制造業的變化比以往來得更加迅速，大家可以看到全球制造業全球化的競爭在不斷加劇,同時客戶對于產品的需求速度越來越快，也就是說產品投放到市場的時間越來越短，這些變化都讓制造行業面臨前所未有的挑戰。

1 通往“工業4.0”之路

圖1 國家經濟與制造業面臨的大趨勢

    圖1是由于國家經濟形勢變化和制造業發展的轉型，制造業正在面臨全球化的競爭，同時中國的人口紅利在慢慢消失，城市化進程越來越明顯，包括環境和氣侯的變化，都引起了制造業的一些挑戰，所以中國政府、美國政府、德國政府都針對制造業提出了不同的目標和要求。

圖2 工業4.0之路

    在通往工業4.0的發展之路上，最初人們將電子技術引入到自動化，同時將模塊化技術、IT支持的自動化技術引用到生產，發展到今天，也就是現在工業3.0的時代，西門子推動的軟系統，實現了整個生產過程的集成和優化，可見西門子既是工業4.0的倡導者也是引領者，現在可以看到，西門子在德國已經處于3.0的末期，邁入4.0的狀態。未來，制造業會和互聯網融合，進行智能優化。

2 工業4.0——基于信息物理融合系統的生產

    什么是工業4.0？就是基于信息的物理融合系統。這里面有兩個要素，第一要素是產品，產品必須是智能化的產品，即包含和生產技術相關的要素。第二要素是企業必須有自主的生產設備，如數控設備，可以聯入互聯網的設備，對于之前的生產狀態進行智能調整，把這個要素整合在一起就是企業實現工業4.0的過程。

圖3 “汽車業”集成整個工具鏈

    最好的例子是汽車行業，汽車業是工業4.0最前端的行業，汽車制造從產品的最初設計就全部采用數字化理念，實現每一個產品記錄制造過程中所有的信息；之后產品進入生產規劃和產線調整，這中間會運用軟件進行虛擬制造和虛擬仿真，將信息傳遞到產線上，進而驅動生產工程，同時產線還可以根據汽車的升級換代進行不斷的調整，這個過程實際上就是工業4.0的具體實施步驟。