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未来的工厂是什么样子？同一条生产线上可以生产很多种不同的产品，客户可根据自己喜好定制不同款型、不同配置的汽车，工厂接到订单后，不再需要人工转换程序，只需零部件通过自己身上的标示，“告诉”机器采取不同的操作就可以实现，工厂里所有的物理环节都拥有一个“数字双胞胎”，通过网络彼此进行智能的连接、沟通和协调，出现问题也能够第一时间发现并自行解决。在一些国家的工厂中，这些已经成为现实。未来，第四次工业革命将使这一趋势延伸得更加深远和广泛，个性化的产品、高效绿色的生产模式、“万物互联”的互动平台等，都将深入我们生活的方方面面。

第四次工业革命浪潮已起

工业4.0最初是2013年汉诺威工业博览会上德国一些工业组织提出的概念，之后受到全球重视。通过物联网和大数据技术将生产、销售和消费各环节联系起来，实现生产、监测机器人的智能工厂是未来趋势。

工业4.0概念在欧洲叫得很响，在美国则有另一种提法，叫做工业互联网。工业互联网的含义，就是将智能设备、人和数据连接起来，并以智能方式利用这些交换的数据。在现实世界中，机器、设备和网络能在更深层次与信息世界的大数据和分析连接在一起，带动工业革命和网络革命两大革命性转变。业内专家认为，与德国的工业4.0相比，美国的工业互联网范畴更广阔。它试图将人、数据和机器连接起来，形成开放而全球化的工业网络。

工业互联网拥有三大要素，即智能设备、智能系统、智能决策，当这三大要素同机器、设施、组织和网络融合到一起时，工业互联网的全部潜能就体现出来。生产率提高、成本降低和节能减排所带来的效益将带动整个制造业的转型升级。

各国积极制定国家策略

2015年4月，由德国联邦经济与能源部和联邦教育科研部牵头，一个横跨政治、经济、科学和工会各界的“工业4.0共同平台”正式启动，也标志着工业4.0成为德国国家战略。德国成立了5个工作组分别研究标准、工作、安全、法律和科研五大方向，并提出政策或科学建议。

德国联邦政府在其数字化战略中确定了工业4.0主要扶持的领域，包括自动化技术、3D打印、大数据、云计算、微电子等。“工业4.0共同平台”则于去年底发布了德国工业4.0实施战略，为相关科技设定了5个核心主题：一是价值链的水平整合。侧重供应商、中小企业、制造行业等不同企业间的协同合作。二是整个产品周期的端对端工程设计。在产品的生命链条上，每个环节都要实现集成。三是垂直整合与网络化生产。实施关键是可适应性和生产安全，这需要对零部件和软件系统进一步开发，比如建立传感器网络和进行预测式分析等。四是建立与工业4.0相应的社会网络。创造积极向上的工作氛围，除了改善培训和继续学习，还要引入人机系统和辅助系统等。五是跨界技术的继续研发，包括网络通讯、宽带网、云计算、数据分析、互联网安全、安全终端和机机对话方案等。实施战略强调，工业4.0涉及行业和部门众多，难以进行准确定义。因此，工业4.0将是一个渐进的制造智能化过程。

2012年2月，美国正式发布了《先进制造业国家战略计划》，从此踏上了新一轮工业革命的道路。2012年，美国通用电气公司率先提出工业互联网概念，随后有美国电报电话公司、思科、IBM等加盟，组建了工业互联网联盟（IIC）。

作为工业3.0时代的优等生，日本希望追上工业4.0的快车，再现“日本制造”的荣光。日本政府推出的《日本再兴战略》将工业4.0视为创造新商业模式的重要契机，重点发展物联网、人工智能和大数据技术，加快人才培养、教育、研究开发、工作方式等领域的配套改革，实现产业结构转型。日本还希望借助机器人等新技术解决少子老龄化等社会问题。

日本经济产业省决定在2016年内开展物联网和人工智能技术的实证试验，通过机器人和人类的协调合作，建立在生产流水线上发现不合格产品即时报警体系，并通过统一不同企业间数据标准，掌握国际标准的制定。日本2016年度财政预算列出13.4亿日元（约合7700万元人民币）用于物联网的实证试验，其中5亿日元用于智能工厂的建设。

作为世界第二大经济体，中国于2015年5月推出中国版工业4.0纲领性政策文件《中国制造2025》，主动应对新一轮科技革命和产业变革的重大战略选择，其核心是加快推进制造业创新发展，提质增效，实现从制造大国向制造强国转变。

企业争相践行先进理念

从社会实践来看，全部满足工业互联网要求的实体工厂目前在美国还未出现，但具体某一方面的技术或产品却在不断涌现。以通用电气推出的软件平台Predix为例，这就是一个工业互联网的代表性产品。该平台负责将各种工业生产设备和供应商相互连接并接入云端，同时提供设备性能管理（APM）和运营优化服务。目前通用电气的APM系统每天能够监控和分析大约价值1万亿美元设备上的1000万个传感器发回的5000万条数据。其终极目标是帮助客户实现生产系统100%的无故障运行。Predix目前主要用于能源、水处理、国防以及通讯等领域。这一产品是一个传感器阵列+物联网+大数据+云计算+并行计算+分布计算+智能制造控制系统的操作系统，目前已经在风机阵列监控和铁路网络的调度系统中使用。Predix有望成为世界工业互联网标准。

目前德国已建成200多个工业4.0示范或试验项目，如西门子的智能工厂、华为研发的5G通信、博世的智能电动工具、汉堡的智能港口等等。本报记者不久前参观了帮宝适在法兰克福附近的研发中心，那里的纸尿裤采用3D打印技术生产。20台实时同步照相机和灯光设备组成一套3D扫描仪系统，在1.5毫秒内能够捕捉到婴幼儿整个身体的表面。研究人员介绍，“我们可以在不打扰宝宝正常状态的情况下，快速便捷地对宝宝的运动行为进行研究，研发更加合身的纸尿裤。”

日本知名工程机械生产商小松建设去年6月发布了“连通计划”，将遍布全世界的20多家工厂的所有生产设备通过无线通信连接起来。通过远程控制系统，即时掌握出厂机械产品的运转情况，为客户提供有效的使用建议，提醒更换零部件。通过连接在机械设备上的传感器，小松发现因为传统测量技术的限制，推土机在建筑工地的作业平均有30%的返工率。而利用远程控制系统的三维技术，可以更精准地掌握施工现场的情况，提高工作效率。小松建设还成立了由160家供应商参加的“小松绿之会”，向关联中小企业开放远程控制系统技术，以实现整个生产链的智能化生产。

中国企业也纷纷加紧投入，期待抓住在新产业革命背景下实现转型的机遇。据百度总裁张亚勤介绍，随着人工智能的应用逐渐成为主流，企业在相应领域大大增加了研发力度，包括无人驾驶汽车、金融和健康等领域，不断推出新产品。