工業4.0:第四次工業革命-中文百科頻道

成立背景

“工業4.0”研究項目由德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部聯手資助，在德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等德國學術界和産業界的建議和推動下形成，并已上升為國家級戰略。德國聯邦政府投入達2億歐元。

德國政府提出“工業4.0”戰略，并在2011年的漢諾威工業博覽會上正式推出，其目的是為了提高德國工業的競争力，在新一輪工業革命中占領先機。該戰略已經得到德國科研機構和産業界的廣泛認同，弗勞恩霍夫協會将在其下屬6－7個生産領域的研究所引入工業4.0概念，西門子公司已經開始将這一概念引入其工業軟件開發和生産控制系統。

自2013年4月在漢諾威工業博覽會上正式推出以來，工業4.0迅速成為德國的另一個标簽，并在全球範圍内引發了新一輪的工業轉型競賽。

2023年4月17日至21日，全球約4000家來自機械工程、電氣和數字行業以及能源行業的企業參加了2023年漢諾威工業博覽會。

項目内涵

“工業4.0”概念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，目标是建立一個高度靈活的個性化和數字化的産品與服務的生産模式。在這種模式中，傳統的行業界限将消失，并會産生各種新的活動領域和合作形式。創造新價值的過程正在發生改變，産業鍊分工将被重組。

德國學術界和産業界認為，“工業4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業革命，或革命性的生産方法。該戰略旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛拟系統—信息物理系統（Cyber-Physical System)相結合的手段，将制造業向智能化轉型。

“工業4.0”項目主要分為三大主題：

一是“智能工廠”，重點研究智能化生産系統及過程，以及網絡化分布式生産設施的實現；

二是“智能生産”，主要涉及整個企業的生産物流管理、人機互動以及3D技術在工業生産過程中的應用等。該計劃将特别注重吸引中小企業參與，力圖使中小企業成為新一代智能化生産技術的使用者和受益者，同時也成為先進工業生産技術的創造者和供應者；

三是“智能物流”，主要通過互聯網、物聯網、物流網，整合物流資源，充分發揮現有物流資源供應方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務匹配，得到物流支持。

核心特征

“工業4.0”這一名稱的含義是人類曆史上的第四次工業革命。第一次工業革命是18世紀60年代至19世紀中期掀起的通過水力和蒸汽機實現的工廠機械化；第二次工業革命是19世紀後半期至20世紀初的電力廣泛應用；第三次工業革命是20世紀後半期出現的、基于可編程邏輯控制器（PLC）的生産工藝自動化。工業4.0的定位是可與這些工業革命比肩的技術革新。

工業4.0的本質，就是通過數據流動自動化技術，從規模經濟轉向範圍經濟，以同質化規模化的成本，構建出異質化定制化的産業。對于産業結構改革，這是至關重要的作用。

工業4.0驅動新一輪工業革命，核心特征是互聯。互聯網技術降低了産銷之間的信息不對稱，加速兩者之間的相互聯系和反饋，因此，催生出消費者驅動的商業模式，而工業4.0是實現這一模式關鍵環節。工業4.0代表了“互聯網+制造業”的智能生産，孕育大量的新型商業模式，真正能夠實現“C2B2C”的商業模式。

對于即将到來的數據流動自動化趨勢，世界主要制造強國的理解各有千秋。典型的就是通用電氣（GE）公司推動的“工業互聯網”，它更關注産品本身的智能化。

項目目标

德國制造業是世界上最具競争力的制造業之一，在全球制造裝備領域擁有領頭羊的地位。這在很大程度上源于德國專注于創新工業科技産品的科研和開發，以及對複雜工業過程的管理。德國擁有強大的設備和車間制造工業，在世界信息技術領域擁有很高的能力水平，在嵌入式系統和自動化工程方面也有很專業的技術，這些因素共同奠定了德國在制造工程工業上的領軍地位。通過工業4.0戰略的實施，将使德國成為新一代工業生産技術（即信息物理系統）的供應國和主導市場，會使德國在繼續保持國内制造業發展的前提下再次提升它的全球競争力。在社會根本上，德國完善的民主法制和知識産權保護，是保障德國制造業健康發展的堅實後盾，更是降低社會生産成本、提升效率的真正利器。

面臨的挑戰

缺乏足夠的技能來加快第四次工業革命的進程；

企業的IT部門有冗餘的威脅；

利益相關者普遍不願意改變。

關鍵點

工業4.0有一個關鍵點，就是“原材料(物質)”=“信息”。具體來講，就是工廠内采購來的原材料，被“貼上”一個标簽：這是給A客戶生産的XX産品，XX項工藝中的原材料。準确來說，是智能工廠中使用了含有信息的“原材料”，實現了“原材料(物質)”=“信息”，制造業終将成為信息産業的一部分。

商業模式

商業模式對制造業來說至關重要。那麼，在工業4.0時代，未來制造業的商業模式是什麼?就是以解決顧客問題為主。所以說，未來制造企業将不僅僅進行硬件的銷售，而是通過提供售後服務和其他後續服務，來獲取更多的附加價值，這就是軟性制造。而帶有“信息”功能的系統成為硬件産品新的核心，意味着個性化需求、小批量定制制造将成為潮流。制造業的企業家們要在制造過程中盡可能多的增加産品附加價值，拓展更多、更豐富的服務，提出更好、更完善的解決方案，滿足消費者的個性化需求，走軟性制造+個性化定制道路。

工業4.0聯盟

由德國“工業4.0”研究機構、中國相關院所和中德兩國企業組成的青島中德“工業4.0”推動聯盟，2月9日在中國第十一個國家級經濟新區——青島西海岸新區成立，成為中國首個“工業4.0”聯盟。

2014年11月4日，中國首套工業4.0流水線在第十六屆中國國際工業博覽會上亮相。

青島中德生态園管委主任趙士玉介紹說，青島中德生态園作為中德兩國共同建設的生态型、智能型、開放型利益共同體，中德“工業4.0”推動聯盟在這裡成立十分有意義。“工業4.0”是大數據革命、雲計算、移動互聯時代背景下，對企業進行智能化、工業化相結合的改進升級，是中國企業更好的提升和發展的一條重要途徑。中德“工業4.0”聯盟成立後，青島西海岸新區将投入1億元人民币對區域内部分企業進行試點，未來将逐步實現企業“工業4.0”升級。

發展現狀

工業自動化是德國得以啟動工業4.0的重要前提之一，主要是在機械制造和電氣工程領域。當前在德國和國際制造業中廣泛采用的“嵌入式系統”，正是将機械或電氣部件完全嵌入到受控器件内部，是一種特定應用設計的專用計算機系統。數據顯示，這種“嵌入式系統”每年獲得的市場效益高達200億歐元，而這個數字到2020年将提升至400億歐元。

有專家預計，不斷推廣的工業4.0将為德國的一些機械和電氣設備生産商，以及多家中小企業帶來大量訂單。

工業4.0是德國人提出的概念，認為制造業未來隻能通過智能化的生産創造價值，即制造本身是創造價值的。而美國則提出工業互聯網，以通用電氣（GE）為代表，注重通過機器互聯、軟件及大數據分析，提升生産效率，創造數字工業的未來。

工業互聯網生态系統的持續拓展基于Predix以及Predix.io兩大基礎。其中Predix是GE面向工業互聯網的操作系統，而Predix.io支持第三方軟件工程師在Predix上構建、部署并擴展工業互聯網應用，并為此提供了安全可靠的開發環境。自從2月份Predix在美國推出以來，全球已有11000多名開發人員采用該平台進行應用開發。GE預計年底Predix在中國推出後會有更多開發者加入。

德國聯邦貿易與投資署專家Jerome Hull在接受時代周報記者專訪時表示，工業4.0是運用智能去創建更靈活的生産程序、支持制造業的革新以及更好地服務消費者，它代表着集中生産模式的轉變。

Jerome Hull介紹：所謂的系統應用、智能生産工藝和工業制造，并不是簡單的一種生産過程，而是産品和機器的溝通交流，産品來告訴機器該怎麼做。生産智能化在未來是可行的，将工廠、産品和智能服務通聯起來，将是全球在新的制造業時代一件非常正常的事情。

工業4.0是涉及諸多不同企業、部門和領域，以不同速度發展的漸進性過程，跨行業、跨部門的協作成為必然。同樣是在2013年漢諾威工業博覽會上，由德國機械設備制造業聯合會（VDMA）、德國電氣和電子工業聯合會（ZVEI）以及德國信息技術、通訊、新媒體協會（BITKOM）三個專業協會共同建立的工業4.0平台正式成立。

2018年9月11日至13日，2018世界經濟論壇東盟會議在越南首都河内舉行。東盟及其他一些國家和地區官員、商業領袖等各界代表千餘人出席。會議主題是“東盟4.0：企業家精神和第四次工業革命”，圍繞這一主題，與會代表探讨了“工業4.0”為東盟國家帶來的影響和機遇，激發企業和民衆在第四次工業革命中的潛力和活力，以推進東盟共同體建設，促進東盟經濟發展。

2021年5月，“十四五”開局之年，緊扣台州市提出建設“六個城市”新目标，路橋區組織實施“一區四城”戰略，奮力争創社會主義現代化先行區。其中一“城”，就是打造工業4.0示範城。