工業4.0寓意是以信息物理系統（Cyber Physical System）為基礎，以生產高度數字化、網絡化、機器自組織為標志的第四次工業革命。這個概念起源于2012年的德國漢諾威工業博覽會（Hannover Messe），工業4．0被定義為制造業的信息智能化，包括更高層次的互聯性、更智能的設備和機器與設備之間的通信。在工業4．0時代，機器設備具有強大數據處理能力，它們提供的信息、統計數據和動態分析通過互聯共享能夠使生產變得更智能、更精益、更節能。

完整的工業4．0智能化體系

工業4．0的目標是智能制造，其精髓是智慧工廠，其基石是精益生產和信息互聯。而這一切都需要硬件，軟件，大數據和管理系統的支撐。相對于傳統工業用6個M（Material，Machine，Methods，Measurement，Maintenance，Modeling）來表示其特征，智能制造的生產方式可以用6個C來定義：Connection，Cloud，Cyber，Content，Community，Customization。未來工業的智能化體系結構可以直觀的用一個金字塔來表示。

完整的工業4．0智能化體系

將來會(hui)怎樣？

工業4．0最終將導致制造業和工業的一個與以往任何時刻都不同的顯著變革。從長遠來看，“連接”是未來工業最醒目的主題詞，所以生產者，生產要素（設備，工廠，物料），供應商和客戶工都將在連接的范圍之內。工業4．0將無處不在的傳感器，各種嵌入式終端系統，智能控制系統，通信設備和交通工具，通過信息物理系統編織成一個智能網絡，使得設備與設備之間，設備與產品之間，人與設備之間，人與產品之間，人與人之間通過該智能網絡實現虛擬與現實，數字世界和物理世界的持續的互聯互通，信息交流，行為交互。

工業4．0智慧工廠

對于未來工廠而言，在智能控制基礎上的智慧工廠的各種智能生產設備和產線將能根據具體情景進行自動調節并作出更多的自主決策。今后，隨著智能工廠在世界各地的出現，工廠之間的地理邊界和數據隔離可能成為過去。對各個行業來說，工業4．0是一個絕佳的機會，它們可以利用這個機會逐步實現傳統工廠到智能工廠的轉變。新技術也將導致更多靈活的、可持續的和環保的生產線的出現。

未來工(gong)業(ye)方向

1、高(gao)度集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)化：在企(qi)業內(nei)部實現(xian)(xian)(xian)把所有(you)生(sheng)產、運營環節信息的(de)(de)無縫連接，即實現(xian)(xian)(xian)企(qi)業內(nei)部信息流(liu)(liu)，資金流(liu)(liu)和(he)(he)物流(liu)(liu)的(de)(de)產品(pin)全生(sheng)命周期縱向(xiang)集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)；在企(qi)業之間通(tong)過價值鏈及(ji)信息網絡實現(xian)(xian)(xian)研，產，供(gong)，銷無滯銜(xian)接的(de)(de)橫向(xiang)集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)；在企(qi)業與(yu)客戶(hu)之間通(tong)過各種先進的(de)(de)互聯(lian)和(he)(he)社交(jiao)工具(ju)實現(xian)(xian)(xian)共享價值鏈的(de)(de)端到端集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)。

2、數據就是核心：未來工業對于各種產品數據，運營數據，價值鏈數據和外部各種客戶數據的大數據積累，模型建立以及實施數據的精準分析將是工業4.0的生產體系區別于傳統工業生產體系的本職特征。

3、層(ceng)出不窮(qiong)的創新(xin)(xin)：圍繞(rao)信息技(ji)術(shu)將分(fen)別實(shi)現新(xin)(xin)的智能(neng)技(ji)術(shu)，工業(ye)技(ji)術(shu)的融合與發展；智能(neng)產品和(he)裝備(bei)的涌現；以及智能(neng)生(sheng)(sheng)產模(mo)式(shi)，產業(ye)生(sheng)(sheng)態和(he)組(zu)織機構的創新(xin)(xin)。

4、生產(chan)方式大轉(zhuan)型：實現從生產(chan)型制造向服務性制造轉(zhuan)型；從生產(chan)要素驅動向創新(xin)驅動轉(zhuan)型。

通向未來(lai)之路

對于現存(cun)的(de)傳統工業所面臨(lin)的(de)問題，以及如何向未(wei)來挺進，可(ke)簡(jian)單用以下圖來闡述。在(zai)企業邁向未(wei)來的(de)升華(hua)之路上，將用智慧、經驗、產品和技術竭誠為您提(ti)供最(zui)簡(jian)捷的(de)解決(jue)方(fang)案和最(zui)完美的(de)服務。

相關：最接近工業4．0的自動化工廠

工業4．0概念在中國被炒得火熱。相比之下，它的創造者德國人卻并不熱衷于提這個概念。制造企業更愿意從自身發展需求出發進行技術升級和改造，下面要分享的是我們08年為瑞士做過的一個全自動無人工廠項目。

當時還沒有工業4．0這個提法，但該系統當時已經大大超前，現在看來在技術上是最接近工業4．0理想的解決方案了。

1、工業4．0應用技術

柔性生產

該生(sheng)產系(xi)統所要實現(xian)的(de)目標是使生(sheng)產實現(xian)最大的(de)柔性化(hua)。

自動化和信息(xi)化是實(shi)現柔(rou)性定(ding)制個性化生產(chan)的手段。

從視頻中可以看到，AGV小車將毛坯推入代加工區域，而這些毛坯木料的尺寸大小都是不同的，按照頂點順序進行排列，符合JIO理念。

而JIO（Just In Order）是繼JIT（Just In Time）準時制生產的基礎上提出的，要求供應商不僅應按時將零部件送抵生產現場，還要求不同規格零部件的順序按照要求排列，以便滿足混線生產的要求。

這樣不(bu)同型號的產品(pin)在裝(zhuang)配時，不(bu)會(hui)因(yin)為(wei)零件順序(xu)錯落而發生裝(zhuang)配錯誤的問題。

豐田的JIT只適合單一產品的大批量生產，而JIO則是混線生產，柔性制造模式所必需的供應鏈運作機制，是生產模式的變革。

目前國內的自動化項目都號稱4．0，但絕大部分無法實現柔性制造。

所以在筆者看來，中國企業談4．0只是按照自動化集成去理解，并沒有真正領會生產模式變革的意義。

數據追蹤(zong)

在(zai)產品(pin)的整個(ge)生(sheng)命周期中會產生(sheng)很多數(shu)據(ju)，即所謂的大數(shu)據(ju)。

制造商需要能夠(gou)利用這(zhe)些數據(ju)對(dui)產(chan)品進行跟蹤，以了(le)解產(chan)品的狀(zhuang)態(tai)。

比(bi)如某個(ge)客戶購買的(de)某產品中的(de)某個(ge)零件出了問題拿(na)到(dao)售后服務部門去維修，這時生(sheng)產廠應(ying)該能(neng)夠知道這個(ge)零件的(de)供應(ying)商是誰，哪個(ge)生(sheng)產環節中的(de)哪個(ge)人應(ying)該對此負(fu)責，并計算出損失。

相關的技術和軟件產品（PLM／PDM，ERP， CRM， SCM等）早在幾乎20年前就已經非常成熟，相對欠缺的是生產環節的大數據處理。

盡管也有相對成熟的解決方案，如MES（制造執行系統），SCADA（現場數據采集系統），APS（先進生產計劃系統）等，但是由于缺乏強大的車間級管理系統去協調各生產設備，生產車間的自動化和信息化層始終存在著難以打破的屏障，原因很多此處不展開討論。

而視頻中的生產(chan)系(xi)統則采用相對簡單和(he)(he)獨立的軟(ruan)件系(xi)統，在設備層實現(xian)了對生產(chan)數(shu)據(ju)的集成和(he)(he)管理。

首先機器人通過專用的檢測設備對入庫毛坯進行全檢，再掃描條形碼，根據讀取的產品信息自動調用加工程序（NC代碼由產品設計數模自動生成），并自動調整支撐夾具的位置，以適合零件的尺寸。

加(jia)工完畢(bi)后，由于條碼(ma)(ma)在(zai)加(jia)工過程中被破壞掉，所以再(zai)次貼敷(fu)條碼(ma)(ma)，并更(geng)新產品生產數(shu)據，記錄設備(bei)運行(xing)數(shu)據，將這些數(shu)據通過現(xian)場總(zong)線傳入上(shang)位機的生產管理／監(jian)控(kong)系統。

由于每個(ge)零(ling)件(jian)上都有條碼(ma)，每個(ge)條碼(ma)對(dui)于正確的(de)程(cheng)序(xu)，所以不論(lun)來料按何種順序(xu)排列，加工過程(cheng)是不會(hui)出現問題的(de)。

也就是說生(sheng)產管理調(diao)度軟件(jian)和生(sheng)產設備之間是相互獨立運行的(de)，就算生(sheng)產調(diao)度出(chu)了問題(ti)，也不會(hui)造成生(sheng)產程序調(diao)用錯誤。

而即便產品(pin)(pin)信息(xi)和加工數據在對(dui)(dui)應上出(chu)(chu)現(xian)問題(ti)，機器(qi)人的入庫(ku)檢測信息(xi)也會與程序信息(xi)進(jin)行比(bi)對(dui)(dui)，不(bu)會出(chu)(chu)現(xian)加工廢(fei)品(pin)(pin)（即可能用較(jiao)大尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)的毛(mao)坯(pi)加工出(chu)(chu)小尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)產品(pin)(pin)，而不(bu)會出(chu)(chu)現(xian)小尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)毛(mao)坯(pi)調用大尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)產品(pin)(pin)加工程序的問題(ti)）。

所以說，當我們評價工業4.0或工業互聯網，物聯網方案先進性的時候，不應只看技術實現的手段，不要去較真條形碼，二維碼，RFID哪個技術更先進，而更應該關注這些生產數據所支持的智能生產的運作機制。

工(gong)序集中(zhong)

整套生產(chan)系統集中了每一個(ge)產(chan)品從(cong)入(ru)庫到出庫的全部工序，與以(yi)(yi)往生產(chan)單元(yuan)的概念有所突破(po)，除了機械加工和上下(xia)料以(yi)(yi)外，該系統集成(cheng)了自動檢測，工裝夾(jia)具調整（柔性工裝），生產(chan)訂單管理等功(gong)能。

機加工序(xu)之后基本上直接進噴漆車間后就可以出(chu)廠了。

在生產戰略(lve)規劃上，該(gai)企(qi)業并沒有搞垂直整合，而是把附加(jia)值最(zui)高的(de)定制化加(jia)工留給了自己(ji)，利潤(run)薄(bo)，污染環境的(de)上下(xia)游工序統統外(wai)購或外(wai)協(xie)。

優化設(she)計

從產(chan)品開(kai)發邏輯上講，產(chan)品設計決定了生產(chan)工藝，而生產(chan)工藝決定生產(chan)設備。

當我們談論工業4.0或智能制造的時候，通常只關注到設備或軟件，而往往忽視了方法（工藝），更不會去在意設計（概念）。

產(chan)品設計從(cong)一開(kai)始不但決定(ding)了產(chan)品本(ben)身的(de)價值，也決定(ding)了大(da)部分的(de)生產(chan)成本(ben)。

以該瑞士制造商為例，由于產品為定制化設計，所以在安裝時需要服務人員在客戶現場進行安裝，而由于瑞士的人工成本極高，所以在設計時就必須充分考慮到組裝的便捷性，即DFA（Design For Assembly）。

說得更通(tong)俗些，這種木(mu)門(men)的最(zui)終(zhong)安(an)裝實際(ji)上和組裝宜家(jia)(jia)家(jia)(jia)具是一樣的，但是安(an)裝的復雜程度(du)和精(jing)度(du)要求(qiu)要更高，安(an)裝時也需要更專(zhuan)業的工具。

然而(er)如(ru)果按照(zhao)中國木匠打家具的(de)方法，實地測量(liang)尺寸(cun)再鋸(ju)斷合(he)適(shi)長度的(de)木料(liao)，再釘(ding)釘(ding)子等等，那么瑞士(shi)的(de)這(zhe)套木門(men)成(cheng)本會極高。

所(suo)以就(jiu)要求在(zai)設計(ji)之初就(jiu)要求便于快速組裝，而且具有一(yi)定的(de)通(tong)用(yong)性，小(xiao)型功能零(ling)件盡量采用(yong)標準件，只是在(zai)門板樣式和規格上體現個性化差(cha)異。

這(zhe)種產品(pin)設計既要保證(zheng)便(bian)于(yu)個性化定制生產，也要合理降低(di)制造成本，便(bian)于(yu)安裝維護。

所以說，一套體系化的產品設計理念和產品開發平臺才是成功實現工業4．0轉型最基本的前提。

2、產(chan)業(ye)變革的趨勢(shi)

沒有(you)夕(xi)陽(yang)產業只(zhi)有(you)夕(xi)陽(yang)觀念

在中(zhong)國(guo)人眼里(li)，木門生產絕對是落(luo)后的(de)傳統制(zhi)造業，沒有(you)利潤，沒有(you)科(ke)技含量，沒有(you)發展前途。

但是這個工業4．0項目卻落地在全世界工業技術水平最高，人工成本最貴的瑞士。

可見先(xian)進(jin)的(de)智能(neng)化制造(zao)系(xi)統是完全(quan)可以彌補(bu)人力成(cheng)本的(de)劣勢，而傳統制造(zao)業向發達(da)工業國回(hui)流也確實正在發生。

中(zhong)國的制造企(qi)業(ye)必須(xu)有所作為才(cai)能避(bi)免在這次工業(ye)革命中(zhong)被淘(tao)汰。

柔性智能生產系(xi)統(tong)增大利潤空間

制造(zao)成本是相對概念(nian)，當產(chan)品(pin)價值(zhi)足夠(gou)高時，那(nei)么制造(zao)成本就可(ke)以忽(hu)略不計(ji)了。

視頻里的瑞士公(gong)司通過投資智(zhi)能制造設備(bei)，首先在戰略(lve)上實現了(le)(le)定制化生產(chan)，使(shi)得(de)產(chan)品本身(shen)的價(jia)值大幅(fu)提(ti)高，而全自動(dong)制造系(xi)統(tong)免去(qu)了(le)(le)人(ren)工成本，并且整個設備(bei)占地(di)非常小(xiao)卻可(ke)以實現以往一個工廠(chang)的全部工序(xu)，使(shi)得(de)土(tu)地(di)成本構(gou)成的比重大幅(fu)下降。

通常我們認為中國的土地和人力成本很低，因此制造業優勢明顯。但是一旦發達的工業國紛紛采用柔性智能無人／少人生產系統來實現工業4．0革命，那么未來制造業的利潤－成本構成將發生極大的變化：

土地，人力，能源等資源相關的(de)(de)(de)因素在生產(chan)成(cheng)本(ben)(ben)中所構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)比(bi)利將(jiang)大為降低(di)，智(zhi)能設備的(de)(de)(de)技術折舊(jiu)以及雇用高端技術和咨詢人員的(de)(de)(de)將(jiang)成(cheng)為未來主要的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)(ben)。

所以，如果(guo)不增加在知識和技(ji)術上的(de)投入，中國(guo)制造業將面臨毀滅性的(de)打(da)擊。

企業看工業4．0往往只看到了相關技術的先進，看到了不足，但是缺乏合理的方法論去實現轉型升級。

中國(guo)企業(ye)要(yao)轉(zhuan)型升(sheng)級，首(shou)先(xian)要(yao)看懂制造(zao)業(ye)的(de)(de)發(fa)展趨勢，在整理出合適自己的(de)(de)新的(de)(de)運營模式(shi)，再根據這個模式(shi)有所取舍地規劃企業(ye)轉(zhuan)型升(sheng)級的(de)(de)途徑和戰略。

只要中(zhong)國的(de)制造企業多一些(xie)(xie)理(li)性，少一些(xie)(xie)浮躁，以中(zhong)國人(ren)的(de)聰明(ming)才智總可以找到合適自己的(de)轉(zhuan)型升級之路。