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在未來制造業中，人、物與機器的聯網將無處不在，全新的生產環境也將應運而生。現在，制造企業、研究人員與政府部門正攜手合作，共同探索并努力實現未來互聯工廠的愿景。而“互聯”正是德國提出的“工業4.0”概念的核心所在。那么，在通向“工業4.0”的道路上，技術發展背后的秘密究竟是什么呢？

“工業4.0”從何而來？
18世紀，蒸汽機的發明和人工作業的機械化催生了*次工業革命。20世紀初，電力驅動的大批量生產則帶來了第二次工業革命。數十年后，通過將電子產品和計算機技術應用到制造與生產自動化中，人類開啟了第三次工業革命。如今，在生產領域，現實與虛擬世界已經開始融合，這就是為什么我們開始談論“工業4.0”，即第四次工業革命。

在過去的西門子&哈爾斯克工廠，生產環境中充滿噪音和油污。

從大數據到智能數據
日趨顯著的數字化和無處不在的聯網正在改變整個工業生產鏈。同時，范圍內的數據量也呈現爆炸性增長。為了恰當地分析和使用海量數據，我們首先需要開發出能幫助我們理解數據內容的系統。而開發這一系統的前提條件之一就是要了解設備和系統是如何工作的，以及哪種傳感器和測量技術能被用來讀取較有用的數據。

數據驅動制造
市場調研人員預測，由于工業自動化的出現，該領域的銷售額將從2013年的約1600億歐元增長到2018年的近1950億歐元。到2020年，僅德國工業界就將在“工業4.0”應用領域投入近400億歐元。目前在德國，工業產出占整體經濟產出的比例已是英國、法國和美國的兩倍以上。數字化將是決定德國工業成敗的關鍵性因素。

今天，西門子安貝格工廠中高度自動化的生產設施不僅清潔、安靜，而且擁有非常高的生產效率。

讓生產更快速、靈活、高效
在未來，“工業4.0”將讓數十億機器、系統和傳感器互通有無、分享信息。這不僅能大幅提高生產效率，而且可以令公司在定制化生產方面具備更大的靈活性，從而充分滿足市場需求。

不斷融合的世界
在“工業4.0”的愿景中，現實世界將與虛擬世界融合在一起。來自西門子的產品生命周期管理（PLM）軟件就是這種融合的*。PLM可在產品實際生產前，對產品進行虛擬開發和深入測試。憑借這項技術，產品上市速度可提升50%，并且至少能達到與不使用PLM時同樣的產品質量。這一切得益于使用了數字化雙胞胎的仿真。數字化雙胞胎是指產品的虛擬圖像。對產品組件的不同設計都可以被整合到其中，并能在整個開發過程中進行全面測試。2012年，這項技術被用來模擬好奇號火星探測器的登陸。實際登陸前，美國國家航空和宇宙航行局噴氣推進實驗室（NASA JPL）已經使用西門子PLM軟件對登陸過程進行了8000次測試。

自組織工廠
信息技術、通訊和制造正日趨融合。同時，生產方式的自主程度也在不斷提高。雖然現在還無法準確勾勒出未來智能工廠的模樣，但可以預期的是，在未來工廠中，機器將實現自我組織，交付環節也將實現自動組裝，訂單將直接轉化成生產信息并流入生產環節中。另外，在“工業4.0”的世界中，人依然*。富有創新精神的 和思想者將發揮他們的智慧來構想所有制造工藝和流程，并編寫出將這些信息傳遞給機器的軟件。

NASA JPL在好奇號火星探測器的整個開發和測試過程中都使用了西門子PLM軟件。（圖片來源：NASA / JPL-Caltech）

當夢想照進現實
不管是數字化規劃（虛擬現實）、3D打印還是輕型機器人，面向“工業4.0”的新技術已經從構想變成了現實。西門子生產工業控制器的安貝格工廠被視為西門子在“工業4.0”領域*的工廠。在那里，產品和機器相互通訊，這使得產品自身能控制其生產。在同樣大小的生產空間內，在人數小幅變動的情況下，工廠在過去20年間將生產量增長到此前的8倍，也就是說工人和機器如今的生產效率是20年前的8倍。