“工業(yè)4.0”的核心是智能制造，智能制造主要是基于信息物理系統(tǒng)（CPS）。信息是指軟件，物理是指硬件，軟件的信息化+硬件的自動(dòng)化=信息物理系統(tǒng)的智能化。

出處：VINT實(shí)驗(yàn)室

自動(dòng)化只是單純的控制，智能化則是在控制的基礎(chǔ)上，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器采集海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)匯集到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，然后通過(guò)信息管理系統(tǒng)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、挖掘，從而制定出正確的決策。

這些決策附加給自動(dòng)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(jià)值。

（一）生產(chǎn)智能化

生產(chǎn)智能化通過(guò)基于信息化的機(jī)械、知識(shí)、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(jí)、工廠現(xiàn)有資源(人員、設(shè)備、物料)的有限生產(chǎn)能力，自動(dòng)制訂出科學(xué)的生產(chǎn)計(jì)劃。從而，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的大幅下降，同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣性、縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，從而最終實(shí)現(xiàn)工廠運(yùn)營(yíng)的全面優(yōu)化變革。

（二）設(shè)備智能化

在生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備中配備的傳感器，能夠?qū)崟r(shí)抓取數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)無(wú)線通信連接互聯(lián)網(wǎng)，傳輸數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)本身進(jìn)行實(shí)時(shí)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(jì)算數(shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲(chǔ)、分析，形成決策并反過(guò)來(lái)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。

（三）能源管理智能化

能源管理智能化將對(duì)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(jì)、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)。

（四）供應(yīng)鏈管理智能化

供應(yīng)鏈管理智能化將統(tǒng)一工廠的零部件庫(kù)存和供應(yīng)商的生產(chǎn)流程，從而保證工廠的零部件庫(kù)存的最小化，降低庫(kù)存帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，降低生產(chǎn)成本。

信息物理系統(tǒng)

“工業(yè)4.0”其實(shí)就是基于信息物理系統(tǒng)（CPS）實(shí)現(xiàn)智能工廠，最終實(shí)現(xiàn)的是制造模式的變革。

其實(shí)，CPS概念最早由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）在2006提出，被認(rèn)為有望成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息技術(shù)的第三次浪潮。

CPS的核心是3C（Computing、Communication、Control）的融合。

信息世界是指工業(yè)軟件和管理軟件、工業(yè)設(shè)計(jì)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等。

物理世界是指能源環(huán)境、人、工作環(huán)境、局域通信以及設(shè)備與產(chǎn)品等。

CPS的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)信息世界和物理世界的完全融合，構(gòu)建一個(gè)可控、可信、可擴(kuò)展并且安全高效的CPS網(wǎng)絡(luò)，并最終從根本上改變?nèi)祟悩?gòu)建工程物理系統(tǒng)的方式。

CPS概念是從上世紀(jì)80年代的嵌入式系統(tǒng)演變而來(lái)。經(jīng)歷1990年的泛在計(jì)算、1994年的普適計(jì)算、2000年的環(huán)境智能，直到2006年才發(fā)展成為了信息物理系統(tǒng)。

據(jù)資料顯示，2005年5月，美國(guó)國(guó)會(huì)要求美國(guó)科學(xué)院評(píng)估美國(guó)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，并提出維持和提高這種競(jìng)爭(zhēng)力的建議。5個(gè)月后，基于此項(xiàng)研究的報(bào)告《站在風(fēng)暴之上》問(wèn)世。在此基礎(chǔ)上，于2006年2月美國(guó)發(fā)布《美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力計(jì)劃》，將信息物理系統(tǒng)CPS列為重要的研究項(xiàng)目。

根據(jù)英國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)（ U.K. Institution of Electrical Engineer）的定義，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或用于工廠運(yùn)作的設(shè)備。與個(gè)人計(jì)算機(jī)這樣的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)。由于嵌入式系統(tǒng)只針對(duì)一項(xiàng)特殊的任務(wù)，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)λM(jìn)行優(yōu)化，減小尺寸降低成本。

嵌入式系統(tǒng)是軟件程序?qū)τ布囊粚?duì)一的控制。

一旦，基于高性能軟件的嵌入式系統(tǒng)與融合在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中的專業(yè)用戶接口之間，發(fā)生的相互作用，必將誕生全新的系統(tǒng)功能性世界。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，智能手機(jī)囊括許多應(yīng)用和服務(wù)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)備本身通話功能。由于全新的劃時(shí)代應(yīng)用和服務(wù)的提供商將不斷涌現(xiàn)，漸漸形成新價(jià)值鏈，所以，CPS也將對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)與市場(chǎng)模式帶來(lái)范式上的轉(zhuǎn)變。

CPS就是嵌入式系統(tǒng)加上網(wǎng)絡(luò)控制功能，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)軟件對(duì)多個(gè)硬件控制的網(wǎng)絡(luò)。其中網(wǎng)絡(luò)功能主要是為了實(shí)現(xiàn)控制目的，利用物聯(lián)網(wǎng)、傳感器的無(wú)線連接和感知功能，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步管理和控制。

在“工業(yè)3.0”時(shí)代，傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)是封閉的，許多嵌入式設(shè)備并沒(méi)有預(yù)留外部接口?！肮I(yè)4.0”在自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)功能對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)展，使得匯集計(jì)算、通信和控制能力于一體的CPS成為智能工廠的核心。

CSP是融合技術(shù)，包括計(jì)算、通信以及控制（傳感器、執(zhí)行器等）。

中國(guó)科學(xué)院何積豐院士指出：“CPS，從廣義上理解，就是一個(gè)在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上，深度融合了計(jì)算、通信和控制能力的可控可信可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng)，它通過(guò)計(jì)算進(jìn)程和物理進(jìn)程相互影響的反饋循環(huán)實(shí)現(xiàn)深度融合和實(shí)時(shí)交互來(lái)增加或擴(kuò)展新的功能，以安全、可靠、高效和實(shí)時(shí)的方式監(jiān)測(cè)或者控制一個(gè)物理實(shí)體。”

在“工業(yè)4.0”時(shí)代，進(jìn)一步豐富了CPS的3C融合概念。在計(jì)算、通信和控制的基礎(chǔ)上，增加了內(nèi)容（Content，語(yǔ)義分析）、社群（Community，協(xié)同合作）、與定制化（Customization，個(gè)性化定制）。也可以說(shuō)，從3C到6C反映了制造業(yè)思維和制造業(yè)模式的變革。6C條件下的智能工廠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造，可以實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的智能生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自律調(diào)整，生產(chǎn)出智能產(chǎn)品。

同時(shí)，6C條件下的智能工廠，可以實(shí)現(xiàn)可視化生產(chǎn)，預(yù)測(cè)性制造管理。傳統(tǒng)的制造過(guò)程中，存在許多無(wú)法定量的因素，包括加工過(guò)程中的設(shè)備性能下降、零部件的突發(fā)故障、殘次品的返工等。通過(guò)可視化，實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)數(shù)據(jù)，掌控那些不確定因素，使得智能工廠管理者能客觀地評(píng)估制造和設(shè)備的使用狀態(tài)，并通過(guò)管理實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性制造，起到降低成本，提升運(yùn)行效率，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的作用。

目前所說(shuō)的制造業(yè)信息系統(tǒng)，首先強(qiáng)調(diào)的是CAD（Computer Aided Design，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAM (Computer Aided Manufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造)等工業(yè)軟件和PPS(生產(chǎn)計(jì)劃控制系統(tǒng))、PLM(產(chǎn)品生命周期管理)等信息化管理系統(tǒng)。主要應(yīng)用于由上而下的集中式中央控制系統(tǒng)。

而“工業(yè)4.0”通過(guò)CPS實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝與信息系統(tǒng)融合，體現(xiàn)了生產(chǎn)模式從“集中型”到“分散型”的范式轉(zhuǎn)變，正是因?yàn)橛辛俗寕鹘y(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程理論發(fā)生顛覆的技術(shù)進(jìn)步，這一切才成為可能。同時(shí)，分散型智能利用，代表了生產(chǎn)制造過(guò)程的虛擬世界與物理世界之間的交互關(guān)系，在構(gòu)建智能物體網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。

未來(lái)，生產(chǎn)設(shè)備不再只是“加工”產(chǎn)品，取而代之的是，智能化的生產(chǎn)設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的形式緊密地聯(lián)接在一起，而產(chǎn)品則通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信向生產(chǎn)設(shè)備傳達(dá)如何采取正確操作。更具動(dòng)態(tài)性和靈活性，從而能挖掘出更多優(yōu)化的可能，提高生產(chǎn)效率。

出處：德國(guó)工業(yè)4.0最終報(bào)告

CPS連接了信息世界與物理現(xiàn)實(shí)世界，使智能物體互相通信、相互作用，創(chuàng)造一個(gè)真正的網(wǎng)絡(luò)世界。生產(chǎn)設(shè)備中的嵌入式系統(tǒng)與生產(chǎn)線上的物聯(lián)網(wǎng)傳感器是構(gòu)成CPS的要素之一，這些技術(shù)被稱為“物理技術(shù)”。但是，CPS 體現(xiàn)了相對(duì)當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步進(jìn)化，與互聯(lián)網(wǎng)或者網(wǎng)上可搜集的數(shù)據(jù)、服務(wù)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)更加廣泛的基于創(chuàng)新型應(yīng)用或過(guò)程的新物理空間，淡化物理世界與信息世界的界限。

也就是，CPS通過(guò)提供構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)部分，并且與“服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)”一體化，實(shí)現(xiàn)“工業(yè) 4.0”。使得傳統(tǒng)制造業(yè)中的物理技術(shù)就像互聯(lián)網(wǎng)讓個(gè)人相互通信、相互作用的關(guān)系發(fā)生變革一樣，將給我們與物理現(xiàn)實(shí)世界之間的相互作用關(guān)系帶來(lái)新的、根本性變化。

未來(lái)，CPS將聯(lián)接數(shù)百億的物聯(lián)網(wǎng)傳感器、數(shù)十億的人和上千萬(wàn)的服務(wù)。就智能制造而言，CPS對(duì)涵蓋自動(dòng)化、生產(chǎn)技術(shù)、汽車、機(jī)械工程、能源、運(yùn)輸以及遠(yuǎn)程醫(yī)療等眾多工業(yè)部門、應(yīng)用領(lǐng)域，具有非常重要的意義。CPS不僅可以降低實(shí)際成本，提高能源、時(shí)間等的效率，還能降低二氧化碳（CO2）排放水平，在保護(hù)環(huán)境上發(fā)揮重大作用。因CPS而實(shí)現(xiàn)的許多應(yīng)用，將產(chǎn)生新附加價(jià)值鏈和業(yè)務(wù)模式。

生產(chǎn)系統(tǒng)，智能工廠的產(chǎn)品、資源及處理過(guò)程因CPS的存在，將具有非常高水平的實(shí)時(shí)性，同時(shí)在資源、成本節(jié)約中也頗具優(yōu)勢(shì)。智能工廠將按照重視可持續(xù)性的服務(wù)中心的業(yè)務(wù)來(lái)設(shè)計(jì)。因此，靈活性、自適應(yīng)以及機(jī)械學(xué)習(xí)能力等特征，甚至風(fēng)險(xiǎn)管理都是其中不可或缺的要素。

智能工廠的設(shè)備將實(shí)現(xiàn)高級(jí)自動(dòng)化，主要是由基于自動(dòng)觀察生產(chǎn)過(guò)程的CPS的生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)可實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)的靈活的生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)工程的徹底優(yōu)化。同時(shí)，生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)不僅僅是在特定生產(chǎn)條件下一次性體現(xiàn)，也可以實(shí)現(xiàn)多家工廠、多個(gè)生產(chǎn)單元所形成的世界級(jí)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化。

智能工廠

“工業(yè) 4.0”從嵌入式系統(tǒng)向信息物理系統(tǒng)（CPS）進(jìn)化，形成智能工廠。智能工廠作為未來(lái)第四次工業(yè)革命的代表，不斷向?qū)崿F(xiàn)物體、數(shù)據(jù)以及服務(wù)等無(wú)縫連接的互聯(lián)網(wǎng) （物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)）的方向發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)分別位于智能工廠的三層信息技術(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)的底層和頂層。最頂層中，與生產(chǎn)計(jì)劃、物流、能耗和經(jīng)營(yíng)管理相關(guān)的ERP、SCM、CRM等，和產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)相關(guān)的PLM處在最上層，與服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)緊緊相連。中間一層，通過(guò)CPS物理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線控制、調(diào)度等相關(guān)功能。從智能物料供應(yīng)，到智能產(chǎn)品的產(chǎn)出，貫通整個(gè)產(chǎn)品生命周期管理。最底層則通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制、執(zhí)行、傳感，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)。

同時(shí)“智能工廠”的“智能生產(chǎn)”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)，其核心就是在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用中，通過(guò)信息物理系統(tǒng)（CPS），利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)、軟件技術(shù)和通信技術(shù)，加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性，從而實(shí)現(xiàn)研發(fā)、生產(chǎn)、制造工藝及工業(yè)控制等全方位的信息覆蓋，全面控制各種信息，確保各個(gè)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)都能處于最優(yōu)狀態(tài)。從而引導(dǎo)制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。

智能設(shè)備

出處：德國(guó)人工智能研究中心[DFKI]

在未來(lái)的智能工廠，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)清晰可見(jiàn)、高度透明，整個(gè)車間有序且高效地運(yùn)轉(zhuǎn)?！肮I(yè)4.0”中，自動(dòng)化設(shè)備在原有的控制功能基礎(chǔ)上，附加一定新功能，就可以實(shí)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(guò)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(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析決策進(jìn)一步使得自動(dòng)化設(shè)備具有自律管理的智能功能，從而實(shí)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(shí)抓取數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)無(wú)線通信連接互聯(lián)網(wǎng)，傳輸數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)本身進(jìn)行實(shí)時(shí)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(jì)算數(shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲(chǔ)、分析，形成決策并反過(guò)來(lái)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。

智能生產(chǎn)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)到智能手機(jī)等移動(dòng)終端的演進(jìn)，越來(lái)越多功能強(qiáng)大的智能設(shè)備以無(wú)線方式實(shí)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(dòng)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(shuō)，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(guò)互通互聯(lián)，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)這些新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，和以前的自動(dòng)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(gè)工廠內(nèi)部的聯(lián)結(jié)起來(lái)，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(kāi)展個(gè)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(shí)代，生產(chǎn)智能化通過(guò)基于信息化的機(jī)械、知識(shí)、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(jí)、工廠現(xiàn)有資源(人員、設(shè)備、物料)的有限生產(chǎn)能力，自動(dòng)制訂出科學(xué)的生產(chǎn)計(jì)劃。從而，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的大幅下降，同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣性、縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，從而最終實(shí)現(xiàn)工廠運(yùn)營(yíng)的全面優(yōu)化變革。

也就是，“工業(yè)4.0”時(shí)代的智能生產(chǎn)將從資源驅(qū)動(dòng)演變成了信息驅(qū)動(dòng)。

智能產(chǎn)品

傳統(tǒng)制造業(yè)時(shí)代，材料、能源和信息是工廠生產(chǎn)的三個(gè)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。

也可以說(shuō)，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。

出處：德國(guó)工業(yè)4.0最終報(bào)告

“工業(yè)4.0”時(shí)代，在智能工廠中，CRM（Customer Relationship Management,客戶關(guān)系管理）、PDM（Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）、SCM（Supply chain management，供應(yīng)鏈管理）等軟件管理系統(tǒng)可能都將互聯(lián)。屆時(shí)，接到顧客訂單后的一瞬間，工廠就會(huì)立即自動(dòng)地向原材料供應(yīng)商采購(gòu)原材料。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。如果，在生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)原材料一旦被錯(cuò)誤配送到其他生產(chǎn)線，它就會(huì)通過(guò)與生產(chǎn)設(shè)備開(kāi)展“對(duì)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，同樣，生產(chǎn)機(jī)器也可以向訂單系統(tǒng)進(jìn)行“交涉”，來(lái)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(huì)很容易實(shí)現(xiàn)追蹤溯源。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)同

在傳統(tǒng)的制造業(yè)生產(chǎn)模式中，無(wú)論是工廠還是供應(yīng)商，都需要為制造業(yè)的零部件或原材料的庫(kù)存付出一定的成本支出，由于供應(yīng)商和工廠之間的信息不對(duì)稱和非自動(dòng)的信息交換，生產(chǎn)的模式只能采用按計(jì)劃或按庫(kù)存生產(chǎn)的模式，靈活性和效率受到了約束。

“工業(yè)4.0”時(shí)代，復(fù)雜的制造系統(tǒng)在一定程度上也加速了產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)的大型企業(yè)集團(tuán)掌控的供應(yīng)鏈主導(dǎo)型將向產(chǎn)業(yè)生態(tài)型演變，平臺(tái)技術(shù)以及平臺(tái)型企業(yè)將在產(chǎn)業(yè)生態(tài)中的展現(xiàn)出更多的作用。因此，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略的重點(diǎn)將不再是做大規(guī)模，而將是智能化的供應(yīng)鏈管理，在不斷變化的動(dòng)態(tài)環(huán)境中獲得和保持動(dòng)態(tài)的供需協(xié)調(diào)能力。

供應(yīng)鏈管理智能化將統(tǒng)一工廠的零部件庫(kù)存和供應(yīng)商的生產(chǎn)流程，從而保證工廠的零部件庫(kù)存的最小化，降低庫(kù)存帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，降低生產(chǎn)成本。供應(yīng)鏈管理智能化要求企業(yè)間的信息采用基于事件驅(qū)動(dòng)的方式交換信息，信息的交換是實(shí)時(shí)地，并且對(duì)方同樣可以做出實(shí)時(shí)地反應(yīng)，供應(yīng)鏈上不同的企業(yè)的運(yùn)作效率與在同一個(gè)企業(yè)中的運(yùn)作一樣敏捷，滿足不斷變化的需求的適應(yīng)性。供應(yīng)鏈管理智能化將為供應(yīng)鏈上的企業(yè)帶來(lái)更大的利益，供應(yīng)鏈上各個(gè)企業(yè)的協(xié)同制造將為降低制造成本，物流成本，縮短制造周期，提供更好的服務(wù)提供有力的保障。

未來(lái)制造業(yè)中，每個(gè)工廠是獨(dú)立運(yùn)作的模式，每個(gè)工廠都有獨(dú)立運(yùn)行的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，或者采用一套生產(chǎn)管理系統(tǒng)來(lái)管理所有的工廠的操作。但是隨著企業(yè)的發(fā)展，企業(yè)設(shè)置有不同的生產(chǎn)基地及多個(gè)工廠，工廠之間往往需要互相調(diào)度，合理地利用人力、設(shè)備、物料等資源，企業(yè)中每個(gè)工廠之間的信息的流量越來(lái)越多，實(shí)時(shí)性的要求越來(lái)越高，同時(shí)每個(gè)工廠的數(shù)據(jù)量和執(zhí)行的速度的要求也越來(lái)越高。這就要求不同工廠之間能夠做到網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，確保實(shí)時(shí)的信息傳遞與共享。

出處：ARC公司

實(shí)際上，早在2000年，國(guó)際著名的咨詢機(jī)構(gòu)ARC針對(duì)生產(chǎn)制造模式新的發(fā)展，詳細(xì)地分析了自動(dòng)化、制造業(yè)以及信息化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，從科技發(fā)展趨勢(shì)對(duì)生產(chǎn)制造可能產(chǎn)生影響的角度，作出過(guò)全面的調(diào)查研究，并提出了用工程、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈三個(gè)維度描述的數(shù)字工廠模型。

從生產(chǎn)流程管理、企業(yè)業(yè)務(wù)管理一直到研究開(kāi)發(fā)產(chǎn)品生命周期的管理而形成的“協(xié)同制造模式”（Collaborative Manufacturing Model，CMM），使得制造管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品服務(wù)生命周期和供應(yīng)鏈管理、客戶關(guān)系管理有機(jī)地融合在一個(gè)完整的企業(yè)與市場(chǎng)的閉環(huán)系統(tǒng)之中，使企業(yè)的價(jià)值鏈從單一的制造環(huán)節(jié)向上游設(shè)計(jì)與研發(fā)環(huán)節(jié)延伸，企業(yè)的管理鏈也從上游向下游生產(chǎn)制造控制環(huán)節(jié)拓展，形成一個(gè)集成了工程、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈和企業(yè)管理的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造系統(tǒng)。

“工業(yè)4.0”也在一定程度上借用了CMM的理論?！肮I(yè)4.0”定義了制造商、供應(yīng)商乃至開(kāi)發(fā)商之間的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同結(jié)構(gòu)，主要目的是實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)與研發(fā)的協(xié)同、研發(fā)與生產(chǎn)的協(xié)同、管理與通信的協(xié)同，從而形成一個(gè)完整的制造網(wǎng)絡(luò)，由多個(gè)制造企業(yè)或參與者組成，它們相互交換商品和信息，共同執(zhí)行業(yè)務(wù)流程。企業(yè)、價(jià)值鏈和產(chǎn)品生命周期這三個(gè)維度貫穿于各個(gè)價(jià)值鏈中的制造參與者之間。居于上方的是管理職能，下方是制造職能。

2011年底，美國(guó)學(xué)者發(fā)布了一份名為《捕捉Apple全球供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)利潤(rùn)》的報(bào)告，其中針對(duì)iPhone手機(jī)利潤(rùn)分配的研究顯示，2010年Apple公司每賣出一臺(tái)iPhone，就獨(dú)占其中58.5%的利潤(rùn)，而富士康組裝利潤(rùn)僅為1.8%。

iPhone手機(jī)的系列產(chǎn)品包裝內(nèi)一如既往地寫(xiě)著，“Designed by Apple in California，Assembled in China”。意即“Apple是在美國(guó)本土西部太平洋沿岸的加州進(jìn)行了產(chǎn)品研發(fā)與設(shè)計(jì)，在中國(guó)實(shí)施的產(chǎn)品組裝”。但是，除了很少一部分零部件之外，其他的大多零部件都不是Apple公司生產(chǎn)的，這已經(jīng)不是一個(gè)秘密了。Apple公司對(duì)全球的各類優(yōu)秀零部件供應(yīng)商的產(chǎn)品進(jìn)行了組合，生產(chǎn)出了iPhone、iPad。所以，iPhone是“中國(guó)制造”嗎？是“美國(guó)制造”嗎？顯然都不是。據(jù)日本媒體報(bào)道，iPhone6中，攝像頭由索尼供貨，液晶面板由夏普供貨，高頻零部件由村田制作所或TDK供貨，LED背光模塊由美蓓亞等日本企業(yè)供貨的，只不過(guò)組裝過(guò)程是由位于中國(guó)境內(nèi)的富士康公司來(lái)完成的。

隨著“工業(yè)4.0”時(shí)代的到來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛加入“造車”隊(duì)伍，它們像Apple那樣采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方式生產(chǎn)產(chǎn)品，那么豐田汽車呢？或許會(huì)成為汽車領(lǐng)域的富士康——為互聯(lián)網(wǎng)公司代工。