xù)規(guī)劃、落實、監(jiān)督和自動優(yōu)化；智能產(chǎn)品在整個產(chǎn)品生命周期內可尋址、可識別；系統(tǒng)組件可尋址、可識別，支持對生產(chǎn)過程和生產(chǎn)系統(tǒng)虛擬規(guī)劃；新的系統(tǒng)組件能夠完全替代舊的系統(tǒng)組件，并且功能兼容；各系統(tǒng)組件發(fā)揮功用，為其他系統(tǒng)組件服務；新的安全文化要求“工業(yè)4.0”系統(tǒng)可信賴、有彈性且社會可接受。

　　從組織角度來看，新的價值創(chuàng)造網(wǎng)融合產(chǎn)品、生產(chǎn)和服務，使勞動分工更加靈活；合作和競爭會導致產(chǎn)生新的經(jīng)濟和法律組織；系統(tǒng)構架和業(yè)務流程符合可適用的法律框架，且新的法律解決方案會促成新的合同模式；在新興市場將存在調節(jié)地域附加值的機會。

　　制造業(yè)發(fā)展的新趨勢

　　從生產(chǎn)手段看，數(shù)字化、智能化技術和裝備將貫穿產(chǎn)品的全生命周期。隨著信息技術的發(fā)展以及信息化普及水平的提高，數(shù)字技術、網(wǎng)絡技術和智能技術日益滲透融入到產(chǎn)品研發(fā)、設計、制造的全過程，推動產(chǎn)品的生產(chǎn)過程產(chǎn)生了重大變革。

　　從發(fā)展模式看，綠色化、服務化日漸成為制造業(yè)轉型發(fā)展新趨勢。生態(tài)環(huán)境與生產(chǎn)制造的矛盾日益激化，推動了全球工業(yè)設計理念的革新和傳統(tǒng)技術的改造升級，以實現(xiàn)資源能源的高效利用和對生態(tài)環(huán)境破壞的最小化。歐美的綠色供應鏈低碳革命、日本的零排放等新的產(chǎn)品設計理念不斷興起，綠色制造等清潔生產(chǎn)過程日益普及，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、再制造產(chǎn)業(yè)等靜脈產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，都表明制造業(yè)的綠色化發(fā)展目標已經(jīng)成為制造業(yè)的共識。

　　從組織方式看，內部組織扁平化和資源配置全球化已成為制造業(yè)培育競爭優(yōu)勢的新途徑。在企業(yè)內部管理方面，傳統(tǒng)的工業(yè)化思維以層級結構管理企業(yè)的內部運行，以串聯(lián)結構與上下游企業(yè)共同形成產(chǎn)業(yè)鏈條，強調管理組織等級分明，強調企業(yè)業(yè)務大而全，難于適應市場和產(chǎn)品的多樣化需求。而當前的互聯(lián)網(wǎng)思維強調開放、協(xié)作與分享，要求減少企業(yè)管理的內部層級結構，在產(chǎn)業(yè)分工中注重專業(yè)化與精細化，企業(yè)的生產(chǎn)組織更富有柔性和創(chuàng)造性。

　　從發(fā)展格局看，比較優(yōu)勢動態(tài)變化將重塑全球制造業(yè)版圖。以往通常認為，全球制造業(yè)發(fā)達國家掌握著世界制造業(yè)的發(fā)展方向和最核心的技術，是世界制造業(yè)技術發(fā)展方向的引領者；中國、印度、巴西等新興國家生產(chǎn)成本相對較低，擁有巨大的消費市場，成為生產(chǎn)基地；拉美等處于工業(yè)化初期的國家，原材料豐富、工業(yè)基礎薄弱、缺少技能工人，是原材料和能源的供應者。然而，隨著新興國家勞動力工資的提升、土地價格的上漲等因素的不斷影響，制造業(yè)生產(chǎn)成本的地區(qū)分布發(fā)生了明顯變化。

　　從國家層面上看，應把信息化和網(wǎng)絡化作為推動制造業(yè)企業(yè)轉型升級的主攻方向。當前全球制造業(yè)發(fā)展越來越呈現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化的新特征，美國提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略、德國提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略，主要意圖就是搶占智能制造這一未來產(chǎn)業(yè)競爭制高點。

　　從企業(yè)層面看，應把實施互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略作為企業(yè)提升競爭力的關鍵環(huán)節(jié)。互聯(lián)網(wǎng)不再只是企業(yè)生產(chǎn)的工具和手段，已成為支撐企業(yè)成長的關鍵要素和支撐平臺。基于互聯(lián)網(wǎng)思維下的企業(yè)轉型升級，推動了眾多制造業(yè)新業(yè)態(tài)的崛起，已經(jīng)成為當前制造業(yè)發(fā)展新的亮點，更是當前經(jīng)濟形勢下難得的發(fā)展機遇。

　　未來的工廠將變得更智能

　　自首臺工業(yè)機器人應用已經(jīng)有40年，如今它開始走向與人類的融合。ABB中國區(qū)副總裁李剛介紹稱，第一代機器人基本按照所編的程序工作，第二代機器人是帶有傳感器的智能機器人，可以完成協(xié)作式的工作。第三代機器人將是那些可以完全自主行動，像人類一樣根據(jù)環(huán)境作出調整的機器人，目前還沒有出現(xiàn)。

　　西門子曾這樣描述未來工廠你會看到傳送帶安靜而迅速地將工件運送到整潔的機器旁邊。身形小巧、動作敏捷的運輸機器魔幻般地在車間過道上穿梭往來，搬運物料，運送零件到倉庫，焊接機器人快速做者焊接的工作。

　　除了機器人，量身定制模式成為這種智能化應用的特征之一。德國的工業(yè)4.0國家項目的宗旨便是利用互聯(lián)網(wǎng)和傳感器，在最佳的時間點生產(chǎn)最佳的產(chǎn)品。在未來的智能工廠中，產(chǎn)品信息都將被輸入到產(chǎn)品零部件本身，它們會根據(jù)自身生產(chǎn)需求，直接與生產(chǎn)系統(tǒng)和設備溝通，發(fā)出下一道生產(chǎn)工序指令。這種自主生產(chǎn)模式能夠滿足每位用戶的定制需求。

　　工業(yè)4.0還預示著工業(yè)正在向著使用最新科技和創(chuàng)新理念的智能工廠轉變。工廠智能設備的數(shù)量以及這些設備所提供的信息正在急劇增加。其一個重要焦點是個性化產(chǎn)品的市場趨勢。SAP便提供自ERP企業(yè)數(shù)據(jù)到車間數(shù)據(jù)的離散制造業(yè)流線型解決方案，縱向集成從企業(yè)業(yè)務層到車間機器的所有相關流程。

　　工業(yè)4.0會催生新的機遇

　　中國目前已沒有人口紅利，從找工人、訓練工人到留工人，都變得很難，同時工資正以每年15%-20%的幅度增長，人力成本越來越大。在這種趨勢下，工廠只有朝著更智能化的方向發(fā)展，才會更具有競爭力。未來的工廠除了要智能化，還要可視化。臺達將在能源管理、智能綠生活方面加大大陸市場布局，參加工博會和這兩個主題都有關。

　　工業(yè)4.0會催生出很多小型工廠。現(xiàn)在的工廠一般規(guī)模都比較大，但隨著電腦、自動化機器、3D打印等要素的融合，以后可以做出很多個性化商品，工廠規(guī)模也會往小型化發(fā)展。

　　現(xiàn)在美國、德國的制造業(yè)都重新起來了，里面很大一個原因就是工業(yè)4.0。借助電腦設計和電腦制造，很多少量多樣的商品已經(jīng)轉移到美國國內制造，因為這樣可以賣個好價錢。比如廣東東莞的很多家具廠，不少已把一些個性化家具產(chǎn)品（如家庭餐椅）轉移到美國制造，而一些規(guī)模化的產(chǎn)品還是留在大陸以及人工比較便宜的地方制造。

　　所以從國家角度來說，工業(yè)4.0是自然的發(fā)展過程。企業(yè)為了求生存，一定會朝著這個方向走。今年工博會上也可以看出，目前大陸做工業(yè)自動化的廠商已經(jīng)非常多了，不過需要時間要讓大家習慣人和機器如何協(xié)同做事。

　　中德合作的理想價值觀

　　未來二十年，工業(yè)4.0是符合中國和德國企業(yè)的發(fā)展趨勢。以中德各自的優(yōu)勢，二國企業(yè)是實現(xiàn)工業(yè)4.0最優(yōu)質的合作伙伴。為實現(xiàn)優(yōu)質聯(lián)盟，雙方必須關注下面的七個問題。

　　1.技術背后的價值觀。德國要解決勞動力稀缺和昂貴，中國要保障充分就業(yè)。以人機一體的“augmentedoperators”為例，智能軟件和可視硬件可以像指導外科醫(yī)生臨床開刀一樣給操作工發(fā)動作指令。它既可以解放勞動力，也可以變成對勞動力的智能奴役；既可以減少專業(yè)技術人員，也能夠提高低級技工的工作機會。國情決定價值觀。

　　2.信息的歸屬和使用權。到工業(yè)4.0的階段，簡單信息沒有價值。有核心價值的是流程信息、資產(chǎn)信息（Assetinformation）和事件信息（eventinformation）。這就像寫《九陰真經(jīng)》的字符沒有價值，是戰(zhàn)斗中總結出來的拳法、套路、搏擊應對的選擇最有價值，它們共同組合成最后的經(jīng)文（軟硬件系統(tǒng)）。中國企業(yè)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)為系統(tǒng)DNA的一部分，具有超凡的價值。因此，系統(tǒng)開發(fā)商和應用企業(yè)要有等價交換的規(guī)則。

　　3.發(fā)展方向、路徑選擇和決策標準。目前，工業(yè)4.0只是一個藍圖。具體到廠房設備層次的感應器和執(zhí)行器（Actuators）、控制程序邏輯（PLC）、流程管理人機界面（HMI）、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和企業(yè)資源規(guī)劃（ERP），各個層次在未來20年中都可以有多項發(fā)展的選擇。關于發(fā)展的路線圖和策略目標，中國企業(yè)要有話語權。一矣成型，只能路徑依賴。

　　4.套裝嵌入式生產(chǎn)裝備的主次關系。受法本化學公司（IGFarben）、“羅意威理念”（LoeweNorm）的歷史影響，從生產(chǎn)來復槍的羅意威兄弟公司開始，德國企業(yè)就大力推廣可以互換的多用途機械零件，進而形成德國工業(yè)標準設計（DIN）和德國電子標準設計（VDE）。它們幫助德國企業(yè)設計和制造像變形金剛一樣的組合型工業(yè)母機。進入工業(yè)4.0，組合的原則是最大的政治，因為套裝嵌入式系統(tǒng)（ddedsystems）設計事關相互依賴和友好套牢。防止單方面依賴是自主靈活的關鍵。

　　5.接口、界面、平臺標準決定分布式生產(chǎn)網(wǎng)絡的控制權。硬件背后，工業(yè)4.0有四大軟件子系統(tǒng)：智能預測分析、自組織的維修保養(yǎng)、數(shù)字生產(chǎn)流程、智能物流。每個子系統(tǒng)內部又包含不同的軟硬件組合。每個環(huán)節(jié)的連接接口都是戰(zhàn)略要地。它的設計和標準影響系統(tǒng)內部和之間的兼容。因此，接口將是友商競爭的聚焦點，然后是界面和平臺。

　　6.聯(lián)合開發(fā)，共同制造的聯(lián)盟策略。工業(yè)4.0還是一個成長中的有機體。它需要中德之間的高度合作。它不能成為一方向另一方營銷新技術設備的“特洛伊木馬”。太陽能產(chǎn)業(yè)的歷史教訓不能忘，不能讓歐洲企業(yè)通過標準和技術更新，刻意制造出中國企業(yè)對新設備的需求。如果在同一塊石頭上絆倒兩次，那只能怨自己太笨。

　　7.教育、培訓、后續(xù)創(chuàng)新的知識管理系統(tǒng)的合作。管理方法隨生產(chǎn)方式而改變。20世紀初的工業(yè)流水線標準化生產(chǎn)激發(fā)出泰勒管理方式。工業(yè)4.0必然帶來全新的管理理念和創(chuàng)新機會。掌握第一手信息的先進企業(yè)有義務向產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境中的利益相關者開放源代碼，方便兼容創(chuàng)新。一個公平合理的知識與技術轉讓平臺也有利于產(chǎn)業(yè)生態(tài)的繁榮昌盛。

　　總的來說，工業(yè)4.0涉及到以下要件：理想價值觀，產(chǎn)業(yè)與市場的權力分配，工業(yè)標準化的話語體系，數(shù)字機床等實物符號，歸屬與結盟的儀式，人機互動的日常活動，以及對立面（與之競爭的系統(tǒng)）。套用馬克思的句式表達，工業(yè)4.0是未來工業(yè)社會關系的總和。