??当我们看到越来越多的OEM机械设备制造商开始制定或考虑设备互联和远程设备管理方案，越来越多的EU最终用户在制定或考虑通过MES软件平台来打通ERP和设备自动化层从来打造现代数字化工厂时，我们看到了一个自动化领域从业十多年来最明显的趋势：工业4.0或工业互联网。??

??当我们还沉浸在工业自动化的欢愉中时，工业4.0时代真的来了吗？马云曾经说过：很多人没搞清楚电脑是什么时，互联网和移动互联网来了；还没搞清楚移动互联网时，大数据时代来了。Intel前掌门人格鲁夫也曾说：大多数的战略转折点并不是轰然而至的，而是如小猫咪一样悄然到来。常常只有在你回忆往事的时候，它们才清晰的显现出来。??

??处于这样的市场发展环境中，让我们还是先撇开阴谋论的桎梏，首先来了解一下工业4.0的前世今生：即它是什么？它从哪里来？它要带我们到哪里去？??

???背景（它从哪里来？）：??

??经历了2008年那场空前全球金融危机的洗礼，世界正迎来一轮新的科技革命和产业变革浪潮。德国、美国、日本、法国和韩国等发达国家纷纷推出相关国家战略或计划，试图通过技术进步和产业调整重获工业制造优势，力争在未来激烈的全球竞争中占据先机。正是在这样的大背景下，德国政府在2010年提出《高科技战略2020》这样的全国性高科技政策，旨在提高高科技领域的竞争力，工业4.0是《高科技战略2020》的重要组成部分。工业4.0提出的具体外部原因有两个，一是美国等发达国家在金融危机后的“再工业化”带来的刺激，二是以中国为首的新兴国家的崛起使得德国产品在国际市场上的地位受到挑战。???

??自2013年4月德国政府在????????????????汉诺威工业博览会??上????????????正式推出以来，工业??4.0迅速成为德国的另一个标签，并在全球范围内引发了新一轮的工业转型竞赛。至此，德国政府关于国际分工体系的的战略目标已昭然若揭：1) 德国将成为新一代工业生产技术（即CPS）的供应国和主导市场（标准制定者和领先供应商），从而使德国制造业在持续发展的前提下提升它的全球竞争力，确保德国制造业的未来；2) 中国作为生产1/3 世界的制造大国、德国制造的******挑战者，一方面，规模化生产模式生产出来的产品将受到挑战；另一方面，产业升级时将被动接受德国的新标准和新设备。??

????内容（它是谁）：??

??工业??????4.0旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统 (Cyber-Physical System) 相结合的手段，将制造业向智能化转型。“工业4.0为德国提供了一个机会，使其进一步巩固其作为生产制造基地、设备供应商和IT业务解决方案供应商的地位。”德国工程院院长孔翰宁(Henning Kagermann)教授如此评价工业??4.0。????????

工业4.0战略的要点可概括为：建设一个网络、研究两大主题、实现三项集成。 ??

??1)   建设一个网络：信息物理系统网络CPS。信息物理系统就是将物理设备连到互联网上,让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能,从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。信息物理系统可以将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起,从而创造物联网及相关服务，并将生产工厂转变为一个智能环境。这是实现工业4.0的基础。 ??

??2)   研究两大主题：智能工厂和智能生产。“智能工厂”是未来智能基础设施的关键组成部分，重点研究智能化生产系统及过程以及网络化分布生产设施的实现。“智能生产”的侧重点在于将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程，从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。生产流程智能化是实现工业4.0的关键。 智能工厂的本质是通过信息系统来控制产品的生产，降低成本的同时大幅度的提高生产效率和灵活性。??

??3)   实现三项集成：横向集成、纵向集成与端对端的集成。“纵向集成”是基于未来智能工厂中网络化的制造体系，实现个性化定制生产，替代传统的固定式生产流程（如生产流水线）；“横向集成”是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合，是为了实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务； “端对端集成”是指贯穿整个价值链的工程化数字集成，是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合，这将******限度地实现个性化定制。??

??未来的智能工厂（它要带我们到哪里去？）：

??在工业4.0模式下，未来智能工厂将有以下特点：生产分散化，由集中向分散转变，规模效应不再是工业生产的关键因素；产品个性化，产品由趋同向个性的转变，未来产品都将完全按照个人意愿进行生产，极端情况下将成为自动化、个性化的单件制造；用户参与生产的程度增加，用户由部分参与向全程参与转变，用户不仅出现在生产流程的两端，而且广泛、实时参与生产和价值创造的全过程。????

??工业4.0之实践：??

??在工业4.0的发展道路上对智能工厂的投入将远超一般工业，但项目盈利能力也将显著提高。目前在航空航天、汽车、制药、食品饮料、电子和工程机械等高端装备领域都已有智能工厂的案例。??

??西门子：西门子的安贝格电子工厂，智能机器负责协调该公司的Simatic 控制设备的生产和全球分销，这一接单生产的定制流程涉及每年5 万余种产品的逾16 亿个部件。为了制造这家工厂的950 种产品，西门子向全球250 家供应商采购约1 万种原材料。该生产流程势必伴随不计其数的变化因素和错综复杂的供应链，远超出传统工厂的能力范围。就如组织原材料流程，为诸流程确定各自顺序，或甚至仅合理调度其1100 名员工，以满足不断变化的工作的需要，这是任何一项技术或任何一种工具所无能为力的。据Gartner调查显示，安贝格工厂中每100 万件产品中次品只有约15 件，庞大生产线的可靠性达到99%，追溯性更高达100%。??

??GE：2011年GE首次提出了“工业互联网”这一概念。GE预计，工业互联网技术创新将直接应用于各行各业，并产生32.3万亿美元的经济效益。亚洲航空（AirAsia）部署了GE的飞行效率服务。借助能源互联网，GE能帮亚航优化交通流量管理、飞行序列管理以及飞行路径设计。2014年有望帮亚航节省1000万美元的燃油费用，而亚航则预计到2017年，节省的燃油开支将高达3000万美元。欧洲能源巨头—德国意昂集团部署了GE的工业互联网软件平台—Wind PowerUp，将其283台风力发电机的输出功率提升了4%，每年多生产40千兆瓦/时电力，足够为4000户美国家庭供电一年。??

??施耐德电气：你是否曾买过一盒牛奶，刚刚从商店回到家就发现它已经不新鲜了？ Arla食品公司（欧洲******的乳品公司），正在使用施耐德电气旗下的Wonderware提供的一套智能工厂解决方案来避免这类事情的发生。Arla食品公司在丹麦和瑞典大约与13,700家牛奶生产商进行合作生产，丹麦的合作生产商每年为Arla食品公司提供40亿公斤的牛奶，瑞典的厂家提供22亿公斤，此外Arla食品公司从英国购买9亿公斤的牛奶。Arla食品公司Express品牌的牛奶从来自奶牛的原奶到商店货架不会超过12个小时。 ??

??Arla食品公司应用了Wonderware智能工厂解决方案，比如Arla食品公司安装了Wonderware InTrack资源跟踪软件来处理其连续的制造过程。接下来，DT分析软件判断和集中生产过程中的问题并把重要和有用的信息分送给相关的人员。 除了更快的响应时间，这个新层次上的追溯性根本上降低了不得不召回大量产品的风险，这是因为可以获得每个批次的详细信息。Wonderware的QI分析统计过程和质量控制（SPC/SQC）软件是Arla食品公司奶酪部门的公司标准。基于这些成功，克里斯蒂安斯菲尔德工厂接下来通过DT Analyst资产监视和OEE软件来控制其设备的效率，这个易用的报表系统提供一个简单的OEE 解决方案，帮助Arla食品公司的人员提高工厂现场的设备效率和向整个组织报告他们的成就，所有这一切可以即时送达公司总部。 有了Wonderware综合的智能工厂解决方案，Arla食品公司可以真正实现其将最新鲜的奶制品从商店送到欧洲餐桌上的承诺。 

??编后语：通过如上的文章，让我们初步厘清了关于工业4.0的概貌。我们看到，尽管工业4.0或许缺乏像蒸汽机那样的颠覆性技术支撑，与其说是革命，不如说是整合。但引领其中的系统工程和智能制造策略有可能在未来带来颠覆性的制造业变革，这正是它的魅力所在。后面几期的文章我们将首先介绍中国政府对于工业4.0战略的呼应，之后将着重于探讨实现智能工厂的技术和解决方案。

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