【正文】 現(xiàn)人、設備與產(chǎn)品的實時連通、相互識別和有效交流，從而構建一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的智能制造模式。在某種程度上，兩化融合可稱為我國工業(yè)的3．0，兩化深度融合可以說是我國工業(yè)的4．0。中國要決勝未來的競爭，必須在構建信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡平臺上先行一步。啟動國家智能制造重大專項工程。建議從國家層面啟動實施智能制造專項工程，加強技術攻關，開展應用示范，推動制造業(yè)向智能化發(fā)展轉(zhuǎn)型。在全國范圍內(nèi)分行業(yè)分區(qū)域選取試點示范企業(yè)，給予扶持，建設數(shù)字制造的示范工廠，發(fā)揮其“種子”作用。工業(yè)4．0戰(zhàn)略的關鍵是建立一個人、機器、資源互聯(lián)互通的網(wǎng)絡化社會，各種終端設備、應用軟件之間的數(shù)據(jù)信息交換、識別、處理、維護等必須基于一套標準化的體系。構建有利于工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的制度保障體系。我國在推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的問題上，也同樣面臨制度保障方面的相關問題。因此，工業(yè)4．0戰(zhàn)略一經(jīng)提出，很快得到了學術界、產(chǎn)業(yè)界的積極響應。把握德國制造業(yè)的未來德國聯(lián)邦教育研究部.....................................................................................................................15......................................................................17.................................................................................................................272728293030313539............................................................................................................484958....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................92德國是全球制造業(yè)中最具競爭力的國家之一，其裝備制造行業(yè)全球領先。在制造系統(tǒng)中，這些虛擬網(wǎng)絡—實體物理系統(tǒng)包括智能機器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設施，能夠相互獨立地自動交換信息、觸發(fā)動作和控制。嵌入式制造系統(tǒng)在工廠和企業(yè)之間的業(yè)務流程上實現(xiàn)縱向網(wǎng)絡連接，在分散的價值網(wǎng)絡上實現(xiàn)橫向連接，并可進行實時管理—從下訂單開始，直到外運物流。智能工廠使個體顧客的需求得到滿足，這意味著即使是生產(chǎn)一次性的產(chǎn)品也能獲利。鑒于即將發(fā)生的技術工人短缺問題，這將允許年長的工人延長其工齡，保持更長的生產(chǎn)力。再者，不僅僅亞洲對德國工業(yè)構成競爭威脅，美國也正在采取措施，通過各種計劃來應對去工業(yè)化，促進“先進制造業(yè)”的發(fā)展。與此同時，有必要為CPS技術和產(chǎn)品建立和培育新的主導市場。l。，那么研發(fā)活動將需要恰當?shù)漠a(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)政策決策與之伴隨。只有開發(fā)出一套單一的共同標準，這種合作伙伴關系才可能形成。管理復雜系統(tǒng)：產(chǎn)品和制造系統(tǒng)日趨復雜。ll比如，這將要求部署統(tǒng)一的安全保障架構和獨特的標識符，還要相應地加強培訓以及增加持續(xù)的專業(yè)發(fā)展內(nèi)容。工作中的實時控制將越來越多，這將改變工作內(nèi)容、作流程和工作環(huán)境。l這將不僅需要立法，而且也需要代表企業(yè)的其他類型的行動—需要大量適當手段，包括準則、示范合同和公司協(xié)議,或如審計這樣的自我監(jiān)管措施。這就有必要計算在智能工廠中投入的額外資源與產(chǎn)生的節(jié)約潛力之間的平衡。1因為它具備管理復雜工業(yè)流程的能力，使不同的任務可由不同地理位置的不同合作伙伴來執(zhí)行。從個人電腦到智能設備的演進伴隨著這樣的趨勢，越來越多的IT基礎設施和服務將通過智能網(wǎng)絡（云計算）提供。這正在導致引起實體物理世界與虛擬網(wǎng)絡世界（cyberspace）以虛擬網(wǎng)絡—實體物理系統(tǒng)（CPS）的方式相融合。這種現(xiàn)象的影響也將反映到工業(yè)領域。繼第一次工業(yè)革命后的第二次工業(yè)革命大約開始于20世紀之交，在勞動分工的基礎上，采用電力驅(qū)動產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。這將反過來顯著影響德國的生產(chǎn)率。物聯(lián)網(wǎng)和服務使得有可能創(chuàng)建網(wǎng)絡整合整個制造過程，將工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€智能環(huán)境。除了優(yōu)化現(xiàn)有的基于IT的過程，對詳細過程和整體效果進行更具差異化的跟蹤，而這在以前是不可能記錄的。德國的全球市場領導者包括許多“隱形冠軍”，他們提供專門的解決方案——德國最頂級的100家中小型企業(yè)（SMEs）中的22家是機械和設備制造商，其中3家居于前十名。他們之中有60%的人相信在未來五年里，他們的技術競爭優(yōu)勢將進一步增強，而只有不到40%的人希望保持目前的地位。例如，先進的激光燒結技術意味著現(xiàn)在有可能在數(shù)小時內(nèi)高質(zhì)量地“打印”出復雜的三維結構。物聯(lián)網(wǎng)和服務將應用于制造行業(yè)：l這有利于原料和供應鏈的連續(xù)“微調(diào)”。令人鼓舞的是,我們可以看到德國的所有利益相關方在緊密合作，一起向前邁進，加以實施。國家科學與工程學院,通信行業(yè)科學發(fā)起人集團發(fā)言人,”孔翰寧（Henning工作組聯(lián)合主席)使得工程領域的設計決策可以進行早期驗證，并且既可以對干擾做出更靈活的反應，還可以對生產(chǎn)領域中公司的所有位置進行全局優(yōu)化。：在給定資源量（資源生產(chǎn)率）的前提下，得到盡可能高的產(chǎn)品輸出；使用盡可能低的資源量，達到指定的輸出（資源利用效率）。通過新的服務創(chuàng)造價值機會面對熟練勞動力的短缺和日益多樣化的勞動力（如年齡、性別和文化背景），讓人們的工作生涯更長，并且保持生產(chǎn)能力。使用CPS的公司更加靈活的工作組織模式，意味著它們可以很好地滿足員工不斷增長的需求，讓員工在工作與私人生活之間，以及個人發(fā)展與持續(xù)的職業(yè)發(fā)展之間實現(xiàn)更好的平衡。l然而。德國有可能克服目前的障礙，如技術接受問題或勞動力市場熟練工人數(shù)量有限的問題。一些技術項目已經(jīng)成功啟動。確保德國制造業(yè)的未來——。InternetServices）將滲透到所有的關鍵領域1。其中。它們積極協(xié)助生產(chǎn)過程，回答諸如“我是什么時候被制造的”“哪組參數(shù)應被用來處理我”“我應該被傳送到哪”等等問題。因此，而是應該被看作是一系列需要采取行動的關鍵領域中的一個。然而，導致重大飛躍的創(chuàng)新也有可能出現(xiàn)在一些個別行業(yè)。在生產(chǎn)、自動化工程和IT領域，垂直集成是指為了提供一種端到端的解決方案，將各種不同層面的IT系統(tǒng)集成在一起（例如，執(zhí)行器和傳感器，控制，生產(chǎn)管理，制造和執(zhí)行及企業(yè)計劃等各種不同層面）。lllll，包括工程最高質(zhì)量標準、計劃、生產(chǎn)、操作和物流過程。”AG（德國郵政），工業(yè)科學研究聯(lián)盟交流促進團體成員智能工廠將滲透到公司間的價值網(wǎng)絡中，并最終促使數(shù)字世界和現(xiàn)實的完美結合。l此外，智能產(chǎn)品也有可能確保它們在工作范圍內(nèi)發(fā)揮最佳作用，同時在整個生命周期內(nèi)隨時確認自身的損耗程度。在未來，、構造、預訂、計劃、生產(chǎn)、運作和回收各個階段。l與此同時，靈活的工作條件，將在他們的工作和個人需求之間實現(xiàn)更好的協(xié)調(diào)。agreements，SLAs）質(zhì)量提供解決方案，動態(tài)定價指的是要充分考慮顧客和競爭對手的情況，服務水平協(xié)議質(zhì)量則是關系到商業(yè)合作伙伴之間的連接和協(xié)作。“網(wǎng)絡化制造”、“自我組織適應性強的物流”和“集成客戶的制造工程”等特征，它將追求新的商業(yè)模式以率先滿足動態(tài)的商業(yè)網(wǎng)絡而非單個公司，這將引發(fā)一系列注入融資、發(fā)展、可靠性、風險、責任和知識產(chǎn)權及技術訣竅保護等問題。商業(yè)流程的各個步驟在任何時刻都可以追蹤，同時也可以提供他們完成的證明文件（）。新技術的顛覆性及其對相關法律問題（如技術方面、敏感的企業(yè)數(shù)據(jù)、責任、數(shù)據(jù)保護、貿(mào)易限制、密碼系統(tǒng)的利用等）的影響將能威脅現(xiàn)存法規(guī)的實施。重復地講，在安全領域，我們需要更富積極性的措施，進而言之，尤為重要的是，在設計安全的概念里不應僅僅局限于功能組件。在許多德國制造公司，員工的平均年齡在四十多歲。最新的研究表明，個人的生產(chǎn)效率并不取決于員工年齡，而是相反地取決于他們從事某種工作崗位的時間、工作組織方式和工作環(huán)境。因此，決定德國未來競爭力的，不僅是新的技術、商業(yè)和法律因素，而這也正是在創(chuàng)新過程中有能力使員工取得更高成就的基礎。員工應該擁有更大的自由作出他們自己的決定，更積極地投入和調(diào)節(jié)自己的工作。lStore模式鏈下實現(xiàn)商業(yè)進程中的調(diào)配和部署；保障從傳感器到客戶交流所有環(huán)節(jié)的安全和可靠系統(tǒng)；支持商業(yè)網(wǎng)絡中互相協(xié)助的生產(chǎn)、服務、分析和預測。很明顯，在互相協(xié)作的公司間和商業(yè)網(wǎng)絡中，應該建立起共享的服務和應用。CPS平臺被公司間的IT人員、軟件和服務提供商以及公司本身所使用，該參考框架應該考慮到ICT和制造企業(yè)的不同特征。隨著各個工作小組的積極推進，包括可以分享經(jīng)驗的目標研討會和日常的通訊。lll雇員將參與到工作組織、CPD和技術發(fā)展的創(chuàng)造性社會技術系統(tǒng)早期階段。system）供應商（傾向于較長創(chuàng)新周期）工作聯(lián)系更緊密，必須要建立一套眾多參與企業(yè)都可接受的商業(yè)模式。以保證它能夠融入到生產(chǎn)設施從計劃到運行的整個過程。這些生產(chǎn)線每周工作5天，實行3班倒。這些使得能源利用更為有效的措施應該在CPS設計的最初階段就加以考慮。同時，升級現(xiàn)有生產(chǎn)設備帶來的成本/風險率也不高，這條道路必將成為一項技術標準，從而將使改善能源利用效率最終達成。同時，CPS技術的發(fā)展也為出口技術和產(chǎn)品提供了重要的機遇。領先的供應商策略就是信息通信技術與傳統(tǒng)高技術戰(zhàn)略的系統(tǒng)性集成，企業(yè)得以管理迅速變化的市場和日益復雜的全球市場，進而能為自己開創(chuàng)新的市場機會。為實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟，確保取得廣泛效益，有必要借助CPS功能推廣制造技術和現(xiàn)有設備的信息系統(tǒng)。則應將研究、技術和培訓都作為優(yōu)先事項來推進（），在自動化工程建模和系統(tǒng)優(yōu)化領域開展方法論研究和中試應用。這將包括開發(fā)新的商業(yè)模式，尤其是要考慮將產(chǎn)品與恰當?shù)姆障嚆暯印５聡圃鞓I(yè)的優(yōu)勢一定程度上在于其保持了工業(yè)系統(tǒng)中大批中小企業(yè)和少數(shù)大型企業(yè)的結構平衡。例如，建立試點并通過最佳案例對在大型工業(yè)企業(yè)和中小企業(yè)合作網(wǎng)絡進行示范，使網(wǎng)絡價值鏈潛力更加直觀，以增強中小企業(yè)信心，接受主導供應商的方法、組織手段和技術的理念。德國經(jīng)濟以其強大的工業(yè)基礎為特征，特別是它的機械與設備制造、汽車工業(yè)和能源工業(yè)。Burgbacher，國務秘書，聯(lián)邦工業(yè)與經(jīng)濟技術部長它包括三個關鍵特征（）：貫穿整個價值鏈的端到端工程數(shù)字化集成在雙重CPS戰(zhàn)略下，制造業(yè)公司將在一個高速的、動蕩的市場環(huán)境下，按照市場價格實現(xiàn)快速、及時和無失誤生產(chǎn)。價值網(wǎng)絡橫向集成的模型、設計和實施會對下面關鍵問題提供答案。除了“商業(yè)模式”和“在不同公司間的合作形式”外，也有必要應對諸如“可持續(xù)發(fā)展”、“商業(yè)秘密保護”、“標準化策略”和“中長期培訓及員工發(fā)展計劃”等問題。下面一個關鍵問題涉及到在整個工業(yè)生產(chǎn)過程中實現(xiàn)端到端數(shù)字集成這一目標，使現(xiàn)實世界和數(shù)字世界在產(chǎn)品的全價值鏈和不同公司之間實現(xiàn)整合，同時也滿足客戶的需求。從產(chǎn)品開發(fā)到制造工程、產(chǎn)品生產(chǎn)和服務，應裝備恰當?shù)腎T系統(tǒng)，為整個價值鏈提供端對端支撐（見圖7）。對于縱向集成而言，以下關鍵的問題需要回答：取而代之的，是根據(jù)個性化需求定制的一組IT結構化模塊，根據(jù)不同情況下產(chǎn)品生產(chǎn)的需要自動搭建出特定的結構（拓撲3）——包括模型、數(shù)據(jù)、通訊和算法等所有相關需求（見圖8）。而且，帶工者和操作員都需要進行培訓，以使其了解這些方法的運行和操作對制造系統(tǒng)的影響。參考信息：應用實例2：全價值鏈端到端系統(tǒng)工程 這樣無法催生產(chǎn)品制造的全球化視野。結果是，它開啟了個性化定制產(chǎn)品的可行性。2.2． ，但從根本上說它仍需開展更深層面的研究。這需要研發(fā)活動的支撐。這將需要機械和設備制造商具有類似于系統(tǒng)集成商的能力，即能將ICT和自動化產(chǎn)業(yè)集成，并建立有針對性的、有創(chuàng)意的開發(fā)過程，用于創(chuàng)建新的CPS系統(tǒng)。5． 將來的研究將優(yōu)先轉(zhuǎn)向制造系統(tǒng)的研究和開發(fā)，這一系統(tǒng)能全面可描述、可管理、關聯(lián)敏銳和可控或自我調(diào)制。從長遠來看，研究人員需要開發(fā)出模塊化的CPS并配備相應的組件目錄，這是任何模型智能工廠一個關鍵特征。正因如此，在闡述雙重策略的章節(jié)（第3章）已對五個中心研究主題的三個方面進行了深入探討：全價值鏈端到端系統(tǒng)工程企業(yè)將更加迅速地應對市場需求，從而確保自己在新型產(chǎn)品、服務和商業(yè)模式的主要供應商地位。這是我們討論的第四個方面。在社會責任方面，有必要增加員工的參與度和促進主人翁責任感，在創(chuàng)新型設計和規(guī)劃過程，以及改善員工工作環(huán)境上充分發(fā)揮他們的技術水平和工作經(jīng)驗。取得成功更進一步的關鍵是，建立實用的參考架構。這將引導我們進入最終領域。具有多通道用戶界面的智能工業(yè)輔助系統(tǒng)，能將數(shù)字學習技術直接搬到生產(chǎn)車間。5．這些建議，連同BMBF資助的項目“虛擬網(wǎng)絡—實體物理系統(tǒng)集成研究議程”和BMWi參考信息：2012年10月。制造業(yè)系統(tǒng)的示例中提出了一些不同的方面，需要被集成到一個參考體系中（參照圖10）：由一個或多個企業(yè)使用的軟件應用程序，如業(yè)務規(guī)劃和管理、公司間的物流或配套價值網(wǎng)絡，包括與制造業(yè)環(huán)境相關的接l隨后，它將有可能在機械、電氣和自動化技術性能方面優(yōu)化機器，面向制造系統(tǒng)設置和聯(lián)機的需要，同時也考慮到操作和維護。自動化工程參考體系不能以自上而下的方式發(fā)展，因為它需要整合幾個不同的視角，而自上而下的方法通常會花費太長的時間。l特別重