經(jīng)過近兩年多角度高密度的討論，來自德國的工業(yè)4.0概念，逐漸從狹義地指代一次工業(yè)變革，走向廣義地指代一次社會經(jīng)濟變革。工業(yè)4.0當然不能限于工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)部討論，但是德國最早提出工業(yè)4.0的概念時，確實也沒有像現(xiàn)在討論的如此發(fā)散。

　　按照最早的定義，工業(yè)4.0包含的主題主要有二：一是智能工廠，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)。二是智能生產(chǎn)，主要涉及虛擬3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用（虛擬數(shù)字化工廠設(shè)計、仿真，機械裝置的數(shù)字化虛擬設(shè)計、仿真）；整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動；以及產(chǎn)品的生命周期管理等。智能生產(chǎn)包含內(nèi)容較多，我們這里主要回溯智能工廠在德國的最早設(shè)想。

　　智能工廠的設(shè)計，最為代表性的可能是德國人工智能研究中心所開發(fā)的SmartfactoryKL，為此我們早前郵件采訪了德國人工智能研究中心創(chuàng)新工廠系統(tǒng)（IFS）科學總監(jiān)Detlef Zühlke教授，以下是他介紹的SmartfactoryKL的最早設(shè)想。

　　“工業(yè)4.0”的基本概念誕生于2005年SmartfactoryKL成立之際（按：這比一般認為工業(yè)4.0于2011年提出的說法要早很多），其目的是把智能技術(shù)和網(wǎng)絡投入到工業(yè)應用中。2011年德國政府在咨詢專家的幫助下，將其定位為高科技技術(shù)戰(zhàn)略并將之命名為“工業(yè)4.0”，自此“工業(yè)4.0”得到了大眾的關(guān)注。到目前為止“工業(yè)4.0”的概念仍是未來生產(chǎn)的一個愿景。為了將這一革命性的愿景轉(zhuǎn)變?yōu)槿粘?，我們需要在技術(shù)上持續(xù)發(fā)展使其逐步進化?！肮I(yè)4.0”不再是通過傳統(tǒng)單一組件的發(fā)展而產(chǎn)生，而是借助聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，遵循一定的共同標準，讓許多企業(yè)共同參與到其中開發(fā)。

　　經(jīng)過兩年多的公眾關(guān)注，2014年項目組完成了第一個具體項目，將“工業(yè)4.0”運用到實際應用中。最突出的便是在2014漢諾威工業(yè)博覽會上展示的全球第一個“工業(yè)4.0”演示系統(tǒng)。

　　該產(chǎn)品共有10家企業(yè)聯(lián)合參與了研發(fā)，這第一個“工業(yè)4.0”示范作品的完成，一來可以證明該概念實現(xiàn)的可能性，二來彼此之間可以互相學習如何將相關(guān)新技術(shù)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品。該創(chuàng)意是由位于凱澤斯勞滕的SmartfactoryKL發(fā)起并協(xié)調(diào)的。如下圖。

　　但是，到2014年為止，“工業(yè)4.0”只能說是一個愿景，我們還沒有符合該概念并能夠讓客戶購買的產(chǎn)品。我們首先要建立標準，使不同的產(chǎn)品可以方便地互連，就如同家用電腦市場上那些即插即用產(chǎn)品。一個非常形象的比喻便是樂高積木。任何人都可以輕松地將樂高積木構(gòu)建成任何東西，因為所有的樂高積木零件都是遵循一定的標準來建造的。有了適用的行業(yè)標準，那么互相兼容可以互連的產(chǎn)品便不遙遠了。

　　“工業(yè)4.0”從本質(zhì)上說是一個迫在眉睫的第四次工業(yè)革命的愿景，主要帶來的是信息和通訊技術(shù)的進步。正如我們的日常物品，如手機、相機、汽車等正“智能化”和聯(lián)網(wǎng)進入全球互聯(lián)網(wǎng)，類似的發(fā)展也可以在我們的工廠得到見證。

　　按照物聯(lián)網(wǎng)即用的范式，組成我們生產(chǎn)系統(tǒng)的所有組件也成為智能網(wǎng)絡節(jié)點，可以很容易（在很大程度上自主）集成到基于IP的網(wǎng)絡。我們現(xiàn)在安裝并通過即插即用的方式操作打印機和其他設(shè)備，也開始通過生產(chǎn)設(shè)施的構(gòu)建、調(diào)試和操作方式得到反映。

　　端到端的基于以太網(wǎng)的“工業(yè)4.0”方式將根本改變我們現(xiàn)有的控制架構(gòu)。以一個長期的觀點來看，現(xiàn)場級的每一個傳感器和執(zhí)行器都將以完全相同的方式作為一個ERP系統(tǒng)或者NC控制的網(wǎng)絡節(jié)點。因此，整個網(wǎng)絡中的所有信息將可用。

　　但現(xiàn)實不會那么簡單，仍有許多懸而未決的問題需要回答。例如，我們需要幾個層次的標準，使工廠的元素可以像樂高積木一樣放在一起。此外，在“工業(yè)4.0”實現(xiàn)之前，數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域的很多問題都需要解決。至少在未來的幾年，工業(yè)控制中很重要的實時行為，不會使用基于以太網(wǎng)的解決方案。

　　“工業(yè)4.0”為我們提供了一個更加靈活和高效的未來愿景。為把這個愿景變?yōu)楝F(xiàn)實，我們需要工業(yè)界和科學界的共同努力，因為一個孤立的產(chǎn)品不能在網(wǎng)絡世界里成功，我們需要不同產(chǎn)品領(lǐng)域的創(chuàng)新型企業(yè)之間相互合作，共同工作，使概念轉(zhuǎn)化成商品，把愿景轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實。

　　借助smartfactoryKL項目，10個合作伙伴共同努力，在德國凱澤斯勞滕建立了一個“工業(yè)4.0”生產(chǎn)廠模型。每個合作伙伴建立一個系統(tǒng)模塊，或者提供相關(guān)跨應用的技術(shù)。smartfactoryKL定義所需要的機械、電氣和通信標準，并整合各個模塊。它是“全球第一例‘工業(yè)4.0’演示模型”，Detlef Zühlke教授說。毫無疑問，它也是將“工業(yè)4.0” 轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實十分重要的第一步。經(jīng)過近兩年多角度高密度的討論，來自德國的工業(yè)4.0概念，逐漸從狹義地指代一次工業(yè)變革，走向廣義地指代一次社會經(jīng)濟變革。工業(yè)4.0當然不能限于工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)部討論，但是德國最早提出工業(yè)4.0的概念時，確實也沒有像現(xiàn)在討論的如此發(fā)散。

　　按照最早的定義，工業(yè)4.0包含的主題主要有二：一是智能工廠，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)。二是智能生產(chǎn)，主要涉及虛擬3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用（虛擬數(shù)字化工廠設(shè)計、仿真，機械裝置的數(shù)字化虛擬設(shè)計、仿真）；整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動；以及產(chǎn)品的生命周期管理等。智能生產(chǎn)包含內(nèi)容較多，我們這里主要回溯智能工廠在德國的最早設(shè)想。

　　智能工廠的設(shè)計，最為代表性的可能是德國人工智能研究中心所開發(fā)的SmartfactoryKL，為此我們早前郵件采訪了德國人工智能研究中心創(chuàng)新工廠系統(tǒng)（IFS）科學總監(jiān)Detlef Zühlke教授，以下是他介紹的SmartfactoryKL的最早設(shè)想。

　　“工業(yè)4.0”的基本概念誕生于2005年SmartfactoryKL成立之際（按：這比一般認為工業(yè)4.0于2011年提出的說法要早很多），其目的是把智能技術(shù)和網(wǎng)絡投入到工業(yè)應用中。2011年德國政府在咨詢專家的幫助下，將其定位為高科技技術(shù)戰(zhàn)略并將之命名為“工業(yè)4.0”，自此“工業(yè)4.0”得到了大眾的關(guān)注。到目前為止“工業(yè)4.0”的概念仍是未來生產(chǎn)的一個愿景。為了將這一革命性的愿景轉(zhuǎn)變?yōu)槿粘茫覀冃枰诩夹g(shù)上持續(xù)發(fā)展使其逐步進化?！肮I(yè)4.0”不再是通過傳統(tǒng)單一組件的發(fā)展而產(chǎn)生，而是借助聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，遵循一定的共同標準，讓許多企業(yè)共同參與到其中開發(fā)。

　　經(jīng)過兩年多的公眾關(guān)注，2014年項目組完成了第一個具體項目，將“工業(yè)4.0”運用到實際應用中。最突出的便是在2014漢諾威工業(yè)博覽會上展示的全球第一個“工業(yè)4.0”演示系統(tǒng)。

　　該產(chǎn)品共有10家企業(yè)聯(lián)合參與了研發(fā)，這第一個“工業(yè)4.0”示范作品的完成，一來可以證明該概念實現(xiàn)的可能性，二來彼此之間可以互相學習如何將相關(guān)新技術(shù)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品。該創(chuàng)意是由位于凱澤斯勞滕的SmartfactoryKL發(fā)起并協(xié)調(diào)的。如下圖。

　　但是，到2014年為止，“工業(yè)4.0”只能說是一個愿景，我們還沒有符合該概念并能夠讓客戶購買的產(chǎn)品。我們首先要建立標準，使不同的產(chǎn)品可以方便地互連，就如同家用電腦市場上那些即插即用產(chǎn)品。一個非常形象的比喻便是樂高積木。任何人都可以輕松地將樂高積木構(gòu)建成任何東西，因為所有的樂高積木零件都是遵循一定的標準來建造的。有了適用的行業(yè)標準，那么互相兼容可以互連的產(chǎn)品便不遙遠了。