德国工业4.0的进阶之路

什么是工业4.0？

近两年来，工业4.0是个很火的概念，无论是全球各地正如火如荼产业升级的制造工厂，还是身负巨款正翘首观望的投资巨鳄，似乎都在拼尽力气往里钻，那么，这到底是怎么一回事呢？

按照当前世界的共识，工业1.0是蒸汽机时代，工业2.0是电气化时代，工业3.0是信息化时代，而工业4.0其实就是“互联网+制造”，也就是所谓的智能化时代。这个概念最开始是由德国提出的，到了美国是“工业互联网”，到中国则被称为“中国制造2025”。

工业4.0有几个核心概念点，即互联，数据和个性化定制。互联，可以说是工业4.0得以成立的“根骨”，这里的互联，不仅仅是要将设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户等紧紧相连，更是要把眼光深入产业链，将一个产业体系中的智能控制系统，终端系统，传感器，整个产品的脉络都连接起来，从而实现横向与纵向的某种高度集成。

数据，则是工业4.0的“灵魂”。在一条产业链里，从设备研发，运营管理，到销售反馈，上下游的工业链，无时无刻不在产生的大量数据，从以往的各不相干的独立管理逐步转化为大统一模式下数字化智能调度和参考，正是新工业时代下的核心灵魂。

而依托于“万物互联”和“数据分析”，自然就能决定产业模式的转型和创新，整个生产形态上也会从大规模生产转为“个性化定制”，从消费者寻找产品，变成产品寻找消费者，让生产与消费变的更加柔性化，灵活化。

德国起源：重构商业文明

这个概念的起源要追溯到十年前欧洲的金融危机。在08年那个哀鸿遍野的惨淡时节，德国痛定思痛，总结经验教训，提出要对工程和制造业进行彻头彻尾的改造和升级，加入数字化技术，连接起虚拟世界和现实世界的通道，重构新时代商业文明的生态。

要重构现有商业模式，打造全新生态，这绝不是一两个公司就可以独立做到的事情，而应由一批做好技术升级的企业打头，以更高效带动着大部分公司共同奔向产业升级后的新生态。因此，在数百个公司经过三年的热烈交流和讨论后，到了2011年德国工业4.0的报告才开始正式发布和落地。

经过数字化升级后的德国工程和制造业，拥有了两个碾压性的巨大优势：产品的定制化和更高的生产效率。它对传统工程和制造业的影响是颠覆性的，而随着这次的产业升级，“德国制造”的名号也在世界范围内更加响亮，越来越多的国家开始效仿德国模式，对自家早已萎靡不振的工程与制造业纷纷开始改造和升级。

然而，作为引领新工业时代潮流的头羊德国，并没有就此止步不前。他们重新思考了商业模式的本质，最终发现了产品消费价值实际上已经藉由产品本身转向了服务平台，“最贵的产品是服务”。一切的工业制品要想在新时代更好的活下去，都需要在数字化的帮助下将数据反馈于服务。

有了数字化定制性的运营生产，才有了所谓的智能产品，智能生产。工厂实现了智能产品和生产，必然需要一些普适性的技术应用来调和全局，于是，又必须换掉一些老旧不堪的公司系统，尽管这会导致很多适应了旧模式的人们的失业，难以改变的公司的破产，可这就是众多传统公司集体命运的“革新”。

与此同时，在工业4.0这种巨大的新型商业模式影响下，针对于空缺出来的市场需求，又有许多新生公司如雨后春笋一般应势而出，它们纷纷落草于工业物联网、云计算、工业大数据、工业机器人、3D打印、知识工作自动化、工业网络安全、虚拟现实和人工智能，这些因为工业4.0而兴起的支柱又产生了无限的商机，完美地反哺于转型下的社会和人民。

完成了数字化升级，德国软件工业开始搭建物联网平台。所谓物联网，也即“物物相连的互联网”，上到SAP、西门子这样的大公司，下到诸多中小公司的联盟，他们都开始搭建新的平台，用新的工业物联网平台来连接所有的一切：车间设备上的智能产品，铁路机车上运行的设备，化工厂的阀门等等。平台连接所有的设备，通过传感器搜集数据，让所有业务环节变得透明，提高生产效率，缩短周期，创造新的满足客户需求的产品。这是工业4.0能够实现的重要基础。

工业4.0的新方向？

可以说，第四代产业升级的开局，德国为全世界做出了优秀的表率，而对于接下来的发展计划，德国的重心也仍然将在服务平台的整体化搭建和数字技术对产品服务的深入和再应用。

今天的德国，尽管取得了如此成绩，但它依然在反复思考着自己的产品的设计，构成要素，以及整个配套的平台服务上可能出现的问题。它并没有自负自满，而是谦卑地学习了解着各国产业升级之路上的独特的优势和特性，尤其是同为制造业强国的其余欧洲邻国，美国，还有正在崛起的中国。他们曾表示，中国发展AI的方式是惊人的，而人工智能在未来制造业的各个领域，都将扮演着不可或缺的重要角色。

在第四次工业革命的战略选择上，中国一直效仿的是德国模式，可谓找对了老师。虽然这条路刚刚开始，但方向毫无问题。对于整个制造业来说，它所带来的当然是一个巨大的颠覆，甚至称之为工业革命，也毫不为过。当然，正如国家工信部部长所说：德国是从工业3.0串联到工业4.0，中国是2.0、3.0一起并联到4.0。路漫漫而其修远，中国要真正实现理想中“智能制造”的产业社会，还有很长的路要走。

来源：OFweek工控网

2019，人工智能将重新定义工业4.0？

原创：

石林才

控制工程中文版

“

自动化可以改进流程的运作。通过对劳动力和先行指标进行检验可以提高生产力。通过分析可以深入了解事情运作的方式。但是在人工智能领域却不是这样的，除非你了解类似机器学习和语义学方面的知识。

”

在工业物联网领域，机器和设备的预见性维护是第一种被证明可以进行广泛商业运用的应用。“可以运用传统回归和预测性分析完成这项任务。但是，当你拥有了人工智能后，你可以超越结构化的确定性从而实现模糊化的随机性。”Infosys 公司的副主席JeffKavanaugh 说道，运用机器学习基于输入的信号，例如声音信号，通过像人类一样运作的电脑学习分辨设备健康和异常时候的声音，就可以了解异常情况。

最近Infosys 公司针对智能自动化运用进行了一次全球性调查。这次调查的核心观点表明人工智能技术正在成为一种主流，并且表现出积极的一面。同时，发现不同地区人工智能的使用率大不相同，需要更多分析来确定根本原因。

经常被问到的一个问题是企业是否有足够的数据进行机器学习，以及数据是否以合适的形式进行运用。人们拥有超出他们想象的数据，但是这些数据量低于他们的预期，而且很多数据并没有在机器学习上得到运用，有些情况下根本不需要大量数据。企业可以更好地利用已经积累的数据。工业企业可以从简单数据中获得重要的宝藏。同时，这些简单的数据可以被更进一步地分析和运用。

与80 年代引入PLC、DCS、SCADA、CAD 和ERP 的时候相比，当今的技术革新带来的变化有所不同。Kavanaugh认为， 20 世纪80 年代新技术的引进带来了重大意义的变化，但是那只是行和列之间的自动化，更适用于车间和现场。现在更强调结合经验，从多属性的角度来看待实际发生的事情。

“我们正在讨论事情是内在可认知的，

换句话说，这些事情是模糊的。

早些时候转型是从完整的模拟到计算机操作，

现在的趋势是更加普遍、连接更加紧密、更智能化

——最终也将更加深刻。”

人工智能是充满希望的。一些技术专家认为，得益于边缘控制的发展，ERP 或将成为未来所有数据最具潜力的聚合点，绕开传统的自动化控制系统。这种影响可能将是深远的。

例如，作为一种内存数据ERP 系统，SAP 的HANA 最新引入了地理信息系统的能力，但不仅仅是作为应用程序功能。集成将这种能力扩展到独立产品中。一个数据库运行着这个业务应用程序和地理信息系统。在一个案例中，一家公司已经将来自于SAP ERP 中心组件带有地理数据的交易数据和来自涡轮机的其他数据整合在一起。

本文来自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China）2018年10月刊《编辑寄语》栏目，原标题为：人工智能将重新定义工业企业？