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工业4.0的概念最早出现在德国，2013年的汉诺威工业博览会上正式推出，其核心目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。随后由德国政府列入《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。
德国所谓的工业4.0是指利用物联信息系统（Cyber—Physical System简称CPS）将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，最后达到快速，有效，个人化的产品供应。
“中国制造2025”与德国“工业4.0”的合作对接渊源已久。2015年5月，国务院正式印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。
工业4.0已经进入中德合作新时代，中德双方签署的《中德合作行动纲要》中，有关工业4.0合作的内容共有4条，第一条就明确提出工业生产的数字化就是“工业4.0”对于未来中德经济发展具有重大意义。双方认为，两国政府应为企业参与该进程提供政策支持。
“工业4.0” 研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略。德国联邦政府投入达2亿欧元。
德国政府提出“工业4.0”战略，并在2013年的汉诺威工业博览会上正式推出，其目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。 该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，弗劳恩霍夫协会将在其下属6－7个生产领域的研究所引入工业4.0概念，西门子公司已经开始将这一概念引入其工业软件开发和生产控制系统。 自2013年4月在汉诺威工业博览会上正式推出以来，工业4.0迅速成为德国的另一个标签，并在全球范围内引发了新一轮的工业转型竞赛。
2023年4月17日至21日，全球约4000家来自机械工程、电气和数字行业以及能源行业的企业参加了2023年汉诺威工业博览会。
“工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。
“工业4.0为德国提供了一个机会，使其进一步巩固其作为生产制造基地、生产设备供应商和IT业务解决方案供应商的地位。”德国工程院院长孔翰宁(Henning Kagermann)教授如此评价工业4.0。
德国学术界和产业界认为，“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统（Cyber-Physical System)相结合的手段，将制造业向智能化转型。
“工业4.0”项目主要分为三大主题：
智能工厂：重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；
智能生产：主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者；
智能物流：主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。
德国制造业是世界上最具竞争力的制造业之一，在全球制造装备领域拥有领头羊的地位。这在很大程度上源于德国专注于创新工业科技产品的科研和开发，以及对复杂工业过程的管理。德国拥有强大的设备和车间制造工业，在世界信息技术领域拥有很高的能力水平，在嵌入式系统和自动化工程方面也有很专业的技术，这些因素共同奠定了德国在制造工程工业上的领军地位。
通过工业4.0战略的实施，德国将成为新一代工业生产技术（即信息物理系统）的供应国和主导市场，会使德国在继续保持国内制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。在社会根本上，德国完善的民主法制和知识产权保护，是保障德国制造业健康发展的坚实后盾，更是降低社会生产成本、提升效率的真正利器。
“工业4.0”这一名称的含义是人类历史上的第四次工业革命。第一次工业革命是18世纪60年代至19世纪中期掀起的通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化；第二次工业革命是19世纪后半期至20世纪初的电力广泛应用；第三次工业革命是20世纪后半期出现的、基于可编程逻辑控制器（PLC）的生产工艺自动化。工业4.0的定位是可与这些工业革命比肩的技术革新。
工业4.0的本质，就是通过数据流动自动化技术，从规模经济转向范围经济，以同质化规模化的成本，构建出异质化定制化的产业。对于产业结构改革，这是至关重要的作用。
工业4.0驱动新一轮工业革命，核心特征是互联。互联网技术降低了产销之间的信息不对称，加速两者之间的相互联系和反馈，因此，催生出消费者驱动的商业模式，而工业4.0是实现这一模式关键环节。工业4.0代表了“互联网+制造业”的智能生产，孕育大量的新型商业模式，真正能够实现“C2B2C”的商业模式。
对于即将到来的数据流动自动化趋势，世界主要制造强国的理解各有千秋。典型的就是通用电气（GE）公司推动的“工业互联网”，它更关注产品本身的智能化。
工业自动化是德国得以启动工业4.0的重要前提之一，主要是在机械制造和电气工程领域。当前在德国和国际制造业中广泛采用的“嵌入式系统”，正是将机械或电气部件完全嵌入到受控器件内部，是一种特定应用设计的专用计算机系统。数据显示，这种“嵌入式系统”每年获得的市场效益高达200亿欧元，而这个数字到2020年将提升至400亿欧元。
有专家预计，不断推广的工业4.0将为德国的一些机械和电气设备生产商，以及多家中小企业带来大量订单。
工业4.0是德国人提出的概念，认为制造业未来只能通过智能化的生产创造价值，即制造本身是创造价值的。而美国则提出工业互联网，以通用电气（GE）为代表，注重通过机器互联、软件及大数据分析，提升生产效率，创造数字工业的未来。
工业互联网生态系统的持续拓展基于Predix以及Predix.io两大基础。其中Predix是GE面向工业互联网的操作系统，而Predix.io支持第三方软件工程师在Predix上构建、部署并扩展工业互联网应用，并为此提供了安全可靠的开发环境。自从2月份Predix在美国推出以来，全球已有11000多名开发人员采用该平台进行应用开发。GE预计年底Predix在中国推出后会有更多开发者加入。
德国联邦贸易与投资署专家Jerome Hull在接受时代周报记者专访时表示，工业4.0是运用智能去创建更灵活的生产程序、支持制造业的革新以及更好地服务消费者，它代表着集中生产模式的转变。
Jerome Hull介绍：所谓的系统应用、智能生产工艺和工业制造，并不是简单的一种生产过程，而是产品和机器的沟通交流，产品来告诉机器该怎么做。生产智能化在未来是可行的， 将工厂、产品和智能服务通联起来，将是全球在新的制造业时代一件非常正常的事情。
工业4.0是涉及诸多不同企业、部门和领域，以不同速度发展的渐进性过程，跨行业、跨部门的协作成为必然。同样是在2013年汉诺威工业博览会上，由德国机械设备制造业联合会（VDMA）、德国电气和电子工业联合会（ZVEI）以及德国信息技术、通讯、新媒体协会（BITKOM）三个专业协会共同建立的工业4.0平台正式成立。
2018年9月11日至13日，2018世界经济论坛东盟会议在越南首都河内举行。东盟及其他一些国家和地区官员、商业领袖等各界代表千余人出席。会议主题是“东盟4.0：企业家精神和第四次工业革命”，围绕这一主题，与会代表探讨了“工业4.0”为东盟国家带来的影响和机遇，激发企业和民众在第四次工业革命中的潜力和活力，以推进东盟共同体建设，促进东盟经济发展。
2021年5月，“十四五”开局之年，紧扣台州市提出建设“六个城市”新目标，路桥区组织实施“一区四城”战略，奋力争创社会主义现代化先行区。其中一“城”，就是打造工业4.0示范城。
2024年4月23日，中国国际经济交流中心副理事长、商务部原副部长魏建国表示，未来十年，全球第四次工业革命将会在中国发生，第四次工业革命的作用和影响力将远远超过前三次工业革命。
工业4.0是指第四次工业革命，也被称为智能工厂、智能制造或数字化工厂。它强调智能工厂、智能生产和智能物流的融合，通过物联网、大数据、人工智能等先进技术，实现制造业的数字化、网络化、智能化转型。工业4.0旨在提高生产效率、灵活性和质量，增强企业竞争力，推动制造业的创新发展。以下是工业4.0的发展现状：
1、技术集成与应用：
工业4.0依赖于九大技术支柱，包括大数据和AI分析、横向和纵向集成、云计算等。这些创新技术连接了现实世界与数字世界，让智能自主系统成为可能。
工业4.0的实际应用包括协同设计平台、预测性维护、供应链优化等，助力企业提高效率、可视性和可持续性。
2、市场规模与增长：
数据显示，2023年全球工业自动化市场规模达到4807.3亿美元。预计到2024年，这一数字将增长至5095.9亿美元。
工业4.0的推进促进了全球工业自动化市场的持续扩大，各应用领域对工业自动化设备的需求进一步增加。
3、地区差异：
根据《2024年工业4.0晴雨表》的调查，中国在工业4.0的多个方面均处于领先地位，尤其在工业人工智能方面。相比之下，美国、英国以及德国、奥地利、瑞士（DACH）地区在跟踪技术、数字映射和自主机器或机器人的使用上相对滞后。
1、政策扶持：
中国政府提出了“中国制造2025”等政策，旨在利用工业4.0的浪潮，推动中国从世界第一制造大国向发达制造大国转变。
国家将加快发展数字经济，建设智能社会，对制造业来说，装备制造的数字化、装备设备的数字化是关键。
2、技术发展与应用：
中国工业4.0的发展建立在物联网、云计算、人工智能等突破性技术之上，通过充分整合和优化虚拟与现实世界中的资源、人才和信息，构建具有高灵活度、高资源利用率的“智能工厂”。
工业4.0通过实现产品开发、采购、制造、分销、零售到终端客户的连续、实时信息流通，创建了贯穿整个商业价值链的“数字线程”。
3、市场规模与趋势：
2023年中国工业自动化市场规模达3115亿元，预计到2024年将增长至3531亿元。
随着5G、物联网、人工智能、云计算等新兴技术的商业化和工业化应用逐步深入，中国工业4.0市场将继续保持增长态势。
4、挑战与机遇：
中国工业4.0的发展面临着技术标准的统一、数据安全和隐私保护、人才培养等方面的挑战。
同时，工业4.0也为制造业带来了巨大的机遇，包括提高生产效率、减少生产成本、提高产品质量、扩大定制化生产能力等。
综上所述，工业4.0在全球范围内正快速发展，中国在其中处于领先地位。随着技术的不断进步和应用场景的拓展，工业4.0将继续推动制造业的变革和创新，促进全球制造业的转型升级。
根据德国DE杂志对该问题的解释，“安全”在这里有两层含义：一方面，人们所获取的数据必须可信的，另一方面他们必须具有安全防盗功能，可以免遭外部的窃取或损害，如黑客攻击、间谍。
“谁来保证安全的数据转换，这是主要的问题。包括政府、研究人员和企业在内的所有人员都同意，我们需要有新的标准来实际有效地执行新的解决方案。”Jerome Hull对时代周报记者说。
标准化的缺失实际上是德国工业4.0项目推行过程中所遭遇的另一个困难。设备不仅必须会说话，而且必须讲同一种语言，即通向数据终端的“接口”。
德国正致力成为这个标准的制定者和推广者。德国总理默克尔认为，德国可成为工业4.0标准的推动者，并在欧洲甚至全球推行这些标准。
德国官方并没有透露这些标准的相关内容，但据悉，标准的制定工作正在紧锣密鼓地进行当中。近日，工业4.0平台刚刚发布了一个工业数据空间，访问者可以通过该空间获取世界上所有工业的信息。这个空间有着统一的“接口”标准，并且允许所有人对其进行访问。
探索标准化的还有他人。事实是，为了应对去工业化、将物联网和智能服务引入制造业的国家并不止德国一个。尽管提法不同，但内容却类似，如美国的“先进制造业国家战略计划”、日本的“科技工业联盟”、英国的“工业2050战略”等。而中国制造业顶层设计—“中国制造2025”也已经在上半年推出。
2014年11月李克强总理访问德国期间，中德双方发表了《中德合作行动纲要：共塑创新》，宣布两国将开展工业4.0合作，该领域的合作有望成为中德未来产业合作的新方向。而借鉴德国工业4.0计划，是“中国制造2025”的既定方略。
德国联邦贸易与投资署中国事务专家Christina Otte在接受时代周报记者书面采访时认为，中国工业转型在中国转变经济增长模式的过程中扮演着重要角色。中国政府试图重新去平衡经济发展，即减少以投资和出口为基础的增长，寻求更多的来自内需驱动的增长。为了实现这一目标，中国需要实现工业现代化。
为了保持GDP在一个稳定的增长水平上，它需要从劳动密集型生产模式切换至高效的高科技生产模式。劳动力成本急剧上涨，并且在将来仍会继续扩大。中国将在不久的将来面临合格人才的短缺。从长期来看，只有那些进入高端制造业的企业才有机会留在市场里。这种由现代化所带来的压力将影响到中国几乎所有的行业，而工业自动化和新一代信息技术的集成是关键。
“德国的工业4.0可以为中国提供一种未来工业发展的模式，帮助中国解决眼下所面临的一些挑战，如资源和能源效益、城市生产和人口变化等。”Christina Otte说。
随着中国的加入，德国对工业4.0标准的制定或将加速。
工业4.0智能化工厂是第四次工业革命的核心体现，它代表了制造业向数字化、自动化和智能化转型的先进方向。以下是对工业4.0智能化工厂的详细阐述：
工业4.0，也被称为智能工厂、智能制造或数字化工厂，是指通过信息技术、物联网、大数据和人工智能等新一代科技与制造业深度融合，推动制造业的数字化、自动化和智能化发展。这一概念最早由德国提出，并迅速在全球范围内得到响应和推广。
1、高度自动化与智能化：
智能化工厂大量采用机器人、物联网、传感器等数字技术，实现生产过程的自动化和智能化。这些设备通过互联网进行互联互通，形成一个紧密的生产网络，提高生产效率和灵活性。
通过实时数据采集和分析，企业能够精准控制生产过程，实现生产线的灵活调整和优化，提高产品质量。
2、数据驱动决策：
智能化工厂具有对全局数据的高度敏感性和视野广度。通过工厂内部机制的优化和改进，工厂能够更好地整合和共享数据，实现实时生产状态监控、预测维护等目的。
大数据分析技术使企业能够实时监控生产过程中的各项数据，及时发现并解决问题，确保生产过程的稳定与可靠。
3、生产模式创新：
智能化工厂推动生产模式从传统的批量化生产向个性化、定制化转变。借助先进的柔性生产线和智能制造技术，工厂能够快速响应客户需求，生产出符合个性化需求的产品。
这种生产模式的转变不仅满足了消费者日益多样化的需求，也为企业带来了更大的市场机遇和竞争优势。
4、人机协同：
在智能化工厂中，机器人、自动控制系统等与人类操作员之间配备通畅的信息传递和获取系统，使得整个生产过程监管和管理更为简捷高效，减少误操作的可能性。
人机协同的发展进一步提升了生产安全性，并降低了人工成本。
1、物联网（IoT）：
物联网是工业4.0的基础技术，它通过互联网将物理设备和系统连接在一起，实现数据的共享和协同工作。物联网技术使得远程监控和控制成为可能，提高了生产效率和质量。
2、大数据分析：
大数据分析是工业4.0的核心技术之一。通过对大量数据进行分析和处理，企业能够做出数据驱动的决策和控制，更好地理解市场和消费者需求，优化生产过程和资源配置。
3、人工智能（AI）：
人工智能技术在工业4.0中发挥着重要作用。通过机器学习和深度学习等方法，AI系统能够自主进行决策和控制，实现更高的生产效率和质量。例如，智能机器人能够自主完成复杂的工作任务，提高生产线的自动化程度。
4、云计算与边缘计算：
云计算和边缘计算为工业4.0提供了强大的计算能力和数据存储能力。通过云计算平台，企业能够实现资源的共享和优化利用；而边缘计算则能够在生产现场实时处理数据，提高响应速度和可靠性。
全球范围内已有许多成功的工业4.0智能化工厂实践案例。例如，德国的西门子安贝格工厂、博世洪堡工厂以及巴斯夫凯泽斯劳滕工厂等，都是工业4.0概念的典型代表。这些工厂通过引入物联网、大数据、人工智能等先进技术，实现了生产过程的数字化、自动化和智能化转型，显著提高了生产效率和产品质量。
随着科技的不断进步和应用，工业4.0智能化工厂将继续引领制造业的发展。未来，智能化工厂将更加注重个性化、定制化生产和服务，满足消费者日益多样化的需求。同时，绿色可持续发展也将成为智能化工厂发展的重要方向之一。通过引入节能环保技术和设备，降低能源消耗和排放，实现生产过程的绿色化将是未来智能化工厂的重要任务之一。
