继工业革命的蒸汽动力、19世纪的电气化和20世纪末的数字革命之后，工业4.0的创新智能技术正在开启自动化的下一步
工业4.0在世界掀起一阵阵浪潮，这种浪潮被认为是一种颠覆性的技术革命，将彻底改变世界。
工业4.0、大数据、云、人工智能等高新科技将改变世界，制造业也纷纷导入工业4.0，以盼实现制造核心技术优势，成为第一批吃螃蟹的人，拥有行业话语权。
那么，工业4.0的核心特点是什么？与智能制造又有什么关系？为什么德国率先提出工业4.0？德国是如何推进工业4.0的？
工业4.0的核心特点
每一次工业革命都建立在以前的基础上，融合了制造业的新技术和知识。工业4.0也不例外，结合现有的科技，工业4.0大致有四个核心特点：
一、互连：制造过程中的机器、设备、传感器和人员都相互连接和进行通信。
二、信息透明度：从制造过程中的所有点收集全面的数据和信息，以便做出更明智的决策。
三、技术援助人：改进系统的技术设施，帮助人类进行决策、解决问题以及困难或不安全的任务。
四、分散决策：网络物理系统能够自主决策和执行任务。
工业4.0的这些特点决定了其历史上独一无二的地位。许多基础技术已经存在了几十年，包括机器人技术和网络技术，只有正确地将它们结合在一起，可以在制造能力上迈出一大步。在2021，工业4.0的特定技术市场规模估计为1161亿美元；到2028年，预计将增长近三倍，达到3371亿美元。
与工业4.0相关的行业也将迎来新的发展契机，总体而言，有4个行业受益于工业4.0的发展成熟：由算法控制物联网；交换机器网络数据的网络；可随时使用的、按需可用性计算机系统资源；能够随着时间的推移进行调整、迭代和改进的、具有人工智能的认知计算系统。
熄灯制造才是工业4.0该有模样。传统工厂甚至智能工厂，都需要一些直接的人机交互，真正的熄灯工厂完全自主运作。虽然这听起来像是一场梦，但熄灯工厂是全自动的，全天候工厂，没有人在场。它们已经存在于现代世界。
智能制造与工业4.0
智能制造在国际上尚无公认的定义，通常被认为是新一代信息通信技术与先进制造技术的深度融合。
智能制造的概念始于20世纪80年代末，纽约大学P.K.Wright教授和卡内基梅隆大学D.A.Bourne教授出版了Manufacturing Intelligence一书，首次提出智能制造的概念，并指出智能制造的目的是通过集成知识工程，制造软件系统、机器视觉和机器控制，对制造技术人员的技能和专家知识进行建模，以使智能机器在没有人工干预的情况下进行小批量生产。
随着时代的发展和技术的进步，智能制造也不断被赋予新的意义，目标变得更加宏大。我国是制造业大国，制造业是国民经济的主体，当前我国制造业面临着提高生产制造效率、节能减排、产业结构调整的战略任务。《智能制造发展规划（2016—2020年）》指出：
推进智能制造，能够有效缩短产品研制周期，提高生产效率和产品质量，降低运营成本和资源能源消耗，加快发展智能制造，对于提高制造业供给结构的适应性和灵活性、培育经济增长新动能都具有十分重要的意义。
制造业从传统模式向数字化、网络化、智能化转变，从粗放型向质量效益型转变，从高污染、高能耗向绿色制造转变，从生产型向“生产+服务”型转变。在此转变过程中，智能制造是重要手段。
智能制造较为普适的定义是：
面向产品的全生命周期，以新一代信息技术为基础，以制造系统为载体，在其关键环节或过程，具有一定自主感知、学习、分析、决策、通信与协调控制能力，能动态适应制造环境的变化，从而实现某些优化目标。
上述定义对智能制造提出了明确的目标和期望—高效率、低成本和高质量，并对其实现路径提出了方法论的指导。强调自主感知，通过万物互联，连接一切可数字化的事物，利用数据和算法获得智能。
智能制造不仅要采用新型制造技术和装备，还要将快速发展的信息通信技术渗透到工厂，在制造领域构建信息物理系统（Cyber Physical System，CPS），改变制造业的生产组织方式和人际关系，带来研发制造方式和商业模式的创新转变。
工业4.0是基于工业发展的不同阶段做出的划分。按照目前的共识，工业1.0是蒸汽机时代，工业2.0是电气化时代，工业3.0是信息化时代，工业4.0是利用信息技术促进产业变革的时代，也就是智能化时代。
这个概念最早由德国政府提出，并在2013年的汉诺威工业博览会上正式推出。随着新一轮技术浪潮的到来以及国际科技竞争日益加剧，作为工业化强国，德国敏锐地感觉到新机遇、新挑战，为此及时制定并推进产业发展创新战略，其目的是提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。
工业4.0自推出以后，迅速在全球范围内引发了新一轮的工业转型竞赛。德国学术界和产业界认为，工业4.0概念是以智能制造为主导的第四次工业革命，旨在通过信息通信技术和信息物理系统相结合的手段，推动制造业向智能化转型。
为什么德国率先提出工业4.0
德国处与欧洲中部大陆国家，人口只有8000千万，参与了二次世界大战，很多男性劳动力战死，劳动力先天优势不具备，加之德国员工福利超好，一年工作天数不足200天，人口素质高，但是人口老龄化世界第二，必须通过省人化来实现工业增长，自动化智能化是发展迫切需求。
1.德国工业基础雄厚-第二次工业革命的赢家
第一次工业革命以蒸汽机为标志在英国爆发，英国迅速成为日不落帝国，经受威胁刺激下的德国也努力发展工业，随后积累了科学和技术的积累。
到第二次工业革命时德国工业已经位居世界前列，第二次工业革命以电磁为标志，德国人西门子发明了发电机，然后迅速成为第二次工业革命的赢家，主导工业的风向标，成为名副其实的工业强国。
2.德国技工素质高-孕育工匠王国德国政府极其重视对技术工人的培养，政府系统主导人才培养，把技工培养列入法律，完善人才培育的各大环节。大量高素质人才投入工业研究和创新中，更在于古老的欧洲就是工匠辈出，德国继承和发展了这种精益求精的工匠精神，对品质的卓越要求，造就一批批工匠人才，为工业创新创造提供强大智力支持。
3.德国制造是高端制造业
德国人热衷于技术，制造业体量巨大，制造业增加值在德国所有经济领域增加值总额的占比为22.3%（2014年），8000万人工拥有2300多个世界品牌。汽车制造业是德国高附加值制造的典范。无论是奥迪、奔驰，还是宝马、保时捷，德国汽车就是高品质，高附加值。德国人口稀少，没有足够劳动力从事低端制造业，高端制造业是必然选择。
德国是如何推进工业4.0的？
德国主要从以下几个方面采取措施，推进工业4.0。
建立指导框架，2013年以来，德国陆续出台了一系列指导性规划框架，如《数字化行动议程（2014—2017）》《高技术战略2025》，支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
推进数字化进程，数字化是实现工业4.0的基础条件，通过嵌入式处理器、传感器和通信模块，把各要素联系在一起，使得产品和不同的生产设备能够互联互通并交换信息，未来智能工厂能够自行优化并控制生产过程。工业4.0还将进一步实现工厂、消费者、产品信息数据的互联，从而重构整个社会的生产方式。它的本质是以万物互联为基础，通过物联网和互联网等相关技术，将传统工厂关注的制造环节向前端设计环节以及后端服务环节不断延伸。
打造标准，把不同产业领域以及环节之间的隔阂打通，实现关键术语、规格标准等语义统一化和标准化。正是通过标准的推广和应用，技术创新得以迅速扩散，并提升生产力。此外，还包括完善人才培养，强化创新合作等。
为了更广泛地指导不同行业开展工业4.0实践，2015年德国提出了工业4.0参考架构模型（Reference Architecture Model Industrie 4.0，RAMI 4.0），对工业4.0理念进行了进一步的明确和阐述。RAMI 4.0采用三维模型表达工业4.0的空间，从3个维度进行描述，每个维度均不同程度地对已有工业标准体系进行了扩展和延伸，如图1-1所示。
工业4.0参考架构模型（经德国工业4.0组织授权引用）
第一个维度（横轴）功能层，参考了IEC 62264企业信息集成标准。该标准定义了由现场设备到运营管理系统的层级划分，界定了企业控制系统、管理系统等的集成化标准。
RAMI 4.0在其基础上，在底层增加了“产品”，在顶层增加了“跨企业互联”，由个体工厂拓展至连接世界，从而体现工业4.0针对产品服务和企业协同的要求，形成“产品-现场设备-控制与监控网络-车间-工厂-企业-跨企业互联”的完整链条。
第二个维度（横轴）为生命周期和价值链，参照IEC 62890标准体现的从虚拟原型到实物制造的产品全生命周期理念，描述了产品、机械装备和工厂的生命周期与增值过程紧密结合在一起的过程。
第三个维度（纵轴）是信息物理系统的核心功能，资产处于底层，可以是机器、设备、零部件及人等各种实体对象，连同其上层集成一起被用来对各种资产进行数字化的虚拟表达；通信层用于处理通信协议；信息层对数据进行分析处理；功能层是企业运营管理的集成化平台；业务层是指各类商业模式和业务流程，体现制造企业的各类业务活动。
资产构成工业4.0基本单元（物理的/非物理的）的实体部分，RAMI 4.0提出资产管理壳（Administrative Shell）的概念，每个实体资产在数字空间均有对应的管理壳（即数字映射），管理壳构成工业4.0基本单元的虚拟部分，实体通过管理壳接入工业4.0体系。
中国制造VS德国制造：德国先进中国没有，德国问题中国存在
恰恰中国这些都不具备，工业起步晚，从事制造业的高端人才匮乏，工业发展还处于1.0或者2.0阶段，同时也存在劳动力不足和老龄化的问题，和德国存在类似情况。德国的先进工业发展，我们没有，德国存在的老龄化和劳动力短缺，我们都有。
任正非：工业4.0对华为来说为时尚早……”
任正非对工业4.0评价任正非在内部会议上说“我们目前主要还是扎扎实实把2.0做好，再想办法去做好3.0，4.0对华为来说为时尚早……”。
1.制造管理基础薄弱，好高骛远
大部分中国制造企业需要的是将基础功课做好，比如现场5S、物料配套、品质异常、员工技能教育等……”。
给中国大部分企业、特别是中小企业讲工业4.0，就如同跟刚学会走路的孩子讲如何开飞机去上天一样可笑。而且大部分讲工业4.0的“专家”都是给企业在画饼，至于这个饼如何实现好像跟他没半点关系。（如何落地、第一步要做什么、企业需要花多少钱）
2.制造业如何发展?
如果任正非都认为华为要实现4.0还早，那其它企业就还是在内部管理上老老实实把基础功做好吧。否则工业4.0变成了装几个机械手、搞几个传送带、装个ERP和扫描系统的游戏，不仅不可能让企业飞起来，反而只能是企业的桎梏。
中国民企管理上最大的问题就是永远不想花力气扎扎实实把基础功课做好，总想在管理上走捷径、一蹴而就。其实中小企业要想做好管理、高效运营并不困难，只需要把每个人的职能职责确定好、把每一天该做的事情做好、把现场的基础工作做到极致就可以了，日本丰田就是一个例子，设备都是用了几十年的，还能持续保持60年盈利，并且成为汽车行业盈利第一，值得我们学习。
放下蝇头小利，务实、踏实的坚守，做好、做精、做透，从基础入手，一步一个脚印才是发展和永续经营之道，为中国制造加油，为实现制造强国而努力。
