工業4.0從2014年開始成規模的在媒體上出現，到如今變成了十分熱門的議題。而后美國再工業化，日本工業復興、中國制造2025，全球各國對于工業的信息化改革一一提上日程。物聯網的應用對于工業的改革有哪些方面的助推?擁有先進技術的制造業大國德國提出的工業4.0又會給我們帶來怎樣的機遇?

　　近日，由國際物聯網貿易與應用促進協會和廣東省物聯網協會主辦，深圳物聯傳媒承辦的“2016中國國際物聯網與智慧中國高峰論壇”在深圳會展中心盛大召開。德國北威州投資促進署首席代表封興良先生以“數字化/工業4.0：德國北威州創新的解決方案和商機”為主題為我們分享了他眼里的德國工業4.0以及德國北威州在工業上的創新應用解決方案以及投資機遇。首先，封興良先生為我們解釋了工業4.0的由來。

　　德國北威州投資促進署首席代表封興良先生演講現場

　　工業4.0來自哪里?

　　2006年，德國聯邦政府高技術規劃中開始關注物聯網在工業中的應用;

　　2011年4月，提出工業4.0的初步概念，德國機械及制造商協會(VDMA)、信息技術、通訊與新媒體協會(BITKOM)、電子電氣制造商協會(ZVEI)三大協會成立“工業 4.0”工作組;

　　2011年11月德國發布《高技術戰略2020》;

　　2012年10月2日，工作組向聯邦教育與研究部和聯邦經濟和技術部遞交了《未來項目“工業4.0”的落實建議》;

　　2013年4月，保障德國制造業的未來——關于實施工業4.0戰略的建議》;

　　2013年12月，全球首份“工業4.0”標準化路線圖;

　　2014年4月，“工業”4.0學術咨詢委員會發布了白皮書

　　2014年4月漢諾威工博會上展示的首個“工業4.0”演示系統

　　此后，工業4.0的概念迅速火遍全球……

　　我們一直在談工業4.0，那究竟什么是工業4.0呢?

　　根據封興良先生的觀察，工業4.0涉及兩大主題(智慧工廠與智能生產)，三個設想(產品、設施、管理)。智慧工廠重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現。而智能生產主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動、3D打印以及增材制造等技術在工業生產過程中的應用等。其次是三個設想：產品、設施及管理。產品集成有動態數字存儲器、感知和通信能力，承載著在其整個供應鏈和生命周期中所需的各種必需信息。設施由整個生產價值鏈所集成，可實現自組織。管理能夠根據當前的狀況靈活決定生產過程。

　　如何構建智慧工廠---信息物理系統(CPS)

　　工業4.0是基于物聯網和服務互聯網，通過信息物理生產系統CPPS為模型構建智慧/數字工廠。

　　工業4.0——信息物理系統(CPS)

　　信息物理系統(Cyber Physical System，CPS)強調物理過程與信息間的反饋。2008年美國加利福利亞大學的Lee.E在其技術報告《信息物理系統：設計挑戰》中指出：信息物理系統是計算和物理過程的整合集成。嵌入式計算機和網絡對物理過程進行監測和控制。從自動化技術的觀點看，CPS是一種工程系統，由一個嵌入在物體中的計算和通信的內核，在物理環境中進行監測和控制。(Karl Henrik Johansson，2011)以信息物理生產系統CPPS為模型構建智慧工廠，或者數字化工廠

　　實現工業4.0，意味著什么?

　　1).未來整個行業的研發時間，從設計到投產縮短了整整三分之一

　　2).自動化程度的提高，勞動力成本在產品生產中的總價值方面所占比例越來越少

　　3).軟件用于數字化仿真及虛擬裝配，從而實現各個組件及接口的成功測試

　　4).實現個性化生產，通過輸入有關數據，形成模型再通過數控設備的加工和制作

　　5).生產更有效率、更環保、更有人性化、產品從預訂到交貨的橫向一體化

　　6).系統允許一分鐘內更改產品和工序，虛擬世界與現實世界的交互

　　封興良先生還表示，實現多品種小批量智能產品的高精度卓越品質生產是未來像德國一樣成功經濟的發展趨勢。而目前我們國家傳統制造產業，產品的開發、實驗、生產規劃、制造和服務整個過程是相分離的，如何才能改變目前這種局面?首先，大規模分隔狀態的部門必須做到數據的流通，而且是雙向流通，依靠共有數據來實現逐步改變。其次，把嵌入式軟件和各類不同的產品結合好，把軟件和電子機械結合起來。

　　德國北威州創新解決方案和商機

　　根據分析顯示，預計至2025年，在德國國民經濟中舉足輕重的六大行業，通過所謂的工業4.0，其生產率有望增加到780億歐元，而且每年每個行業的國民生產總值還能平均提高1.7%。而德國北威州在工業上又有哪些創新的解決方案和機遇呢?

　　1.用于工業的智能技術系統

　　將信息物理系統引入生產流程是工業產值鏈的一場革命：自動設定生產流程，自行調整，材料向機器發出下一個生產步驟的指令。

　　2.實現物流流程的自動化操控

　　由于越來越多的網購、生產制造的個性化、送貨程序的聯網化、對生態環境可持續發展等要求，物流業正面臨全新的挑戰。德國北威州通過對物流流程自動化控制的解決方案構建起一個智能系統，商品和貨物通過智能系統在全球供貨鏈中自動運行。此外，信息物理系統將物流中的物理世界與智能信息和通訊技術連接起來，藉此才能使整個供貨鏈聯網，物流將更加智能化。

　　而北威州在信息通訊技術以及物流業領域處于世界地位，如何將工業4.0用于物流業，幫助建立智能交通網絡和自動運行，北威州擁有最佳的條件和方案。

　　3.信息通訊技術是增長助推器和創新引擎

　　信息通訊技術中的智能感應器、執行器、嵌入式系統、機器對機器的相互溝通、物流網和云計算等基礎技術是工業4.0所必需的。采用信息通訊技術后，企業可以全程監控和掌握其能源需求和消耗信息，首先能實現信息透明化，在自動化和能源管理技能相互結合后，優化配置資源成為新的可能。

　　而信息通訊技術是“關鍵基礎技術”對北威州經濟發展的作用舉足輕重，各行各業藉此都會得到巨大的增值空間，隨著工業4.0的推進和發展，增速還將更為顯著。

　　關于北萊茵-威斯特法倫州州政府的工業政策

　　※ 北威州政府的工業政策是鼓勵企業、研究機構和公共部門在產值鏈上的十六個產業和科技領域通力協作;

　　※集群組織不僅能鞏固北威州作為工業基地的地位，而且還能將在產業鏈上的企業、研究機構和關聯網絡整合起來，彰顯合力的作用，在現有強項和出色成績的基礎上更上一層樓，不斷提高企業競爭力;

　　※特別鼓勵企業在產值過程和創新力方面推廣工業4.0，目的也在于保證企業將來的競爭力;另外還要著力打造在德國和國際上北威州工業基地的新形象.