◎Dieter Wegener

德国工业4.0的理念思考

◎Dieter Wegener

工业4.0利用信息物理系统的融合实现制造业的智能化转变。它的意义在于通过虚拟世界对现实世界做一个仿真，预测现实世界将发生什么，以实现全方位智能化服务。

工业4.0；物联网；信息物理系统

在全球范围内，以物联网、大数据和云计算等为代表的新技术正在改造传统制造业，数字化、智能化和服务化等成为各个产业的发展方向，昭示着新一轮工业革命的到来。2013年，德国政府正式提出“工业4.0”，致力于提升制造业的智能化水平，进一步提高德国工业的竞争力。

概念

通俗地讲，工业4.0是数字化在智能工厂生产中的应用，医疗健康、交通、家居和能源等都是经济数字化应用领域的一部分。数字化意味着要把应用领域的一些具体情景与物联网结合，这样我们就可以基于物联网，通过连接到互联网上的机器采集数据，然后以数据驱动服务。在经济数字化的未来愿景中，所有的机器都可以通过互联网连接起来。

工业4.0 的核心是信息物理系统（CPS），它包含了一个物理世界和一个虚拟世界或者说数字世界。信息物理系统适用于所有需求领域的横向课题，如安全、标准及规范、工程、微电子和嵌入式软件、培训和继续教育等。以汽车制造企业为例，如图1所示，可以看到参与汽车车身制造的四个机器人为可触摸的物理世界场景，而蓝色立方体代表了与物理世界一一对应的虚拟数字世界。随着产品及工厂生产生命周期中各个环节的推进，依次从产品设计、生产规划、生产过程、生产执行到最后的服务，与之对应的虚拟数字模型蓝色立方体也不断扩大，这意味着每个环节采集到的数据量在不断增加。……