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    2013年4月，德國政府于“2013漢諾威工業博覽會”上正式推出“工業4.0”項目，該項目是德國政府2010年7月《高技術戰略2020》確定的十大未來項目之一，被認為是繼機械、電氣和信息技術之后的第四次工業革命，是引領德國工業未來發展的核心戰略。此項目一經推出，不但成為本屆漢諾威工業博覽會的一大亮點，更成為本年度全球工業界的熱議話題。

    制造業的未來需求

    眾所周知，德國是全球制造業中最具競爭力的國家之一，包括汽車和汽車配件工業、電子電氣工業、機械設備制造工業、化學工業等產業在內的制造業已經成為德國的經濟支柱，其裝備制造行業更是全球領先。

     “工業4.0”戰略的推出從根本上來說正是德國制造業發展的需要。德國制造業的領導地位源于德國在制造技術方面的研究和創新，當前德國制造業面臨著種種挑戰，包括降低成本、提高效率及增加生產的靈活性的需求，而要實現這些，需要大量的新的技術和新的產品，因此“工業4.0”應運而生。

    事實上，不僅僅是在德國，全球制造業都在面臨著前所未有的挑戰，規模龐大的中國制造業急需轉型升級，美國制造業的復蘇也必然需要探索新的發展模式。各種客戶需求，如改變批次產量、產品多樣性及可持續生產等已成為新的創新動力，而大數據、云技術、物聯網、新能源等新技術的發展為這次變革奠定了基礎。結合了市場和技術發展的需求，在全球一場新的工業革命都正在發展之中。正是順應這一趨勢，德國以其獨特的優勢打造其制造業的未來之路——“工業4.0”。

    智能化是核心

    “工業4.0”的重要方向之一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現。德國專家們提出的“工業4.0”的全新理念，主要就對聯網工廠以及相關方面的演變進行研究。“工業4.0”關注整個產品生命周期，對產品開發、物流以及生產的集成將通過材料流、產品流、以及信息流得以實現，從而構建高度復雜又極為高效的全球化生產運營。這樣一來，一條生產線就能夠跟供應商以及消費信息進行連接，從而根據消費者需求對生產環節進行動態調整，并對所交付的原材料進行相應調整。

    作為指引未來工業生產的一種全新概念，德國工業4.0的思路是：在工廠生產新的系統中，產品的組件直接與生產系統溝通，發出接下來所需生產過程的指令，這樣將改變整個生產技術的使用，整個系統將更加智能，聯網更加緊密，不同組件之間可以相互溝通，工作更快、作出反應更加迅速。

    新的生產模式使生產和交付變得更加靈活，而且對于生產中斷和故障可以靈活反應，區別于以往的“柔性生產”，這些反應是完全智能化的，無需人為地提前設定。

    毫無疑問，智能化將成為“工業4.0”的核心，而新型的生產制造模式實現的關鍵技術是智能化的網絡。

    在“工業4.0”的規劃中，制造商將以“信息物理系統”（Cyber-Physical Systems：CPS）為框架建立包含其設備、倉儲系統和工業產品的全球性網絡。CPS的意義在于將物理設備聯網，是連接到互聯網上，讓物理設備具有計算、通信、精確控制、遠程協調和自治等五大功能。CPS本質上是一個具有控制屬性的網絡，但它又有別于現有的控制系統。CPS則把通信放在與計算和控制同等地位上，因為CPS強調的分布式應用系統中物理設備之間的協調是離不開通信的。CPS對網絡內部設備的遠程協調能力、自治能力、控制對象的種類和數量，特別是網絡規模上遠遠超過現有的工控網絡。美國國家科學基金會（NSF）認為，CPS將讓整個世界互聯起來。如同互聯網改變了人與人的互動一樣，CPS將會改變我們與物理世界的互動。

    在制造業領域，CPS包含能夠獨立交換信息的小型智能機械、存儲系統和高效的產品設備，他們能夠獨立地完成運作和互相控制，從而極大地提升機器與機器之間的連通，并產生大量的數據。而生產系統能夠對所有數據進行管理，并進行智能分析，在無人為操作或較少人為操作的情況下通過這些數據來提升工廠效率。

    “工業4.0”并內有涉及到根本性的技術革新，而是強調通過“信息物理系統”來改變當前的工業生產模式。新的生產模式無疑將推動自動化領域的創新，未來的工業控制與自動化產品更需要靈活性、操作的方便性及智能化，支持標準網絡和具有自診斷功能也是大勢所趨。信息、通信、軟件技術在制造業中將發揮越來越重要的作用，成為“工業4.0”時代的核心競爭力。