近年来翻阅各大报章媒体，不时可见工业4.0词汇穿越其中，以至有人将工业4.0视为掀起新一波淘汰赛的触媒，点出诸如德国等欧美先进国度，曾经凭仗智能制造，开始树立向中国抢单的实力，由此凸显中国制造业尽速从自动化迈向智动化的迫切性。

众所周知，工业4.0是德国于2012年所提出的开展方案名词
旨在整合资通讯软硬件，树立真假整合系统(Cyber-Physical Systems;CPS)，继而以此为中心，辅以智能工厂为精华，促使制造产业迈向高值化;虽然看似仅为一国发明出来的词汇，但是影响范围却普及全球，连带掀起第四次工业革命。

深究工业4.0内涵，主要涵盖三大关键要素

一是以CPS为中心技术，CPS透过人与机器的交相连结，以及与物理世界互动，运用网络以远程、牢靠、实时、平安、协作的方式，去操控物理实体;二是以智能工厂为主要精华，实时控制整个价值发明网络，从订单到交货的链接，完成产品及其消费系统生命周期工程的整合;三是以“人”为关注焦点」，从业人员被定义为晋级的操作者，可藉由技术支持提升本身才能，乃至由单纯的消费操作者，提升为管理者与控制者。

以CPPS打造智能工厂 可谓工业4.0精华
总括而论，工业4.0的中心概念是，在消费制造过程中，整合计算、通讯与控制的CPS，连结物联网，建构智能工厂，构成智能制造与效劳的全新商机与商业形式。扮演中心技术的CPS，担任整合计算、通讯与控制;应用在消费制造过程的CPS则是CPPS(Cyber-Physical Production Systems)，个中含括虚拟设计剖析、感测、控制、制程/设备、信息交流与生管系统，而CPPS所发明出来的智能工厂，即可称之为工业4.0的精华。

透过工业4.0理念的落实，一方面可望处理工业消费时，举凡超接订单、库存过多或过少、以及不定时消费等需求，二方面则促使将来工业产品晓得本人制成的时间，或晓得应当采用哪些参数，才干让本人到达圆满状态。

回忆以往，论及消费制造，其实彷若M型两端，一边走的是全人力制造道路，可随便处理产品生命周期短绌之频繁换线问题，惟制造的牢靠度与效能备受限制、难以提升;另一边则采取全自动化形式，虽然可以有效进步消费制造的牢靠度及效能，但是技术开发与建置本钱不菲，套用于以往大量消费(Mass production)情境倒还合情合理，一旦进入当今诉诸少量多样的主流制造趋向，便难以为继。

反观工业4.0，则奠基于数字化、虚拟化、网络化之智能消费系统

着重人机协同，故而可以巧妙地在前述M型两端取其中道，构成智能自动化(简称「智动化」)新场面。影响所及，全球众多国度纷繁掀起泛工业4.0热潮，除了德国提出工业4.0方案外，美国也在2013年推进先进制造同伴方案(AMP)，旨在进行先进研发，借此重新获得国际制造竞争力抢先位置;中国在2015年推出中国制造2025(Made in China 2025)乃是施行制造强国战略下第一个十年行动纲要，内含国度制造业创新中心建立、智能制造、工业强基、绿色制造、高阶配备创新等重要范畴的重点工程施行计划。

泛工业4.0浪潮 揭开四次工业革命序曲
时至今日，能够肯定曾经发作的三股严重趋向，其一是美国开端考虑智能制造，希冀分离信息、技术与人工智能等元素，对制造或商业流程中每一环节(例如研发、应用)，产生反动性影响，进而完整改动产品在研发、制造、物流、销售等不同价值活动的流程，同时增加工厂的弹性、减少能源的运用、改善永续环境、降低产品本钱，并运用次世代资料满足新产品开发之需求。其二是中国不再是世界工厂，由于陆续调升最低工资、再加上社福保险费用保证，使制形成本逐步与东南亚国度拉近。

其三则是全世界都在议论智能工厂，不论是欧美、日本或亚洲四小龙，都面临制造业占GDP比重走低、附加价值持续滑落、失业率居高不下...等等诸多压力，为了改变这些负面效应，美国AMP、德国工业4.0、日本再兴战略等“再工业化”方案现继现身等。

上述三股趋向的成形，无异是宣布第四次工业反动时期的降临。第一次工业反动发作于1800年代，系由蒸气机所带动;第二次工业反动发作于1900年代，由电力、内燃机、新资料/物质所发明;第三次工业反动发作于2000年代，揭开了所谓自动化的序幕，由电子、数字控制、信息系统所驱动;往常的第四次工业反动，则以智动化、智能工厂为轴心，由CPS、大数据、物联网、3D技术...等众多创新元素所组成。

一座真正进入智能化的工厂，主要是善用ICT硬件、软件与系统整合技术，使其消费行为具有感测联网(IoT)、材料搜集剖析(Big Data)、人工智能(AI)、真假系统整合、人机协同作业等特征，进而能够完成诸多营运创新目的，包括了自主调整厂区与产线的产能配置，自主调整上下游供给配送，自主优化消费环境的资源与能源配置，辅助人员正确完成各种操作及组装，以及实时逆向追踪消费进度与历史。

五大关联要素 助力完成智能工厂
在蜕变成为智能工厂的过程，制造企业所需仰赖的关键要素，则包括了五大项目。首先是虚拟工厂设计与自动化系统整合，建立实体消费线与工厂前，先在虚拟系统停止消费线与工厂设计，并直接在虚拟系统停止自动化系统整合规划，以期大幅减少实体建立与系统整合所需资金、时间、资料等严重本钱，使产品得以快速进入市场，具代表性的处理计划供货商有国外的Siemens、PTC、Dassault Systemes等。

其次是巨量数据与云端运算，运用云端运算才能剖析由每台机器设备与设备传来的海量数据，挑选与过滤设备可能毛病缘由、产品瑕疵发作缘由，以进步设备运用率与产质量量，另可借助海量材料剖析市场终端消费需求，作为次世代产品功用设计的参考;相关供货商包括国外的微软、IBM等等。

第三是物联网，旨在善用传感、有线、无线或挪动等通讯网络，使来自设备、硬件或控制中心的各种数据与参数，可在彼此之间传输，且具有防止电气干扰、数据窜改、线路备援等平安机制，确保每一笔数据的平安性与稳定度;相关供货商有国外的Beckhoff等等。

再者是机器人/机器手臂，以机器人与机器手臂取代人力，执行高反复性、高负重度、高疲倦性、高伤害性、高风险度等作业，借以进步制造时数与产线产能效率;相关供货商则有国外的ABB、FANUC、KUKA、EPSON等。

第五项为智能设备与系统，借助智能判别与决策，并主动与其他设备交流信息，无需人力介入便可根据实践情况停止运转分配，终至提升资料、能源、人力等资源的运用效率;相关供货商有国外的GE、OMRON、Panasonic等等。

综上所述，针对智能工厂所需计划，中国在于硬件方面的供给链价值体系尚称完好，惟论及自动化创新应用，则明显有所缺乏，亟待踌躇不前。

(科技产业责编：陈峰 )