2009到2012年歐洲深陷債(zhai) 務危機，德國經濟卻一枝獨秀，依然堅挺。德國經濟增長的動力來自其基礎產(chan) 業(ye) ——製造業(ye) 所維持的國際競爭(zheng) 力。對於(yu) 德國而言，製造業(ye) 是傳(chuan) 統的經濟增長動力，製造業(ye) 的發展是德國工業(ye) 增長的不可或缺因素，基於(yu) 這一共識，德國政府傾(qing) 力推動進一步的技術創新，其關(guan) 鍵詞是“工業(ye) 4.0”。

德國2010年公布的《高科技戰略2020》中，提出了一係列促進製造業(ye) 發展的創新政策。為(wei) 使該戰略得到具體(ti) 落實，2012年德國政府公布題為(wei) 《十大未來項目》的跨政府部門的聯合行動計劃，並決(jue) 定在2012～2015年間向十大項目資助84 億(yi) 歐元。被稱為(wei) “工業(ye) 4.0”的未來項目，與(yu) 能源供給結構改革、可持續發展等項目同步公布。“工業(ye) 4.0”未來項目，主要是通過深度應用ICT（信息通信技術），總體(ti) 掌控從(cong) 消費需求到生產(chan) 製造的所有過程，由此實現高效生產(chan) 管理。

工業(ye) 4.0進化過程

工業(ye) 革命1.0：18世紀末期始於(yu) 英國的第一次工業(ye) 革命，19世紀中葉結束。這次工業(ye) 革命的結果是機械生產(chan) 代替了手工勞動，經濟社會(hui) 從(cong) 以農(nong) 業(ye) 、手工業(ye) 為(wei) 基礎轉型到了以工業(ye) 以及機械製造帶動經濟發展的模式。

工業(ye) 革命 2.0：第二次工業(ye) 領域大變革發生在20世紀初期，形成生產(chan) 線生產(chan) 的階段。通過零部件生產(chan) 與(yu) 產(chan) 品裝配的成功分離，開創了產(chan) 品批量生產(chan) 的新模式。20世紀70年代以後，隨著電子工程和信息技術充實到工業(ye) 過程之中，實現了生產(chan) 的最優(you) 化和自動化。

工業(ye) 革命3.0：第三次工業(ye) 革命始於(yu) 第二次工業(ye) 革命過程中發生的生產(chan) 過程高度自動化。自此，機械能夠逐步替代人類作業(ye) 。

工業(ye) 革命4.0：未來10年，第四次工業(ye) 革命將步入“分散化”生產(chan) 的新時代。工業(ye) 4.0通過決(jue) 定生產(chan) 製造過程等的網絡技術，實現實時管理。

信息物理融合係統（CPS）

通過通信網絡，將工廠內(nei) 所有設備互聯的“智能工廠”就是其中最好的一個(ge) 體(ti) 現。德國製造業(ye) 中的所有行業(ye) 正在實施該項目有關(guan) 的研究，並計劃為(wei) 此投入2 億(yi) 歐元。智能工廠或者“工業(ye) 4.0”，是從(cong) 嵌入式係統向信息物理融合係統（CPS）發展的技術進化。作為(wei) 未來第四次工業(ye) 革命的代表，工業(ye) 4.0不斷向實現物體(ti) 、數據以及服務等無縫連接的互聯網 （物聯網、數據網和服務互聯網）的方向發展。

工業(ye) 4.0體(ti) 現了生產(chan) 模式從(cong) “集中型”到“分散型”的範式轉變，正是因為(wei) 有了讓傳(chuan) 統生產(chan) 過程理論發生顛覆的技術進步，這一切才成為(wei) 可能。同時，分散型智能利用，代表了生產(chan) 製造過程的虛擬世界與(yu) 現實世界之間的交互關(guan) 係，在構建智能物體(ti) 網絡中發揮重要作用。未來，工業(ye) 生產(chan) 機械不再隻是“加工”產(chan) 品，取而代之的是，產(chan) 品通過通信向機械傳(chuan) 達如何采取正確操作。

CPS連接了虛擬空間與(yu) 物理現實世界，使智能物體(ti) 通信以及相互作用，創造一個(ge) 真正的網絡世界。CPS 體(ti) 現了當前嵌入式係統的進一步進化。與(yu) 互聯網或者網上可搜集的數據、服務一起，嵌入式係統也是構成CPS的要素之一。CPS可提供構建物聯網的基礎部分，並且與(yu) “服務互聯網”一體(ti) 化，實現工業(ye) 4.0。這些技術被稱為(wei) “實現技術”，培育更加廣泛的基於(yu) 創新型應用或過程的新現實空間，淡化現實世界與(yu) 虛擬空間的界限。實現技術就像互聯網使得個(ge) 人通信以及相互作用的關(guan) 係發生變革一樣，將給我們(men) 與(yu) 物理現實世界之間的相互作用關(guan) 係帶來根本性變化。

基於(yu) 高性能軟件的嵌入式係統與(yu) 融合在數字網絡中的專(zhuan) 業(ye) 用戶接口之間，發生的相互作用，將誕生全新的係統功能性世界。舉(ju) 一個(ge) 簡單的例子，智能手機囊括許多應用和服務，已經遠遠超出設備本身通話功能。由於(yu) 全新的劃時代應用和服務的提供商將不斷湧現，漸漸形成新價(jia) 值鏈，所以，CPS也將對現有業(ye) 務與(yu) 市場模式帶來範式轉變。汽車工業(ye) 、能源經濟，還有包括諸如工業(ye) 4.0的生產(chan) 技術的各個(ge) 工業(ye) 部門，將同步因這些新價(jia) 值鏈發生巨變。

未來智能製造業(ye)

在未來的智能製造業(ye) 中，CPS對涵蓋自動化、生產(chan) 技術、汽車、機械工程、能源、運輸以及遠程醫療等眾(zhong) 多工業(ye) 部門、應用領域，帶有非常重要的意義(yi) 。因CPS而實現的許多應用，將產(chan) 生新附加價(jia) 值鏈和業(ye) 務模式。CPS不僅(jin) 可以降低實際成本，提高能源、時間等的效率，還能降低CO2排放水平，在保護環境上發揮重大作用。

生產(chan) 係統，智能工廠的產(chan) 品、資源及處理過程因CPS的存在，將具有非常高水平的實時性，同時在資源、成本節約中也頗具優(you) 勢。智能工廠將按照重視可持續性的服務中心的業(ye) 務來設計。因此，服從(cong) 性、靈活性、自適應以及學習(xi) 等特征、容錯能力，甚至風險管理都是其中不可或缺的要素。智能工廠的設備將實現高級自動化，主要是由基於(yu) 自動觀察生產(chan) 過程的CPS的生產(chan) 係統的靈活網絡來實現的。通過可實時應對的靈活的生產(chan) 係統，能夠實現生產(chan) 工程的徹底優(you) 化。同時，生產(chan) 優(you) 勢不僅(jin) 僅(jin) 是在特定生產(chan) 條件下一次性體(ti) 現，也可以實現多家工廠、多個(ge) 生產(chan) 單元所形成的世界級網絡的最優(you) 化。#p#分頁標題#e#

相對於(yu) 傳(chuan) 統製造工業(ye) ，以智能工廠為(wei) 代表的未來智能製造業(ye) 是一種理想的生產(chan) 係統，能夠智能編輯產(chan) 品特性、成本、物流管理、安全、信賴性、時間以及可持續性等要素，從(cong) 而為(wei) 各個(ge) 顧客進行最優(you) 化的產(chan) 品製造。這也意味著，創新技術、成本與(yu) 時間的節約，擁有培育新市場機會(hui) 的網絡容量的“自下而上”型生產(chan) 模式中的革命。（作者王喜文係工業(ye) 和信息化部國際經濟技術合作中心電子商務研究所所長）