簡(jiǎn)單的說(shuō)工業(yè)4.0，是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。
隨著信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的高度融合，網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、軟件與自動(dòng)化技術(shù)的深度交織產(chǎn)生新的價(jià)值模型，在制造領(lǐng)域，這種資源、信息、物品和人相互關(guān)聯(lián)的虛擬網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem，CPS），德國(guó)人稱(chēng)其為工業(yè)4.0。
工業(yè)4.0概念首先由德國(guó)提出。2013年4月德國(guó)在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上首次發(fā)布《實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略建議書(shū)》，德國(guó)電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會(huì)于2013年12月發(fā)布工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。2014年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)的主題融合的工業(yè)下一步很好地契合了德國(guó)自2013年以來(lái)力推的創(chuàng)新概念工業(yè)4.0。
業(yè)內(nèi)對(duì)工業(yè)4.0的定義是：在現(xiàn)代智能機(jī)器人、傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)突破的條件下，通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將供應(yīng)鏈、生產(chǎn)過(guò)程和倉(cāng)儲(chǔ)物流智能連接，從而實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)的四化：供應(yīng)和倉(cāng)儲(chǔ)成本較小化，生產(chǎn)過(guò)程全自動(dòng)化，需求相應(yīng)速度較大化和產(chǎn)品個(gè)性化。
工業(yè)4.0的終極目的是使制造業(yè)脫離勞動(dòng)力稟賦的桎梏，將全流程成本降到較低，從而實(shí)現(xiàn)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的較大化。在4.0時(shí)代，不僅制造環(huán)節(jié)的人工將得到節(jié)省（機(jī)器人為主體的自動(dòng)化生產(chǎn)連線），前端供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)計(jì)劃（互聯(lián)網(wǎng)接入，工業(yè)機(jī)器人維修，實(shí)施管理訂單）、后端倉(cāng)儲(chǔ)物流管理（WMS+自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)）都將實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)無(wú)人化，以及較低的渠道庫(kù)存和物流成本。
工業(yè)4.0的特點(diǎn)是什么？
回顧前三次工業(yè)革命，實(shí)際上是應(yīng)用機(jī)械、電氣和信息技術(shù)等越來(lái)越先進(jìn)的工具逐步將人力從生產(chǎn)中解放，從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的過(guò)程。而對(duì)于即將到來(lái)的工業(yè)革命4.0，一項(xiàng)更為偉大的工具–互聯(lián)網(wǎng)將深度參與到生產(chǎn)過(guò)程中去，從而將制造業(yè)對(duì)勞動(dòng)力的依賴(lài)和生產(chǎn)成本的優(yōu)化帶到一個(gè)全新的高度。
1）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，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。
2）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，形成生產(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。
3）工業(yè)革命3.0：20世紀(jì)70年代以后，隨著電子工程和信息技術(shù)充實(shí)到工業(yè)過(guò)程之中，KUKA機(jī)器人電路板維修，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的優(yōu)化和自動(dòng)化。自此，機(jī)械能夠逐步替代人類(lèi)作業(yè)。
工業(yè)4.0概念火爆如何了解并布局工業(yè)4.0？
與現(xiàn)行的大規(guī)模、批量化生產(chǎn)相對(duì)應(yīng)，工業(yè)4.0將確保多批次，小產(chǎn)量狀態(tài)下產(chǎn)業(yè)的獲利能力，確保工藝流程的靈活性和資源利用率。這種生產(chǎn)模式成功后，能夠提供品種更豐富的個(gè)性化、功能更齊全的多樣性、性能更穩(wěn)定的高質(zhì)量、使用更人性化的產(chǎn)品，中國(guó)依靠大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的、高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品的吸引力將會(huì)降低。
業(yè)內(nèi)指出，互聯(lián)網(wǎng)讓工廠設(shè)備能說(shuō)話，會(huì)思考：
在理想化的智能車(chē)間里，所有加工設(shè)備、待加工部件（運(yùn)輸小車(chē)）、裝料機(jī)器人都裝有CPS，都具有無(wú)線上網(wǎng)功能。待加工部件不通過(guò)中央控制器，直接與加工設(shè)備聯(lián)系確定，到哪臺(tái)設(shè)備進(jìn)行哪些加工。工件控制工廠負(fù)責(zé)下道工序的加工設(shè)備直接調(diào)用待加工件，獨(dú)立自主的運(yùn)輸小車(chē)根據(jù)地下鋪設(shè)的感應(yīng)線路，把工件送給裝料機(jī)器手。所有后續(xù)工序需要的產(chǎn)品信息，包括生產(chǎn)銷(xiāo)售文件都由各工件自己攜帶。如果出現(xiàn)差錯(cuò)，或顧客的特別要求與現(xiàn)有的CAM數(shù)據(jù)不符，研發(fā)部的工程師會(huì)立刻得到報(bào)警。補(bǔ)充改進(jìn)措施會(huì)立刻在一個(gè)虛擬的試驗(yàn)環(huán)境下檢查，然后發(fā)給工件。
為什么要推動(dòng)工業(yè)4.0？
隨著人口紅利的消失，勞動(dòng)力供給減少、人工成本上升和新一代勞動(dòng)力制造業(yè)就業(yè)意愿的下降，對(duì)我國(guó)制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力形成了巨大制約。有數(shù)據(jù)顯示中國(guó)沿海地區(qū)勞動(dòng)力綜合成本已經(jīng)與美國(guó)本土部分地區(qū)接近。客觀上說(shuō)，推進(jìn)工業(yè)化和信息化融合，搶先進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代，以保持第一大支出產(chǎn)業(yè)-制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，是中國(guó)無(wú)法不選擇的一個(gè)命題。
李總理2014年10月份訪德期間簽訂工業(yè)4.0戰(zhàn)略合作框架，顯示出高層對(duì)制造業(yè)4.0升級(jí)改造的強(qiáng)力支持，工業(yè)4.0大概率將上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。
工業(yè)4.0在國(guó)際上的發(fā)展情況
在國(guó)際分工體系中德國(guó)成為市場(chǎng)主導(dǎo)者：
德國(guó)成為新一代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)(即CPS)的供應(yīng)國(guó)和主導(dǎo)市場(chǎng)（標(biāo)準(zhǔn)制定者、領(lǐng)先供應(yīng)商），從而使德國(guó)制造業(yè)在持續(xù)發(fā)展的前提下提升它的全球競(jìng)爭(zhēng)力。意味著德國(guó)人創(chuàng)建了新的生產(chǎn)環(huán)境，包括新的管理、流程、模型等，還提供新的智能生產(chǎn)裝備和新的技術(shù)手段。將推動(dòng)德國(guó)的機(jī)器人、制造成套裝備、IT技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)等核心產(chǎn)業(yè)的變革，并加入到工業(yè)4.0體系內(nèi)，再借助這新的工業(yè)體系生產(chǎn)制造出來(lái)的產(chǎn)品沖擊世界原有生產(chǎn)體系中的產(chǎn)品，確保了德國(guó)制造業(yè)的未來(lái)。
德國(guó)的工業(yè)4.0概念是建立在德國(guó)在自動(dòng)化裝備全球領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)地位上，幾乎所有國(guó)內(nèi)的大型自動(dòng)化工業(yè)企業(yè)，以及上千的中小企業(yè)也將加入到這一體系里去。西門(mén)子、菲尼克斯電氣、倍福、施耐德電氣、庫(kù)卡等都在朝這一方向努力。
西門(mén)子（Siemens）：憑借全集成自動(dòng)化（TIA）和數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)，西門(mén)子長(zhǎng)久以來(lái)占據(jù)著信息技術(shù)集成領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。西門(mén)子公司還將與德國(guó)弗勞恩霍夫研究院以及大眾汽車(chē)公司，通過(guò)利用產(chǎn)品生命周期管理軟件（PLM）進(jìn)行虛擬生產(chǎn)規(guī)劃，可降低生產(chǎn)線上機(jī)器人的能耗高達(dá)50%。
菲尼克斯電氣（PhoenixContact）：全面投入Profinet工業(yè)以太網(wǎng)的開(kāi)發(fā)，目前形成了全面的基于Profinet工業(yè)以太網(wǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
倍福（Beckhoff）：與傳感器、視覺(jué)系統(tǒng)及機(jī)械廠商一起參與科技自動(dòng)化-系統(tǒng)化工程與極速控制-標(biāo)準(zhǔn)加工設(shè)備能效提升兩個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施。
施耐德電氣（SchneiderElectric）：推出的EcoStruxure能效管理平臺(tái)，除了實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力、工業(yè)、建筑樓宇、數(shù)據(jù)中心和安防5大領(lǐng)域的技術(shù)和專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的整合，EcoStruxure與其子系統(tǒng)更強(qiáng)調(diào)軟件帶來(lái)的靈活性。
羅克韋爾自動(dòng)化（RockwellAutomation）：通過(guò)與思科密切合作，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)EtherNet/IP快速發(fā)展。Ethernet/IP是未經(jīng)修改的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，可以和現(xiàn)在所有的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)設(shè)備透明銜接，使得產(chǎn)業(yè)融合成為可能。值得關(guān)注的是：2014年4月全球最大的工業(yè)展會(huì)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，西門(mén)子展示的新一代汽車(chē)生產(chǎn)線吸引了很多人。從表面來(lái)看只是機(jī)器人對(duì)生產(chǎn)線上的車(chē)體進(jìn)行組裝，任何一個(gè)汽車(chē)工廠都有這樣的組裝線。不過(guò)，制造的思路卻完全不同。在該生產(chǎn)線上，車(chē)體與機(jī)器人一邊對(duì)話一邊進(jìn)行組裝。其工作原理為在車(chē)體內(nèi)嵌入IC標(biāo)簽，記錄汽車(chē)型號(hào)、必要零部件以及組裝順序等信息。車(chē)體接近機(jī)器人時(shí)會(huì)發(fā)出需要5扇門(mén)等指示。機(jī)器人會(huì)按照指示進(jìn)行作業(yè)。
其他工業(yè)化先進(jìn)國(guó)家也在積極推進(jìn)新工業(yè)戰(zhàn)略
與德國(guó)的工業(yè)4.0相比，其他工業(yè)化國(guó)家雖然未普遍使用這一術(shù)語(yǔ)，但盡可能降低生產(chǎn)操作成本、提高靈活性和加快創(chuàng)新周期也是這些國(guó)家的共同目標(biāo)。
美國(guó)：在美國(guó)，GE主導(dǎo)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命同樣如火如荼，已經(jīng)成為美國(guó)制造業(yè)回歸的一項(xiàng)重要內(nèi)容。