编者按：近年来，发达国家纷纷提出以重振制造业为核心的“再工业化”战略，以信息网络技术、数字化制造技术应用为重点，依靠科技创新，抢占制造业新的制高点，尤其是德国“工业4.0”，被普遍认为启动、引领了一场新的工业革命。

工业4.0

前三次工业革命分别伴随着机械化、电气化和计算机技术的产生，如今，物联网及其服务在制造业环境的介入正在引导我们进入第四次工业革命。在德国，这一发展被描述为“工业4.0”。将智能ICT部件、传感技术和驱动装置整合到产品和生产系统里，使得现存的互联网服务和已知的“物联网”同步成长。

一、德国工业4.0

工业4.0项目最初是由德国联邦教育及研究部和德国国家科学和工程研究院提出的，它支持到现代工业的转换，并积极推动使其成型。在这一背景下,“这是OWL”（智能技术系统——东威斯特法伦 - 利珀）精英群集项目是全德工业4.0范围内最大和最成形的项目。研究和经济的紧密连接是工业4.0以目标为导向实施的关键。这一点可以在精英群集项目中看出:研究机构和企业在各种各样的项目和可持续战略里携手并进，这些领域包括自我优化的技术领域、人机交互、智能网络、能源效率和系统工程。

（一）德国工业4.0的核心特征

工业4.0拥有巨大的潜力。智能工厂让客户个性化的定制需求得以满足，这也意味着，即使产品只生产一次，也能通过颇具收益的方式制造出来。在工业4.0中，以供应商为例，动态业务和工程流程能帮他们根据生产需要最终做出相应改变，并灵活应对生产中断和故障。现在，制造过程中已经能够提供端到端的透明化，以促进决策优化。工业4.0将会开发出创造价值的新方法和新的商业模式。特别是它将给初创公司和小企业的发展带来机会，下游服务也能从中受益。

此外，工业4.0将正视和解决某些当今世界面临的挑战，如资源能源利用效率、城镇化、人口结构变化等。工业4.0能持续带来覆盖整个价值网络的资源生产率和效率的增益。它能将人口结构变化和社会因素考虑在内，以适合的方式组织生产。智能辅助系统让工人从单调、程序化的工作中解放出来，能把精力集中在创新和增值业务上。

（二）德国工业4.0的价值

根据工业-科学研究联盟的倡议，工业4.0平台的参与者制定了其工作目标——实施政府确保德国工业竞争力的战略举措。工业4.0拥有巨大的潜力：

1、满足用户的个性化需求。工业4.0能够在设计、配置、排序、规划、制造和运行等阶段中纳入个性化的、用户特定的标准，并能够合并最后的修改。通过工业4.0，即使生产一次性项目和极小的生产量（批量大小为一）也可以实现获利。

2、灵活性。基于信息-物理系统（CPS）技术的特别网络，使业务流程的不同方面（如质量、时间、任务、稳健性、价格和生态友好性）实现动态配置。这有助于材料和供应链的持续“调整”。这也意味着工程流程能够变得更加灵活，制造流程可以被改变，暂时性短缺（比如由于供应问题）能够被弥补，并且在短时间内实现产量的大幅提高。

3、优化决策。为了在全球市场获得成功，采取正确的决策（往往在没有事先通知的情况下）变得越来越重要。工业4.0能够提供实时的、端到端的透明度，使工程领域的设计决策得到提早验证，并且能够对损坏做出更加灵活的反应，同时对生产领域中一家公司的所有工厂进行全局优化。

4、资源生产率和效率。工业生产流程的首要战略目标仍然适用于工业4.0：用定量的资源实现最高的产量（资源生产率）和用最少的资源实现特定的产量（资源效率）。CPS使制造流程在个案基础上实现整个价值网络的优化。此外，无需停止生产，系统能够在生产期间对资源和能源消耗进行持续优化，减少其排放量。

5、通过新服务创造价值机遇。工业4.0为价值创造提供了新途径，也促成了就业的新形式。比如，智能算法能通过智能设备用于大量的不同数据（即大数据），从而产生新型的服务。这对于为工业4.0开发B2B服务的中小企业和初创型企业而言，是个巨大的机遇。

6、应对劳动力的人口结构变化。连同工作组织和能力发展计划，人类和技术系统的交互合作将为企业提供将人口结构变化转变为其优势的新途径。面对技术劳动力的短缺和日益多元化（年龄、性别、文化背景），工业4.0将促成多样的、灵活的职业道路，使人们能够持续工作，并在更长的一段时间内保持生产力。

7、生活和工作的平衡。应用CPS将使公司的工作组织形式变得更加灵活，这意味着公司能够更好的满足员工对于平衡工作和个人生活、个人发展和持续职业发展的需求。比如，智能辅助系统提供了一个灵活性的新标准，在满足公司要求的同时也能够满足员工的个人需求，从而为工作的组织提供了新机遇。随着劳动力规模的下降，该系统将在招募最佳员工的时候使CPS公司获得更多优势。

8、高工资经济仍拥有竞争力。工业4.0的双重策略将使德国增强其作为领先供应商的地位，并使其成为工业4.0解决方案的领先市场。

（三）德国工业4.0面临的挑战及应对措施

德国工业4.0战略愿景的实施，将是一个不断演进的过程，不同公司和行业演进的速度各不相同。实施工业4.0战略愿景中碰到的三大挑战，分别是标准化、工作组织和产品可用性。

工业4.0工作组认为以下措施有助于企业平稳向工业4.0转型：

1、实时CPS解决方案的实施，将在空间、技术质量和可靠性方面对服务可用性和网络基础设施提出很高要求。为了确保德国的国际竞争力，应呼吁出台服务规范和商业模式的国际标准。

2、目前，制造业的业务流程往往是静态的，并仅通过极不灵活的软件系统实施。不过，不能在一夜之间将它们替换成服务型系统。在旧系统上融入新技术（反之亦然）非常重要，旧系统需要通过实时功能系统进行更新。

3、在物联网和服务化的背景下，制造业新商业模式的发展速度将接近互联网本身的发展速度和活力。

4、员工将参与到工作组织、CPD（Continuing Professional Development）和技术开发的创新性社会技术设计的早期阶段工作中。

5、为了成功过渡到工业4.0，ICT产业（习惯上认为创新周期短）应和机械、设备制造商以及机电系统供应商（倾向于认为创新周期较长）密切配合，以开发出所有合作伙伴都能接受的商业模式。

二、“工业4.0”在中国

（一）工业4.0对中国的启示

面对以信息网络技术创新引领的智能化制造新趋势，大力推进两化深度融合成为打造中国制造业升级版的必然选择。工业和信息化部部长苗圩提出，要抓好建设和推广企业两化融合管理体系标准、全面提升工业智能化水平、推动信息网络技术与制造业深度融合、加强两化融合支撑能力建设等四项重要工作。

推进两化融合，运用信息技术改造提升传统产业是重点方向，要深化信息技术在研发设计、制造、管理、营销等全流程和全产业链的集成应用。对大企业，重点是围绕设计、制造、营销等环节，深化信息技术的集成应用，提高生产设备、生产过程、制造工艺智能化水平，加快工业机器人、增材制造等先进制造技术在生产过程中的应用，培育数字化车间、智能工厂，推广智能制造生产模式。对中小微企业，重点是进一步完善面向中小微企业的信息化服务体系，解决中小微企业在技术创新、企业管理、市场开拓、投资融资、人才培养、信息咨询等方面存在的突出困难，降低中小微企业信息化应用门槛，提高中小微企业信息化应用能力和水平，增强中小微企业发展活力。

以互联网思维创新工作思路和机制，推动互联网与制造业深度融合。一是推动物联网、大数据技术在工业领域的集成创新和应用。二是推进制造方式的互联网化。三是鼓励制造业创新销售和服务模式。

苗圩指出，推进两化融合，网络是基础。中国已建成全球最大的信息通信网络，固定电话用户、移动电话用户、互联网网民人数均已居世界第一，但宽带网络建设整体水平不高，与发达国家相比仍有较大差距。工信部将大力实施“宽带中国”战略，加快信息网络宽带化升级，推动新一代移动通信发展，全面推进三网融合，着力构建宽带、融合、安全、泛在的国家信息基础设施。推进两化融合，产业是支撑。要加快提升现代信息技术产业支撑能力，突破高端芯片、新型显示、关键电子元器件等核心关键技术，大力发展应用电子和工业软件，支持云计算、物联网等新一代信息技术研发和产业化，鼓励智能终端产品创新发展，增强信息产品供给能力。同时，要高度重视网络信息安全问题，不断增强两化融合形势下网络信息安全保障能力。

（二）中国制造业的反思

在过去一段时期，我国产业结构虽然顺应需求变化，并支撑了经济高速增长，但产业过度集中于原材料及加工制造中低端环节等问题，也成为影响我国未来经济持续健康发展的重要因素。十八大报告明确指出，推进经济结构战略性调整是加快转变经济发展方式的主攻方向，优化产业结构是新时期加快转变经济发展方式的根本出路。在推动产业结构调整转型的进程中，应充分汲取发达国家过度“去工业化”及发展高风险、高杠杆的金融业务导致实体经济与虚拟经济脱节的经验教训，借鉴其“再工业化”发展战略中具有前瞻性、符合发展大势的政策措施，根据不同类型行业的特点，有重点、有差别地推进结构优化升级，重点通过突破研发、设计、营销网络、品牌和供应链管理等制约产业结构升级的关键环节，改造提升制造业，优化三大产业比例关系，建立完善现代产业体系。

如今主要经济大国之间的竞争越来越集中于主导产业和战略性新兴产业的控制权方面，“再工业化”以及第三次工业革命使得中国取得先导性技术突破并将其产业化的需求日益迫切。《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》已明确将新一代信息技术、节能环保、新能源、生物产业、高端装备制造、新材料、新能源汽车等七大产业确立为发展重点。未来应以战略新兴产业的发展为契机，进一步加快提高自主创新能力，突破制造业数字化、智能化关键技术，在工业革命制高点与市场先机的争夺中占据有利地位，实现产业竞争力的持续提升。

（三）中国企业工业4.0路径

作为世界上“最大的工厂”，中国在制造领域发挥着巨大的作用。在中国经济需要转型升级的当下，中国的制造业正在从“中国制造”向“中国创造”迈进。但是，面对发达经济体如火如荼的再工业化运动，以及东盟国家、印度及拉美国家试图超过中国的阻碍。这样的形势之下，保持增长，同时促进产业升级，对于中国制造业领域来说，仍然是最大的挑战。

德国西门子股份公司工业业务领域总裁鲁思沃博士建议，通过发展技术创新，促进绿色制造，转型为以服务为基础的制造业，中国就能沿着全新的道路走向以高技术含量、优异的产品质量、低能源消耗以及高经济效率和充分利用人力资源优势为特征的工业化。同时，他认为，提高生产力、加快产品上市、灵活的生产模式以及提高资源效率，是从“中国制造”转向“中国创造”的关键因素。

为了实现这一转变，需要先进的技术和高效的生产体系。因此，制造企业应该逐步转向信息化、数字化和智能化，从而将生产水平提升到一个新的高度，为“引领制造业未来”做好准备。而数字化的企业平台，就是企业实现全生命周期两化融合的途径。西门子(中国)有限公司执行副总裁、工业业务领域总裁吴和乐博士向记者介绍，数字化企业平台是实现数字制造的载体。它可以实现包括产品设计、生产规划、生产工程，到生产执行和服务的全生命周期的高效运行，以最小的资源消耗获取最高的生产效率。该平台的实现需要企业以数字化技术为基础，在物联网、云计算、大数据、工业以太网等技术的强力支持下，集成目前最先进的生产管理系统及软件和硬件，如产品生命周期管理(PLM)软件和制造执行系统(MES)软件以及控制和驱动技术等。

在提升资源效率层面，制造业企业首先需要考虑设备层面的资源效率提升方案，例如高效电机、变频器等进行设备层面的节能。同时，企业需要将眼光放远，关注能够使全生命周期资源效率提升的整体解决方案。所谓整体解决方案，指将现有的技术和创新全部整合到一个数字化企业平台中，从企业层面到设备层面给出“基于成本设计”及“基于节能和资源设计”的完整资源方案。产品开发流程和生产流程中的所有环节在生产开始之前就已在虚拟环境达到了最优化。产品设计和生产任务配置所消耗的时间、人力、设备和原材料资源会得到大幅缩减，生产流程也会大大改进。（主要内容来自网络资源）