摘要：踏上“工業4.0”這艘明日之舟的重要前提是進行改革，以實現軟件對公司整體業務、生產流程的管理控制及對所有生產設備通訊接口的裝配。本文以下內容將對相應解決方案進行詳細介紹。

　　“工業4.0”的動機與設想

　　“工業4.0”的概念下蘊含著新興的計劃，在此計劃中最新的IT技術及電子設備都將服務于制造工藝“信息化”的進程，以期實現工廠智能化(Smart Factory)的目標。該目標表現為高度靈活、資源利用率高、使用人體工程學和將客戶與合作伙伴充分融入業務流程。其技術基礎為物聯網(IoT)及在不久的將來創建的信息物理系統(CPS)。

　　選擇進行這場變革的動機及原因有很多(圖1)。總體來說可以將之歸為兩類：歐洲工業國家人口結構的變化及日益多變的市場與繁復的成本壓力;而客戶對產品定制化、個性化解決方案及可持續拓展方面不斷上升的熱情與要求成為了這一趨勢的另一推手。由此即可較為詳細地描述通往“工業4.0”的幾點重要目標：

　　1. 高度靈活性：此點不僅需要在生產制造方面，同時也需要在整體產品開發流程當中體現出來。在整合所有數據信息及機械之后，企業可以創建一個智能網絡，在其中所有參與者都可以直接掌握所需的內外部信息。

　　2. 流程一體化實現最短的市場投放時間(Time to Market)：憑借大量的數據存儲(知識數據庫)，更快速、更成熟地推出新產品將成為可能。

　　3. 未來展望– 信息物理系統(CPS)。即所有機械及流程可以通過物聯網進行直接信息交流，以此來實現智能機械輔助下產品研發創新所有必需流程的自主分析、仿制及優化。

　　屆時人與機械分離的場景將成為過去，人與機器人合作生產將成為未來的主流模式。

　　不過，在實現工業4.0的道路上還存在很多急需解決的問題與挑戰，例如安全性及傳感器自主能源供應(能量采集)。

　　邁向工業4.0進程的后續步驟

　　過去40年對電子元件的應用使工業的全貌發生了翻天覆地的變化(圖2)。初期人們為機械添加了電氣/電子模塊，但其均為單機(獨立)方案，針對不同機械將會有不同的特定的管理操作/編程。如今的情形已與往日不同：通過使用特定軟件工具已經可以實現利用一個中央計算機對整體生產流程進行控制。由此工業制造流程的產出質量得以大大提高且成本在不斷降低。如何利用更好及更有效的軟硬件優化配置已成為當前及短期未來工業領域的核心議題。此外，使用更好物聯網應用的革新行為使得對整體生產進程的整合成為可能。對機械間通信(M2M)的擴展、對產品研發制造的所有知識資源(知識數據庫)與服務&客戶行為的整合將給企業帶來更短的市場進入時間與更高的產品質量水準。在對至今產品研發領域尚處于分離狀態的流程進行整合的過程中，隱藏著實現新型工業標準4.0的巨大的潛力。未來在此領域中IT團隊將成為主導力量，而這一趨勢也將導致人們在工作體制內重新思考。由于在無干擾流程中的機械將在無人值守的情況下進行生產，生產相應職責將被推移至工作準備或計劃領域。當前的生產領域的員工將不得不接受培訓轉型為IT或工程領域的技工，以期可以正確掌握并控制未來的生產流程。作為結果是，越來越多的直接工作將轉變為間接工作。在此趨勢的基礎上將可能逐漸產生信息物理系統(CPS)，影響其實現的因素將會是以工業4.0作為最終目標解決現有問題的速度與進程。

　　位于德國Amberg的西門子公司的電器工廠就是一個很好地示例。該工廠長期使用“數據化控制”以保證其生產的高效與產品的質量。其最主要的保證成功的秘訣是一套由公司自創的昂貴的進行生產流程控制的完善軟件解決方案“Comesco”(連接式企業生產流程管理系統)。該系統憑借可以直觀控制的細化功能實現了通過網絡對所有流程信息進行實時報告。該系統除可以直接進入所有必需的管理及分析工具外，還具有監測功能以保證對生產步驟流程進行持續監視管理。如此模板化的工廠自動化的結果顯而易見：其產品質量等級達到99.9988%且將故障率控制到僅12件每百萬件。