過去20年，互聯(lián)網(wǎng)是改變社會、改變商業(yè)最重要的技術(shù);如今，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，讓許多物理實體具備了感知能力和數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋磉_(dá)能力;未來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的成熟，生產(chǎn)制造領(lǐng)域?qū)⒕邆涫占�、傳輸及處理大�?shù)據(jù)的高級能力，使制造業(yè)形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，帶動傳統(tǒng)制造業(yè)的顛覆與重構(gòu)。

　　“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”中的智能制造

　　“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念最早是由美國通用電氣公司(GE)于2012年提出的，隨后聯(lián)合另外四家IT巨頭組建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)，將這一概念大力推廣開來。“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”主要含義是，在現(xiàn)實世界中，機(jī)器、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)能在更深層次與信息世界的大數(shù)據(jù)和分析連接在一起，帶動工業(yè)革命和網(wǎng)絡(luò)革命兩大革命性轉(zhuǎn)變。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的愿景是使各個制造業(yè)廠商的設(shè)備之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這就至少要涉及到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、數(shù)據(jù)存儲等技術(shù)。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的成立目的在于通過制定通用的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，利用互聯(lián)網(wǎng)激活傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造過程，促進(jìn)物理世界和信息世界的融合。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使制造業(yè)的數(shù)據(jù)流、硬件、軟件實現(xiàn)智能交互。未來的制造業(yè)中，由智能設(shè)備采集大數(shù)據(jù)之后，利用智能系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和可視化展現(xiàn)，形成“智能決策”，為生產(chǎn)管理提供實時判斷參考，反過來指導(dǎo)生產(chǎn)，優(yōu)化制造工藝。

　　智能設(shè)備可以在機(jī)器、設(shè)施、組織和網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)共享促進(jìn)智能協(xié)作，并將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)發(fā)送到智能系統(tǒng)。

　　智能系統(tǒng)包括部署在組織內(nèi)的機(jī)器設(shè)備，也包括互聯(lián)網(wǎng)中廣泛互聯(lián)的軟件。隨著越來越多的機(jī)器設(shè)備加入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)貫通整個組主和網(wǎng)絡(luò)的智能設(shè)備協(xié)同效應(yīng)成為可能。深度學(xué)習(xí)是智能系統(tǒng)內(nèi)機(jī)器聯(lián)網(wǎng)的一個升級。每臺機(jī)器的操作經(jīng)驗可以聚合為一個信息系統(tǒng)，以使得整套機(jī)器設(shè)備能夠不斷地自行學(xué)習(xí)，掌握數(shù)據(jù)分析和判斷能力。以往，在單個的機(jī)器設(shè)備上，這種深度學(xué)習(xí)的方式是不可能實現(xiàn)的。例如，從飛機(jī)上收集的數(shù)據(jù)加上航空地理位置與飛行歷史記錄數(shù)據(jù)，便可以挖掘出大量有關(guān)各種環(huán)境下的飛機(jī)性能的信息。通過這些大數(shù)據(jù)的挖掘與應(yīng)用，可以使整個系統(tǒng)更聰明，從而推動一個持續(xù)的知識積累過程。當(dāng)越來越多的智能設(shè)備連接到一個智能系統(tǒng)之中，結(jié)果將是系統(tǒng)不斷增強(qiáng)并能自主深度學(xué)習(xí)，而且變得越來越智能化。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵是通過大數(shù)據(jù)實現(xiàn)智能決策。當(dāng)從智能設(shè)備和智能系統(tǒng)采集到了足夠的大數(shù)據(jù)時，智能決策其實就已經(jīng)發(fā)生了。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，智能決策對于應(yīng)對系統(tǒng)越來越復(fù)雜的機(jī)器的互聯(lián)、設(shè)備的互聯(lián)、組織的互聯(lián)和龐大的網(wǎng)絡(luò)來說，十分必要。智能決策就是為了解決系統(tǒng)的復(fù)雜性。

　　當(dāng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三大要素——智能設(shè)備、智能系統(tǒng)、智能決策，與機(jī)器、設(shè)施、組織和網(wǎng)絡(luò)融合到一起的時候，其全部潛能就會體現(xiàn)出來。生產(chǎn)率提高、成本降低和節(jié)能減排所帶來的效益將帶動整個制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

　　所以說，“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”代表了消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的升級，增強(qiáng)了制造業(yè)的軟實力，使未來制造業(yè)向效率更高、更精細(xì)化發(fā)展。

　　“工業(yè)4.0”中的智能制造

　　2009到2012年歐洲深陷債務(wù)危機(jī)，德國經(jīng)濟(jì)卻一枝獨(dú)秀，依然堅挺。德國經(jīng)濟(jì)增長的動力來自其基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)——制造業(yè)所維持的國際競爭力。對于德國而言，制造業(yè)是傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長動力，制造業(yè)的發(fā)展是德國工業(yè)增長不可或缺的因素，基于這一共識，德國政府傾力推動進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新，其關(guān)鍵詞是“工業(yè)4.0”。

　　“工業(yè)4.0”中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展正在對傳統(tǒng)制造業(yè)造成顛覆性、革命性的沖擊。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可以實時感知、監(jiān)控生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的智能分析和決策，使智能生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個性化制造成為生產(chǎn)方式變革的方向。“工業(yè)4.0”所描繪的未來的制造業(yè)將建立在以互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)的互動平臺之上，將更多的生產(chǎn)要素更為科學(xué)地整合，變得更加自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，而生產(chǎn)制造個性化、定制化將成為新常態(tài)。

　　自動化只是單純的控制，智能化則是在控制的基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器采集海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)匯集到云計算數(shù)據(jù)中心，然后通過信息管理系統(tǒng)對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、挖掘，從而作出正確的決策。這些決策附加給自動化設(shè)備的是“智能”，從而提高生產(chǎn)靈活性和資源利用率，增強(qiáng)顧客與商業(yè)合作伙伴之間的緊密關(guān)聯(lián)度，并提升工業(yè)生產(chǎn)的商業(yè)價值。

　　生產(chǎn)智能化。全球化分工使得各項生產(chǎn)要素加速流動，市場趨勢變化和產(chǎn)品個性化需求對工廠的生產(chǎn)響應(yīng)時間和柔性化生產(chǎn)能力提出了更高的要求。“工業(yè)4.0”時代，生產(chǎn)智能化通過基于信息化的機(jī)械、知識、管理和技能等多種要素的有機(jī)結(jié)合，從著手生產(chǎn)制造之前，就按照交貨期、生產(chǎn)數(shù)量、優(yōu)先級、工廠現(xiàn)有資源(人員、設(shè)備、物料)的有限生產(chǎn)能力，自動制訂出科學(xué)的生產(chǎn)計劃。從而，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)生產(chǎn)成本的大幅下降，同時實現(xiàn)產(chǎn)品多樣性、縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，最終實現(xiàn)工廠運(yùn)營的全面優(yōu)化變革。

　　傳統(tǒng)制造業(yè)時代，材料、能源和信息是工廠生產(chǎn)的三個要素。傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展的歷史，就是工廠利用材料、能源和信息進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的歷史。材料、能源和信息領(lǐng)域的任何技術(shù)革命，必然導(dǎo)致生產(chǎn)方式的革命和生產(chǎn)力的飛躍發(fā)展。但是，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)到智能手機(jī)等移動終端的演進(jìn)，越來越多功能強(qiáng)大的智能設(shè)備以無線方式實現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)或設(shè)備之間的互聯(lián)。由此衍生出物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)，推動著物理世界和信息世界以信息物理系統(tǒng)(CPS)的方式相融合。也可以說，是這種技術(shù)進(jìn)步使得制造業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了資源、信息、物品、設(shè)備和人的互通互聯(lián)。

　　通過互通互聯(lián)，云計算、大數(shù)據(jù)這些新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，和以前的自動化的技術(shù)結(jié)合在一起，生產(chǎn)工序?qū)崿F(xiàn)縱向系統(tǒng)上的融合，生產(chǎn)設(shè)備和設(shè)備之間，工人與設(shè)備之間的合作，把整個工廠內(nèi)部的要素聯(lián)結(jié)起來，形成信息物理系統(tǒng)，互相之間可以合作、可以響應(yīng)，能夠開展個性化的生產(chǎn)制造，可以調(diào)整產(chǎn)品的生產(chǎn)率，還可以調(diào)整利用資源的多少、大小，采用最節(jié)約資源的方式。

　　“工業(yè)4.0”時代，在智能工廠中，CRM(CustomerRelationshipManagement，客戶關(guān)系管理)、PDM(ProductDataManagement，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、SCM(Supplychainmanagement，供應(yīng)鏈管理)等軟件管理系統(tǒng)可能都將互聯(lián)。屆時，接到顧客訂單后的一瞬間，工廠就會立即自動地向原材料供應(yīng)商采購。原材料到貨后，將被賦予數(shù)據(jù)，“這是給某某客戶生產(chǎn)的某某產(chǎn)品的某某工藝中的原材料”，使“原材料”帶有信息。帶有信息的原材料也就意味著擁有自己的用途或目的地。在生產(chǎn)過程中，原材料一旦被錯誤配送到其他生產(chǎn)線，它就會通過與生產(chǎn)設(shè)備開展“對話”，返回屬于自己的正確的生產(chǎn)線;如果生產(chǎn)機(jī)器之間的原材料不夠用，生產(chǎn)機(jī)器也可以向訂單系統(tǒng)進(jìn)行“交涉”，來增加原材料數(shù)量;最終，即便是原材料嵌入到產(chǎn)品內(nèi)之后，由于它還保存著路徑流程信息，將會很容易實現(xiàn)追蹤溯源。

　　設(shè)備智能化。在未來的智能工廠，每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)清晰可見、高度透明，整個車間有序且高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。“工業(yè)4.0”中，自動化設(shè)備在原有的控制功能基礎(chǔ)上，附加一定的新功能，就可以實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理、安全性、可追蹤性與節(jié)能性等智能化要求。這些為生產(chǎn)設(shè)備添加的新功能是指通過為生產(chǎn)線配置眾多傳感器，讓設(shè)備具有感知能力，將所感知的信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到云計算數(shù)據(jù)中心，通過大數(shù)據(jù)分析決策進(jìn)一步使得自動化設(shè)備具有自律管理的智能功能，從而實現(xiàn)設(shè)備智能化。

　　“工業(yè)4.0”中，在生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備中配備的傳感器，能夠?qū)崟r抓取數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過無線通信連接互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)本身進(jìn)行實時的監(jiān)控。設(shè)備傳感和控制層的數(shù)據(jù)與企業(yè)信息系統(tǒng)融合形成了信息物理系統(tǒng)(CPS)，使得生產(chǎn)大數(shù)據(jù)傳到云計算數(shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲、分析，形成決策并反過來指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備的智能化直接決定了“工業(yè)4.0”所要求的智能生產(chǎn)水平。

　　能源管理智能化。近年來，環(huán)境和節(jié)能減排已成為制造業(yè)最重視的課題之一。許多制造業(yè)企業(yè)都已經(jīng)開始應(yīng)用信息技術(shù)，對生產(chǎn)能耗進(jìn)行管理，以最具經(jīng)濟(jì)效益的方式，部署工業(yè)節(jié)能減排與綜合利用的智能化系統(tǒng)架構(gòu)，從資源、原材料、研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造到廢棄物回收再利用處理，形成綠色產(chǎn)品生命周期管理的循環(huán)。