王健，中国科技自动化联盟秘书长
当下工业领域很热的理念，不管是工业4.0，还是工业互联网，或是智慧工厂，其实都是为了迎合整个制造业（包括装备制造业、终端产品制造业）终端消费者需求的变化而推出的。
消费者需求的变化有很多层面，最重要的一个变化就是在移动互联网时代，需求快速变化，需要多品种、不仅是小批量而且是变批量的生产来满足。同时消费者对环保、对可持续发展等方面的诉求不断增强，这是整个制造业面临的问题。
制造业为了迎合这种变化，需要考虑的要素除了传统的成本、效率、质量之外，还需要加上资源效率、安全、可持续这三种。我们认为制造业在21世纪面临一系列的挑战，这种挑战带有全球性，包括快速反应问题，包括打破组织疆界问题，包括怎么应对互联网和移动互联网给我们制造业所带来冲击的问题，包括全球化分布式的现代组织模式问题，还有创新生命周期越来越短的问题。
工业4.0是德国的应对之策
德国人在谈第四次产业革命，一个焦点问题就是所谓的CPS，有人叫信息物理系统，有人则叫网络物理系统。他们希望用CPS来构建下一代智慧工厂。我们可以这样理解，无论装备还是核心部件，包括整个工厂，不仅有其物理属性和机械属性，还有信息属性和网络属性。就像我们人一样，我们每个人都有自己的社会身份，同时有一个网络身份。那么CPS的作用，就是利用传感器、数据、模型和算法把这些属性统一在一起。
智慧工厂下面是网络化的智能控制系统，以及嵌入式系统。与智慧工厂并列的是智慧交通、智慧物流、智慧社区、智慧电网等，它们共同构成智慧城市，再上面则是全球互联网。德国人强调物联网和服务网（服务互联网），它们是智慧工厂的基础。
工业4.0强调三个方向的集成。第一个集成是所谓的价值网络集成，我们可以理解成装备的集成，生产线的集成，车间的集成，价值网络也包括人的网络，包括研发网络，这些人的网络通过互联网，跟实体网络进行集成。所以我们说智慧工厂是人、设备、环境、数据的互动。
第二个集成是横跨价值链的端到端集成，我们可以把它理解成产品生命周期的集成。
第三个方向的集成是信息纵向集成，信息可以从企业ERP系统一直向下，穿透整个工厂网络延伸到装备的某一个具体的I/O节点，反之亦然。
工业4.0有一些重要的特征，或者是一些重要的启示。其中最重要的一条是，制造业将来大部分的创新来自于ICT（信息通信技术）技术的驱动，也就是说作为制造业的一员，如果你不拥抱ICT技术，你可能会跟制造业大部分的创新失之交臂。
德国刚刚产生了一个工业4.0的平台，是由几个大的协会组织共同组建的。这个平台的重要使命就是制定工业4.0的规范和标准。德国的创新网络、大企业、中小企业、科研机构围绕工业4.0定义的众多项目组合在一起开展科研和开发工作。这些项目当中有一个关键项目，英文叫CPPS（Cyber Physical Production System,信息物理制造系统）。
工业4.0图景，来源：“工业4.0：欧洲如何在新工业革命中取胜”，罗兰·贝格，2014
在今年4月的汉诺威工业展览会上，德国的一些组织和创新网络推出了展示工业4.0特征的流水线。这些流水线是网络化的、模块化的，而且是自组织的，能够跟附带了智能标签的原材料和半成品、产成品进行信息互动。
那么德国的企业在做什么？西门子在谈数字化工厂，说数字化工厂就是未来制造的代名词，他们想当工业4.0的代言人。一些传统上是做端子、传感器、甚至做气动元件的公司，现在也拥抱控制，拥抱IT，比如Festo说我们做的是未来工厂，每次展会都展示他们的创新设计。Bosch Rexroth则定义思考型工厂，所谓思考型的工厂，就是装备人工智能的产品，跟装备、生产线、以及操作人员彼此的互动。
工业互联网是美国先进制造业的一个范例
美国人领导了第二次工业革命以及后来的互联网革命，GE在2012年提出一个概念，它说如果把互联网和工业结合在一起可以带来第三次产业革命，GE叫做工业互联网。它的核心是人和大数据，人在大数据的支持下，进行更加智慧的决策。
从这里我们可以看到，为什么要谈智慧工厂，为什么不说智能装备，或者智能制造？因为智能更多是用硬件、用软件、用装备可以实现的东西，但是智慧的判断和智慧的决策只有人能够做得出来。而人要做好的决策，需要充分的信息和数据的支撑。
工业互联网要表达的，就是从智能装备上升到智能系统，最后实现人的智慧决策。以航空装备和风电闻名的GE提出大数据发动机、大数据风电场，Intel则提出大数据工厂的概念。
GE提出，如果所有的工业系统，能够有1%的提升，这1%的提升也许是效率的提升，也许是成本的下降，那么未来十年会创造19万亿美元的产值，相当于美国一年的产值。
德国人组建工业4.0平台是三大协会共同组织的，这里面有很多公司的参与，而围绕工业互联网，美国人也刚刚组建了联盟。工业互联网联盟由五个全球领先的公司创立，这里面包括GE这样的以制造业为主的公司，还有IT、互联网公司如IBM、Cisco、Intel和AT&T。刚刚中国的华为也加入了这个联盟。工业互联网联盟的宗旨就是要领导和协调美国整个工业界、学术界和政府关于工业互联网的努力。他们的目标首先也是定义架构，定义标准，然后开发一些最佳实践，同时要做一些案例的研究。
工业互联网只是美国先进制造发展的一个案例或缩影，奥巴马总统上任以来颁布了一系列促进先进制造业发展、振兴美国制造业的法案，成立了十几个制造业创新研究中心如增材制造中心，美国国防部、能源部、国家科学基金委等支持了一大批该领域内的项目实施。而且像Rockwell Automation这样的自动化公司并没有加入工业互联网联盟，而是参与了其他的一些创新计划，并提出了不同的价值主张，但都离不开网络、离不开网络环境下的企业和人，比如Rockwell Automation的互联企业。
德国工业4.0和美国工业互联网都从一个侧面说明，欧美国家在发展先进制造方面可谓不遗余力，它们的核心目标都是巩固和确保各自在全球的领先地位，它们都强调ICT技术和制造业的结合，都强调标准的作用，强调人的作用，甚至在构建产业联盟等做法上也是类似的。德国基于其极为出色的装备制造业基础和发达的信息化基础，更加重视发展智能装备和智能生产过程，和美国人的观点相比偏中观和微观。美国则更加依赖其在ICT技术方面无与伦比的实力和创新力，更希望借助网络和数据的力量提升整个工业的价值创造能力，相对而言更加偏宏观。
责任编辑 李辉