18世紀從英國發起的技術革命是技術發展史上的一次巨大革命，它開創了以機器代替手工工具的時代。以機械化，蒸汽機為標志。19世紀最后30年和20世紀初，科學技術的進步和工業生產的高漲，被稱為近代歷史上的第二次工業革命，世界由“蒸汽時代”進入“電氣時代”。從20世紀四五十年代以來，在原子能、電子計算機、微電子技術、航天技術、分子生物學和遺傳工程等領域取得重大突破，標志著新的科學技術革命的到來。第三次科技革命是人類文明史上繼蒸汽技術革命和電力技術革命之后科技領域里的又一次重大飛躍。

　　工業1.0至3.0

　　先看工業革命的前三個階段：

　　工業1.0

　　機械化，以蒸汽機為標志，用蒸汽動力驅動機器取代人力，從此手工業從農業分離出來，正式進化為工業。

　　工業2.0

　　電氣化，以電力的廣泛應用為標志，用電力驅動機器取代蒸汽動力，從此零部件生產與產品裝配實現分工，工業進入大規模生產時代。

　　工業3.0

　　自動化，以PLC（可編程邏輯控制器）和PC的應用為標志，從此機器不但接管了人的大部分體力勞動，同時也接管了一部分腦力勞動，工業生產能力也自此超越了人類的消費能力，人類進入了產能過剩時代。

　　工業制造面臨的挑戰

　　工業1.0，、2.0、3.0時代里，因為生產廠家無法低成本的了解每一個客戶的需求，所以往往采用一刀切的方法，就是把需求做多的性能組合到一起，成為一款產品，工業3.0時代從機械化、規模化、標準化和自動化方面大幅度地提升了生產力，然而這類規模化生產模式導致當前的全球性的產能過剩，企業的競爭越來越激烈，以往一款產品賣三十年的做法已經逐步不行，互聯網時代的到來進一步成為催化劑，撼動了工業時代的基礎，信息不對稱問題解決了，你跑不快，有的是快的。

　　比如你想要一款適合你的體型的衣服，服裝廠是無法知道你的體型多大的，所以只能測量很多人的體型之后，把最集中的尺碼分成40號，41號，42號等等，但是如果你的體型偏肥或偏瘦，對不起，概不伺候。

　　互聯網改變了這個局面，人與人，人與廠商，可以低成本的實現連接，從而讓每個人的個性需求被放大，人們越來越喜歡個性化的東西。但是個性化的東西需求量沒有那么大，這就需要工業企業能夠實現小批量的快速生產，多品種、小批量、定制生產成為工業化4.0一個核心驅動因素。

　　另外一個核心因素則是雖然工業產品是當前制造業主要銷售收入，但一旦銷售完畢，則意味著企業跟客戶聯系的結束，賣設備這種服務模式無法讓企業獲得持續的增長，如何延伸制造業的價值鏈，實現產品價值的最大化，是工業化4.0另一個核心驅動要素。

　　工業4.0的概念

　　工業4.0是以智能制造為主導的第四次工業革命。其利用信息物理系統（Cyber-PhysicalSystem）將生產中的供應、制造、銷售信息數據化，智慧化，形成有效的的網絡，信息共享和交流，最后達到快速、有效、個性化的產品供應。”工業4.0是德國人談的，其實和美國談的“工業互聯網”，以及中國談的“兩化融合”信息化與工業化有機融合都是殊途同歸的，中國還有一個目標，就是中國制造2025，也是這個意思。

　　大數據與工業4.0

　　工業4.0的內容非常豐富，筆者僅僅從大數據的角度談談相關看法，讓大家對于其內涵有更深的認識。

　　智能生產-基于大數據連接進行生產控制

　　傳統工廠存在的目的只有兩個，生產產品，然后賣出去。所以在工業企業中，通常會分為兩個大的部門，一個是生產部門，一個是業務部門，前者通過MES（制造執行系統）管理，后者通過ERP（管理信息系統）來管理。這兩個系統啥區別呢？ERP更傾向于財務信息的管理，而MES更傾向于生產過程的控制，簡單的說，ERP主要告訴你客戶需要生產多少個產品，哪天下單，哪天要貨，而MES主要負責監控和管理生產這些產品的每一個步驟和工序如何實現。

　　但是，大多數企業里面，ERP和MES其實并沒有連起來，所以當ERP給MES下達生產計劃指令后，MES在生產過程中發生了與計劃偏差的事項（比如設備壞了，原料不合格等等），MES會根據車間的實際情況進行調整。但是ERP是不知道的！所以它會繼續按照原本的計劃執行訂單，時間久了，財務系統和工廠的實際情況就會出現非常大的偏差，也就是ERP這個大腦與生產是脫鉤的，信息的不貫通導致一線的決策精細化控制實際是無法做到的。

　　即使生產設備和管理信息系統各自連接起來，但現在生產的原材料和生產設備也還沒有連接起來，因此實際的個性化生產也是無法達到的，舉個例子你就明白了：

　　百事可樂的生產車間里，生產線上連續過來了三個瓶子，每個瓶子都自帶一個二維碼，里面記錄著這是為張三、李四和王二麻子定制的可樂。

　　第一個瓶子走到灌裝處時，通過二維碼的無線通訊告訴中控室的控制器，說張三喜歡甜一點的，多放糖，然后控制器就告訴灌裝機器手，“加二斤白糖！”（張三真倒霉……）。

　　第二個瓶子過來，說李四是糖尿病，不要糖，控制器就告訴機器手，“這貨不要糖！”

　　第三個瓶子過來，說王二麻子要的是芬達，控制就告訴灌可樂的機械手“你歇會”，再告訴灌芬達的機械手，“你上！”

　　看到了，多品種、小批量、定制生產，每一灌可樂從你在網上下單的那一刻起，他就是為你定制的，他所有的特性，都是符合你的喜好的。但有個前提，生產的原材料、生產設備、管理信息系統及相關系統必須是貫通的。

　　要實現貫通，就必須依賴互聯網、物聯網（比如射頻識別技術）、大數據等技術，現在工業4.0有一個標準之爭，就是設備之間的接口標準，這個接口可不是什么TCP/IP等協議能解決得了的，比如實時性要求。當然，核心是需要實現各類數據的有效采集和整合。

　　智能運維-基于大數據分析進行自我完善

　　在現今的制造系統中，存在著許多無法被決策者掌握的不確定因素，前三次工業革命主要解決的都是可見的問題，如避免產品缺陷等，這些問題在生產中由于可見、可測量，往往比較容易加以避免和解決，而很多不可見的問題通常標簽為性能下降，健康衰退等，這些因素由于傳統技術手段缺乏而難以控制。

　　在工業4.0的時代，機臺、設備、產品仍然是關注的中心。但機器的表現，產品的健康狀況已不再由人工決定或評估，物聯網下生產流程及產品使用的狀況理論上都可以轉化為可量化的數據，人為的因素將被降至最低。工業信息化下生產流程的透明度將得到提高，產品的可追溯性也成為可能。同時，對生產制造過程中產生的海量數據進行分析與挖掘，可將大量的數據轉化為表征機器行為及健康狀況的信息，這些從數據中獲得的信息可為性能維護、生產管理、設計等提供決策支持，進一步幫助提升質量與生產率。有效的數據信息轉化方法還可使生產設備具備自我學習與自我認知的能力，人工經驗與知識可轉化為智能的數字化的分析算法。

　　更進一步，機器在充分了解自身的運行狀態與健康狀況的基礎上，可根據自己行為的趨勢對未來自身的表現進行預測。機器的自我認知與自我預測可使自身得到及時的預見性的維護與改善，整個生產制造將更加智能。

　　智能服務-通過大數據部署實現服務化

　　工業4.0的另一個特點就是制造過程和制造價值向使用過程的延伸，不僅僅關注將一個產品制造出來，還應該關心如何去使用好這個產品，實現產品價值的最大化，產品的創新和價值的創造不再僅僅以滿足用戶可見的需求為導向，而且要利用用戶的使用數據創建使用場景模擬，從情景模擬中找到用戶需求的缺口，這些缺口稱之為“不可見需求”，產品服務化將是工業4.0時代一個產品存在的真正價值所在。舉個例子就更清楚了：

　　在未來，在用戶駕駛汽車的過程中，汽車能自動識別用戶駕駛習慣的改變，提醒用戶駕駛習慣的變化對于能耗和剩余里程的影響;在上下班高峰期，汽車能通過海量的交通數據預測出未來一段時間內可能通過道路的擁堵情況，并未用戶推薦最佳路徑;在駕駛過程中汽車還可以記錄路面的平整度，這些數據首先在系統內被分享，提醒后面的駕駛者減速駛過一段坑洼的路面，回到家后，可以通過手機或網頁查看一天的駕駛記錄，不同駕駛模式下的能耗情況一目了然，可以與社區的其它用戶比一比誰更加環保，同時系統還提供了相應的駕駛習慣改善建議，此外，用戶還能查看汽車的健康狀況報告，故障風險一目了然，不像現在一樣，到底何時換輪胎也不清楚，只能定期到4S店去檢查。

　　由此可見，汽車廠商不僅是賣了一輛汽車，同時通過額外增值服務實現了價值的延伸。我這里提一個概念叫網器，諸如海爾等企業已經開始將所有的家電變成一個網器，實時采集家電的使用情況數據，并將數據發送到云端，通過數據分析，不僅能提升自身產品質量，而且還可以為你提供更為個性化的服務，雖然現在還未完全流行，但相信，未來所有的制造品都是一個配有傳感器的數據終端，制造業將通過收取服務費等形式創造新的商業模式。

　　云工廠-通過大數據實現智能供應鏈

　　當工廠的兩化融合進一步深入的時候，另一種新的商業模式就有要孕育而生了，這就是云工廠。工廠里的設備現在也是智能的了，他們也在不斷地采集自己的數據上傳到工業互聯網上，此時我們就可以看到，哪些工廠的哪些生產線正在滿負荷運轉，哪些是有空閑的。那么這些存在空閑的工廠，就可以出賣自己的生產能力，為其他需要的人去進行生產。互聯網行業為什么發展的這么快，就是因為創業者只需要專注于產品和模式創新，不需要自己去買一個服務器，而是直接租用云端的服務就行了。而目前工業的創業者，還是要不斷地糾結于找OEM代工還是自建工廠中，這個極大地限制了工業領域的創新。當云工廠實現的時候，我預言中國的工業領域將出現一個比互聯網大百倍以上的創新和創業浪潮，那個時候這個社會的一切都將被深刻的改變。

　　跨界打擊-通過大數據重塑商業社會

　　互聯網行業天天說降維打擊傳統行業，什么谷歌小米阿里巴巴樂視，可是我告訴你，當工業4.0進入深入時，工業企業的跨界打擊將比這些互聯網企業猛烈百倍。這個過程將從根本上撼動現代經濟學和管理學的根基，重塑整個商業社會。舉兩個例子就更清楚了：

　　一個生產手表的廠商，這個表每天貼著你的身體，采集你身體的各項數據，這些數據對于手表廠商也許沒啥用，但是對于保險公司就是個金庫，這個時候，手表廠商搖身一變，就能成為最好的保險公司。

　　一個農機本來是幫助農戶進行農作物收割，但通過給農機裝上傳感器，可以探知耕地土壤狀態的報告和對不同農作物的適用程度，然后再根據農戶計劃種植的農作物提供需要施加化肥的種類和數量，并把化肥廠家的信息告訴農戶并幫他下單，從而收取化肥廠的中介費和農戶的管理費，你看，農機廠搖身一變就成為賣農作物生產管理服務的公司了，這個在美國已經成為現實了。

　　結語

　　整個工業4.0過程，就是自動化和信息化不斷融合的過程，就是大數據持續發揮價值的過程，也是用軟件重新定義世界的過程。一切都在基于數據被精確的控制當中，人類的大部分體力勞動和腦力勞動都將被機器和人工智能所取代，你信嗎？