工業(yè) 4.0”的概念源于2011年德國漢諾威工業(yè)博覽會，其初衷是通過應用物聯(lián)網等新技術提高德國制造業(yè)水平。德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經濟技術部于 2013年將“工業(yè) 4.0”項目納入了《高技術戰(zhàn)略 2020》的十大未來項目中，計劃投入 2 億歐元資金，支持工業(yè)領域新一代革命性技術的研發(fā)與創(chuàng)新。隨后，德國設立了“工業(yè) 4.0 平臺” 并發(fā)表了德國首個工業(yè) 4.0 標準化路線圖。
我國制造加工業(yè)在龐大的人口紅利的支撐下，2013年中國成為世界第一貨物貿易大國，并獲得“世界工廠”的稱號。然而，隨著人口紅利的逐漸消失，我國制造加工業(yè)也陷入了轉型困境；與此同時，如美國、德國等發(fā)達國家相繼推出各種扶持和刺激政策以發(fā)展本國制造業(yè)，中國制造加工業(yè)被迫需要尋求變革，以維持未來我國制造加工業(yè)的優(yōu)勢，而此時“工業(yè)4.0”概念的誕生，恰恰為中國制造加工業(yè)指明了方向。
“工業(yè)4.0”即是以智能
制造為主導的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產方法；其中包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產品與服務的生產模式。“工業(yè)4.0”項目主要分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統(tǒng)及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現(xiàn)。二是“智能生產”，主要涉及整個企業(yè)的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產過程中的應用等。
中德雙方在10月10日舉行的第三輪中德政府磋商后發(fā)表的《中德合作行動綱要》中宣布，兩國將開展“工業(yè)4.0”合作，該領域合作有望成為中德未來產業(yè)合作的新方向。我國工業(yè)自動化程度低，我國目前每萬人只有21臺，和發(fā)達國家如日本、韓國相比，相差巨大，和全球平均55臺/萬人相比也有一定差距。全球各國都在為占領制造業(yè)高端領域，制定轉型戰(zhàn)略。美國，德國和日本為加快制造業(yè)轉型表現(xiàn)如下：
工業(yè)4.0將在制造領域的所有因素和資源間形成全新的社會-技術互動水平。它將使生產資源形成一個循環(huán)網絡，這些生產資源將具有以下特性：自主性、可自我調節(jié)以應對不同形勢、可自我配置、基于以往經驗、配備傳感設備、分散配置，同時，它們也包含相關的計劃與管理系統(tǒng)。作為工業(yè)4.0的一個核心組成，智能工廠將滲透到公司間的價值網絡中，并最終促使數(shù)字世界和現(xiàn)實的完美結合，工業(yè)4.0是工業(yè)化與信息化的結合。
工業(yè)4.0中的智能產品具有獨特的可識別性，可以在任何時候被分辨出來。當它們在被制造時，它們就可以知道整個制造過程中的細節(jié)。在某些領域，這意味著智能產品能半自主地控制它們生產的各個階段。
工業(yè)4.0將有可能使有特殊產品特性需求的客戶直接參與到產品的設計、構造、預訂、計劃、生產、運作和回收各個階段。在即將生產前或者在生產的過程中，如果有臨時的需求變化，工業(yè)4.0都可立即使之變?yōu)榭赡堋?
工業(yè)4.0的實施將使企業(yè)員工可以根據(jù)形勢和環(huán)境敏感的目標來控制、調節(jié)和配置智能制造資源網絡和生產步驟。員工將從執(zhí)行例行任務中解脫出來，使他們能夠專注于創(chuàng)新性和高附加值的生產活動。
工業(yè)4.0的實施需要通過服務水平協(xié)議來進一步拓展相關的網絡基礎設施和特定的網絡服務質量。這將可能滿足那些具有高帶寬需求的數(shù)據(jù)密集型應用，同時也可以滿足那些提供運行時間保障的服務供應商，因為有些應用具有嚴格的時間要求。
“工業(yè)4.0”不僅僅意味著技術的轉變、生產過程的轉變，同時也意味著整個管理和組織結構的調整。大數(shù)據(jù)、云計算以及物聯(lián)網這些技術都會用到第四次工業(yè)革命當中，它們協(xié)同作戰(zhàn)將全面顛覆傳統(tǒng)的制造業(yè)的思維方式。
以工業(yè) 4.0 為代表的新一輪工業(yè)革命，也是中國制造業(yè)轉型升級的重要契機。2014 年 1 月，中國工程院啟動并開展了《制造強國戰(zhàn)略研究》重大咨詢項目，提出了在 2020 年進入制造強國行業(yè)的指導方針和優(yōu)先行動。中國制造業(yè)未來如何適應市場的變化，有各種不同的意見。一種是強調更迅速、靈活地適應市場，用“貿工技”的方法跟上時代，還有一種則是“技工貿”的方法。比如，同樣是家用電器，海爾走的是貿工技的路子，格力則是技工貿。
德國工業(yè)4.0的啟示：提高生產力、加快產品上市、靈活的生產模式以及提高資源效率，是從“中國制造”轉向“中國創(chuàng)造”的關鍵因素。為了實現(xiàn)這一轉變，需要先進的技術和高效的生產體系。因此，制造企業(yè)應該逐步轉向信息化、數(shù)字化和智能化，從而將生產水平提升到一個新的高度，為“引領制造業(yè)未來”做好準備。而數(shù)字化的企業(yè)平臺，就是企業(yè)實現(xiàn)全生命周期兩化融合的途徑。
中國企業(yè)工業(yè)4.0路徑：中國要在工業(yè)4.0時代取得優(yōu)勢，必須在構建信息物理系統(tǒng)網絡平臺上先行一步。一方面，在國家新的信息化發(fā)展戰(zhàn)略中加強對 CPS的總體布局，研究制定CPS建設的戰(zhàn)略目標、重點任務、發(fā)展路徑和政策舉措。同時，在制造業(yè)發(fā)展、智慧城市建設、國家網絡和信息安全等工作中加強前瞻部署和應用推廣。另一方面，可借鑒美國組建“國家制造創(chuàng)新網絡中心”的做法，組建一批國家信息物理系統(tǒng)網絡平臺，負責承擔基礎理論研究，組織力量研發(fā)突破CPS軟件、傳感器、移動終端設備等工具和裝備，推動重點行業(yè)企業(yè)的開發(fā)應用。
