同样作为制造业强国，美国对德国的“工业4.0”是何态度，为此我们专访了美国国家自然科学基金会下属的智能维护系统产学合作中心主任李杰教授。――编者
李杰教授
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：请给我们介绍一下您所理解的“工业4.0”概念？
李杰：德国在去年就提出了“工业4.0”的概念，他们认为，18世纪引入机械制造设备的工业是1.0时代，20世纪初的电气化与自动化是2.0时代，20世纪70年代开始的信息化是3.0时代，现在正在进入“工业4.0”时代，即实体物理世界和虚拟网络世界融合的时代。但是德国的“工业4.0”提法响应者不多，原因之一是所谓虚拟网络―实体物理系统（Cyber-Physical System,CPS）融合的主要思想，美国早在若干年前就提出来了。
2013年12月12日，美国白宫召开了第一次CPS成员会议。我作为专家组成员参加了会议。我们要讨论的事情，跟德国的“工业4.0”其实是一样的内容。所以说虽然德国先提出了概念，但他们方在起步阶段，而美国以CPS为概念的先进制造一直在做。当然需要强调的是，德国的“工业4.0”和美国的CPS，核心要义都是制造业基于数据分析的转型。
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：可否用一些直观的案例来说明“工业4.0”或者CPS较过去制造业的不同之处？
李杰：以工业制造业的基础装备机床来说，以物理的形式存在的机床大家早已熟悉；但是“工业4.0”时代的机床和我们原先对机床的理解是有很大差异的，譬如它工作时和停机时是不一样的，机床工作时其内置的传感仪器将机床的状态通过信号的形式发送出来并转换成信息，这些信息可以用于对机床状态的分析。
以此类推，“工业4.0”时代的轮胎，那些一直在接货送货的轮胎，哪个轮胎变化特别大，哪个的健康在衰退了，什么时候应该翻胎，都是可以分析预知的。
再比如“工业4.0”时代的汽车，开到一个地方突然会接到提示说，前面50米处有一个坑，这是因为前面的车也有传感器，而它经过后产生了感应信息，把这个信息分享给了相近的车辆。
……我们有一百多个类似的案例。
卖产品是蛋黄，卖服务是蛋白。机床、车子、轮胎、螺杆本身可以改进的余地已经不大了，但是我们加上了数据分析，提供了之前不可见的服务，既卖蛋黄，也卖蛋白，那么整个制造业的面貌就会有大的改观。这也正是“工业4.0”和CPS将要带来的。
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：为什么是德国首先提出的？
李杰：从现状来看，德国称得上是一个高端制造的大国，但他们卖的也都是蛋黄，都是产品。现在德国人在反思，为什么他们的产品只有功能的价值，没有服务的价值。反思的结果是他们提出用“工业4.0”来变革其制造业的方向。
不过，德国虽然首先提出“工业4.0”，但是他们并没有特别多的案例。为什么呢？因为软件是德国工业的相对弱项。正如前面所介绍的，工业3.0时代是信息化，它的领导者是硅谷，硅谷代表的是一整个企业创新生态系统（Eco System），德国很难超越硅谷这样的领导系统。讲白了，任何的产品，都是蛋黄加蛋白的关系。做产品、做蛋黄，德国是传统强国，但是做蛋白需要了解客户的潜在（不可见）需求并将这些不可见部分透明化，这需要软件技术的支撑，而这是美国的优势所在。
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：“工业4.0”或者CPS与传统制造业模式的主要区别在哪里？
李杰：传统制造模式可以描述为一个5M系统，它包含了材料（Material，特性和功能），机器（Machine，精度和加工能力），方法（Methods，效率和产能），测量（Measurement，探测和改进），以及建模（Modeling，预测、优化和防范）。
制造信息系统的基本定义可以用6C功能来进一步强化说明，它包含连接（Connection，传感器和网络），云（Cloud，任何时间及需求的数据），虚拟网络（Cyber,模式与记忆），内容（Content，相关性和含义），社群（Community，分享和交际），与客制化（Customization，个性化服务与价值）。现有的制造系统需要对制造设备本身的以及制造过程中产生的数据进行更深入的分析。
为使制造商更具竞争力，将先进的计算和信息物理融合系统结合起来，以适应或者利用大数据环境是今天的制造业所需要的。随着智能传感器技术，如RFID技术的发展，收集数据已经变得很简单。但是单纯将传感器连接到设备上或者将一台设备与另一台进行连接，是不会给用户提供足以做出更好决策所需的信息的。
现在讲大数据的很多，但讲工业大数据的很少。工业大数据是由一个产品制造流程或者一个工业体系带出来的数据，它和健康管理、地震救治、银行运营等大数据一样，但是很少落地，不被人感觉到。我们的观点是，产品不光要有功能，还要有价值，而价值是通过处理数据得来的。一旦有了数据分析，工业大数据也是可以落地、产生实用价值的。
“工业4.0”是德国提出的新的口号，也是全球制造业下一步发展的方向。中国的制造业要迎头赶上的话，也需要用“工业4.0”的思维来重新思考其迫在眉捷的转型。
江世亮 李 辉