【正文】 的數(shù)量在不斷下降，某些行業(yè)的熟練技工和學(xué)徒申請者已出現(xiàn)短缺。靈活性，可以提供迅速和簡單流程的服務(wù)和應(yīng)用，包括基于CPS的軟件；l在CPS平臺，諸如安全和保障、可信任、可靠性、使用、操作模式的融合、實時分析和預(yù)測等特性都顯得尤為重要，在互相協(xié)作的生產(chǎn)和服務(wù)過程中，確立流程標(biāo)準(zhǔn)以及安全、可靠、高效的操作都離不開這些特性，同樣，它們對于執(zhí)行活躍的商業(yè)活動也至關(guān)重要。而專業(yè)協(xié)會將在促使社交團(tuán)體、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和公眾間流暢溝通和緊密合作方面發(fā)揮重要作用。制造業(yè)中的商業(yè)化進(jìn)程仍然是靜止不變的，并且一直在應(yīng)用那些不合時宜的軟件系統(tǒng)。發(fā)揮能源效率潛力的措施：未來，機(jī)器人即便在很短的生產(chǎn)間歇也可以關(guān)閉，而在比較長的時間段，他們將保持一種被稱為“網(wǎng)絡(luò)喚醒模式”4的待命狀態(tài)；通風(fēng)設(shè)備將可以控制速度以滿足不同需求；至于激光源則需要全新的系統(tǒng)以適應(yīng)節(jié)能需求。3雙重戰(zhàn)略：成為領(lǐng)先的市場和供應(yīng)商領(lǐng)先的供應(yīng)商策略是從設(shè)備供應(yīng)商企業(yè)2。同時，有必要在新場所為設(shè)計和實施CPS制造業(yè)框架建立模型和發(fā)展舉措。但是，或許是因為缺乏必要的專業(yè)人員或?qū)ζ淙匀徊皇煜さ募夹g(shù)戰(zhàn)略持謹(jǐn)慎甚至懷疑態(tài)度?！驗槲覀儾荒苋萑虈业墓I(yè)陷入停滯狀態(tài)。雙重戰(zhàn)略及其關(guān)鍵特征3．圖7：全價值鏈的端到端工程，在業(yè)務(wù)流程層面提供全價值鏈的端對端集成系統(tǒng)，包括工程，以及在工業(yè)系統(tǒng)上形成縱向集成和網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計。通過CPS應(yīng)用到基于模型的開發(fā)，可以完成端到端、模擬、數(shù)值方法等涵蓋了從客戶需求到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、加工制造、成品完成等各個方面的配置。潛在收益2012年10月，下面部分加以概要說明。更高水平的網(wǎng)絡(luò)需要實現(xiàn)產(chǎn)品模型、制造資源和制造系統(tǒng)的端到端集成。3.上述分析表明，目前在許多領(lǐng)域，制造工程與自動化工程領(lǐng)域協(xié)同工作的實際操作方法和基本技術(shù)仍未具備。虛擬網(wǎng)絡(luò)—實體物理系統(tǒng)技術(shù)為了為有關(guān)資金計劃的安排提供相關(guān)的思路和指導(dǎo)。，5（見第3章），使公司間聯(lián)網(wǎng)和集成，需要制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。，參考體系的作用是將這些不同的方法統(tǒng)一到到一個單一的、共同的方法。圖9互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與物聯(lián)網(wǎng)連接的參考體系41l因此，從不同的出發(fā)點推動參考體系漸進(jìn)性地發(fā)展更合乎情理。l這些范例使標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展更為迅速。著名的例子包括因特網(wǎng)協(xié)議和電子郵件協(xié)議。開放的作業(yè)系統(tǒng)：例如Linux公司，一個由100多個國家的超過2000名的企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和個人創(chuàng)業(yè)組合到一起的企業(yè)，發(fā)展和維護(hù)成世界上最成功的操作系統(tǒng)之一。l例如，這可能涉及使用數(shù)據(jù)衍生制造過程中所需的資源（諸如機(jī)械和人力資源）。l從制造系統(tǒng)中特定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（智能）的角度來看，如自動化設(shè)備、現(xiàn)場設(shè)備、現(xiàn)場總線、可編程邏輯控制器、操作裝置、移動設(shè)備、服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備等它構(gòu)建了軟件的應(yīng)用程序和服務(wù)架構(gòu)（參見圖9）。協(xié)助其在力求滿足每一工作組特殊需求的條件下，制定出綜合各項建議的全面的研發(fā)路線圖。他們也應(yīng)被看作是為了實現(xiàn)上述的“工業(yè)工程”具體應(yīng)用中對實施需求的具體描述。GmbH）CEO，工業(yè)科學(xué)研究聯(lián)盟通信促進(jìn)組成員)應(yīng)采取跨學(xué)科方法應(yīng)對這些問題，吸納囊括由工程師、IT專家、心理學(xué)家、人機(jī)工程學(xué)家、社會和職業(yè)科學(xué)家，以及醫(yī)生和設(shè)計師等組成的整體團(tuán)隊的聰明才智。第四次革命對未來的工業(yè)就業(yè)的重大影響，需在研究和實踐層面來解決。2.這同時也意味著應(yīng)能使虛擬計劃與實際制造過程的集成顯著提高。4． 若要實現(xiàn)這一步，當(dāng)前的CPS系統(tǒng)裝置特征需在中期階段適應(yīng)制造系統(tǒng)。需求研究而且，目前IT系統(tǒng)的維護(hù)費用仍相當(dāng)高昂。圖8：縱向集成和網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)在將來的智能化工廠里，制造業(yè)結(jié)構(gòu)不會固定并被先期限定。圖6：價值網(wǎng)絡(luò)的橫向集成全價值鏈的端到端工程價值網(wǎng)絡(luò)下的橫向集成2．一項最特殊的挑戰(zhàn)在于能夠同時將全球化運作的大型公司和基本在地區(qū)范圍運行的中小企業(yè)集成到正在形成的新價值鏈網(wǎng)絡(luò)中。另一項關(guān)鍵的挑戰(zhàn)將是利用技術(shù)創(chuàng)建新型價值網(wǎng)絡(luò)。目前的基本IT技術(shù)需適應(yīng)制造業(yè)的具體需求并特別要以應(yīng)用為目標(biāo)不斷地開發(fā)。整合了可以控制部分設(shè)備開關(guān)的汽車車身生產(chǎn)線，將改善能源利用效率。在生產(chǎn)間歇90%的能源消耗來自于以下設(shè)備：機(jī)器人（20%30%），通風(fēng)設(shè)備（35%100%）和激光源及其冷卻系統(tǒng)（050%）。為了滿足這一需求，在生產(chǎn)間歇中隨時關(guān)閉那些不工作的部分以減少能源消耗，就成為一種必須具備的能力。l在整個服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，重要的是需要更加寬泛地解釋流程條款。l這些平臺將提供服務(wù)和實際應(yīng)用，并且能聯(lián)系到所有參與的人員、物體和系統(tǒng)（見圖4），同時還將擁有以下特征：這些模型應(yīng)使員工將擁有高度的自我管理自主權(quán)與領(lǐng)導(dǎo)和管理權(quán)力的下放相結(jié)合。，而德國當(dāng)前正處于人口結(jié)構(gòu)變化的困境中，它擁有世界上第二年老的人口，僅次于日本。鑒于上述情況。（見圖3）在某些領(lǐng)域，這意味著智能產(chǎn)品能半自主地控制它們生產(chǎn)的各個階段。它將使生產(chǎn)資源（生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器人、傳送裝置、倉儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施）形成一個循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，這些生產(chǎn)資源將具有以下特性：自主性、可自我調(diào)節(jié)以應(yīng)對不同形勢、可自我配置、基于以往經(jīng)驗、配備傳感設(shè)備、分散配置，同時，它們也包含相關(guān)的計劃與管理系統(tǒng)?！拔锫?lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)在制造業(yè)中擁有巨大的創(chuàng)新潛力，將極大地擴(kuò)展這種潛力。貫穿整個價值鏈的端到端工程數(shù)字化集成供應(yīng)商和用戶間距離相近且在某些領(lǐng)域緊密的合作機(jī)械和設(shè)備制造的市場領(lǐng)導(dǎo)力量與此同時，從工業(yè)化的早期階段（）汲取經(jīng)驗也是必需的。，程序和過程。在一個“智能、網(wǎng)絡(luò)化的世界”里，物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)（the自2006年以來，德國政府已在其高技術(shù)戰(zhàn)略下推動物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)。工作和生活的平衡尤其是對于中小企業(yè)和初創(chuàng)公司來說，有顯著的機(jī)遇發(fā)展B2B（企業(yè)對企業(yè)）服務(wù)。資源生產(chǎn)率和利用效率國家科學(xué)與工程學(xué)院,通信行業(yè)科學(xué)發(fā)起人集團(tuán)發(fā)言人,令人鼓舞的是,我們可以看到德國的所有利益相關(guān)方在緊密合作，一起向前邁進(jìn)，加以實施。“,使其進(jìn)一步鞏固其作為生產(chǎn)制造基地、生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商和IT業(yè)務(wù)解決方案供應(yīng)商的地位。有可能在一次性生產(chǎn)且產(chǎn)量很低（1批量）的情況下仍能獲利。在工業(yè)科研聯(lián)盟的倡議下，貫徹德國政府的戰(zhàn)略舉措，以確保德國工業(yè)的競爭力。此外，德國的機(jī)械和設(shè)備制造商期望在未來仍然保持自己的領(lǐng)先地位。例如，人口的變化有可能會改變社會中的所有關(guān)鍵領(lǐng)域，如學(xué)習(xí)方式的組織、伴隨著壽命延長工作和健康的性質(zhì)、以及當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等等。這意味著有史以來第一次，有可能將資源、信息、物品和人進(jìn)行互聯(lián)，從而造就物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)。在過去的30年左右的時間里，IT革命給我們生活和工作帶來了根本性變革，其影響不亞于第一次和第二次工業(yè)革命中機(jī)械化和電氣化所帶來的影響。如果這樣做成功的話，并保護(hù)其國內(nèi)制造業(yè)。這些挑戰(zhàn)包括保護(hù)企業(yè)數(shù)據(jù)、責(zé)任問題、處理個人數(shù)據(jù)以及貿(mào)易限制。與此同時，生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品，尤其是它們包含的數(shù)據(jù)和信息，需要加以保護(hù)，防止濫用和未經(jīng)授權(quán)的獲取。標(biāo)準(zhǔn)化和參考架構(gòu)：貫穿整個價值網(wǎng)絡(luò)?？v向集成和網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)德國的裝備制造業(yè)應(yīng)不斷地將信息和通信技術(shù)集成到傳統(tǒng)的高技術(shù)戰(zhàn)略來維持其全球市場領(lǐng)導(dǎo)地位，以便成為智能制造技術(shù)的主要供應(yīng)商。智能輔助系統(tǒng)將工人從執(zhí)行例行任務(wù)中解放出來，使他們能夠?qū)Ｗ⒂趧?chuàng)新、增值的活動。將來，企業(yè)將建立全球網(wǎng)絡(luò)，把它們的機(jī)器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施融入到虛擬網(wǎng)絡(luò)—實體物理系統(tǒng)（CPS）中。執(zhí)行摘要.................................................................................................................德國如何與世界其它國家競爭？62................................................................39...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................12.........................................................................................................................這一研究項目是2010年7月德國政府《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定的十大未來項目之一——旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。智能制造裝備的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢近日，浙江大學(xué)機(jī)械工程系教授、博士生導(dǎo)師傅建中發(fā)表了一篇題為《智能制造裝備的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢》的論文，文章在綜述了智能制造裝備國內(nèi)外現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，重點論述了智能制造裝備的內(nèi)涵及其發(fā)展重點，作者認(rèn)為德國的“”和美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)裝備將是智能制造裝備未來的發(fā)展方向。工業(yè)4．0采取了一系列措施以加強(qiáng)制度保障，比如設(shè)立處理各類問題的專職工作組，制定和實施安全性支撐行動，建立培訓(xùn)和再教育制度等。用標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)融合。但總體看，我國制造業(yè)發(fā)展仍然以簡單地擴(kuò)大再生產(chǎn)為主要途徑，通過智能產(chǎn)品、技術(shù)、裝備和理念改造提升傳統(tǒng)制造業(yè)的任務(wù)艱巨而迫切。美、德等世界工業(yè)強(qiáng)國都高度重視信息物理空間構(gòu)建，加強(qiáng)戰(zhàn)略前瞻部署，并取得積極研究進(jìn)展。需要考慮和權(quán)衡在原材料和能源上的大量消耗給環(huán)境和安全供應(yīng)帶來的諸多風(fēng)險。在確保生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品本身不能對人和環(huán)境構(gòu)成威脅的同時，要防止生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品濫用及未經(jīng)授權(quán)的獲取。實施八項計劃：工業(yè)4．0得以實現(xiàn)的基本保障。這是實現(xiàn)工業(yè)4．0的基礎(chǔ)。員工將擁有高度的管理自主權(quán)，可以更加積極地投入和調(diào)節(jié)自己的工作。1）工業(yè)4．0將使得工業(yè)生產(chǎn)過程更加靈活、堅強(qiáng)。這次工業(yè)革命的結(jié)果是機(jī)械生產(chǎn)代替了手工勞動，經(jīng)濟(jì)社會從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到了以工業(yè)以及機(jī)械制造帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式。據(jù)媒體報道，工信部正聯(lián)合發(fā)改委、科技部和國資委等多個部門，由中國工程院院士一起參與研究起草的制造業(yè)中長期規(guī)劃——《中國制造2025》將闡述未來10年中國工業(yè)發(fā)展的整體理念。，要借鑒也要應(yīng)對或許有專家認(rèn)為，主要是在高端制造技術(shù)上對抗美國，跟主要以低端制造為主的我國沒有多大關(guān)系。數(shù)據(jù)顯示，德國以16%的份額占據(jù)2013年全球機(jī)械出口首位，中國以11%的份額，略低于美國位于全球第三。近兩年來，Google開始進(jìn)軍機(jī)器人領(lǐng)域，研發(fā)自動駕駛汽車Amazon進(jìn)入手機(jī)終端業(yè)務(wù)，開始實施無人駕駛飛機(jī)配送商品……美國互聯(lián)網(wǎng)巨頭正在從“信息”領(lǐng)域加速進(jìn)入“物理”業(yè)務(wù)領(lǐng)域。為此，使合作機(jī)制成為可能，并通過一系列標(biāo)準(zhǔn)（如成本、可用性和資源消耗）對生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化。其中，如果生產(chǎn)、零部件供給環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸，能夠及時調(diào)度其他車型的生產(chǎn)資源或者零部件，繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不同，動態(tài)配置的生產(chǎn)方式在生產(chǎn)之前或者生產(chǎn)過程中，都能夠隨時變更最初的設(shè)計方案。2013年4月，德國機(jī)械及制造商協(xié)會、德國信息技術(shù)、通訊與新媒體協(xié)會、德國電子電氣制造商協(xié)會合作設(shè)立了“”，并向德國政府提交了平臺工作組的最終報告——《保障德國制造業(yè)的未來——》。在過去十年，中國互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的一個特殊現(xiàn)象是電商的異軍突起。第一次工業(yè)革命始于18世紀(jì)后半期由蒸汽機(jī)實現(xiàn)工廠的機(jī)械化；第二次工業(yè)革命始于19世紀(jì)后半期用電力來實現(xiàn)大規(guī)?；可a(chǎn)；第三次工業(yè)革命始于20世紀(jì)后半期通過電氣和信息技術(shù)實現(xiàn)制造業(yè)的自動化。管理這些生產(chǎn)線的MES（制造執(zhí)行管理系統(tǒng)）原本應(yīng)該帶給生產(chǎn)線更多的靈活性，但是受到構(gòu)成生產(chǎn)線的眾多機(jī)械的硬件制約，無法發(fā)揮出更多的功能，作用極為有限。首要目標(biāo)是工廠標(biāo)準(zhǔn)化德國工業(yè)影響力的一個側(cè)面就是“標(biāo)準(zhǔn)化”。筆者認(rèn)為，值得我們深入思考。信息物理系統(tǒng)是指通過傳感網(wǎng)緊密連接現(xiàn)實世界，將網(wǎng)絡(luò)空間的高級計算能力有效運用于現(xiàn)實世界中，從而在生產(chǎn)制造過程中，與設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)將通過傳感器采集并進(jìn)行分析，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)?！庇纱耍聡妒澜鐖蟆肪W(wǎng)站在今年3月27日報道稱“中國機(jī)械制造業(yè)嚴(yán)重威脅德國”!2014年6月24日，德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會(VDMA)在日本東京舉行發(fā)布會，介紹了德國機(jī)械制造行業(yè)的情況。一方面，我們應(yīng)該深入研究，參考借鑒。物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)將取代傳統(tǒng)封閉性的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，成為未來工業(yè)的根基。3）工業(yè)3．0 始于20世紀(jì)70年代并一直延續(xù)到現(xiàn)在，電子與信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得制造過程不斷實現(xiàn)自動化，可稱為工業(yè)3．0。2）工業(yè)4．0將發(fā)展出全新的商業(yè)模式和合作模式。全新的信息物理系統(tǒng)平臺能夠聯(lián)系到所有參與的人員、物體和系統(tǒng)，將提供全面、快捷、安全可靠的服務(wù)和應(yīng)用業(yè)務(wù)流程，支持移動終端設(shè)備和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)同制造、服務(wù)、分析和預(yù)測流程等?！爸悄苌a(chǎn)”的側(cè)重點在于將人機(jī)互動、智能物流管理、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于整個工業(yè)生產(chǎn)過程，從而形成高度靈活、個性化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)鏈。二是管理復(fù)雜系統(tǒng)。六是培訓(xùn)和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展。對我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的啟示把兩化深度融合作為主要著力點。同時，在制造業(yè)發(fā)展、智慧城市建設(shè)、國家網(wǎng)絡(luò)和信息