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如果说人类文明是地球最伟大的奇迹，工业革命就是人类历史上最耀眼的“奇点”。在经济全球化背景下，一场关乎人类未来产业变革方向和制造业格局的新一轮工业革命奏响了制造业转型升级的号角。 工业4.0缘起 2011年，德国人工智能研究中心董事兼行政总裁沃尔夫冈·瓦尔斯特尔教授在德国汉诺威工业博览会上提出，要通过物联网等媒介来推动第四次工业革命（即工业4.0），以此来提高制造水平。 而此时提出的工业4.0，更多的还存在于概念阶段。 随后，由德国机械设备制造联合会等协会牵头，来自企业、政府、研究机构的专家共同成立了“工业4.0工作组”。 2013年4月在汉诺威工业博览会上正式推出了工业4.0，发表了工业4.0标准路线图并建立了由协会和企业参与的工业4.0平台。  截止目前，该标准路线图已经被修订了三版。  同时，工业4.0被正式纳入《高技术战略2020》，成为了一项国家战略。其核心目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中抢占先机。 该工业4.0平台，采用了一种扁平的决策机制：从顶层的工业4.0平台，到中间的标准委员会（Standardization Council Industrie4.0, SCI4.0）和面向企业的实验室网络（Lab Networks Industrie4.0, LNI4.0），形成了一种自上而下、自下而上的三元治理结构。  图片来源：德国工业4.0这三年|学不会的德国思维 德国工业4.0标准化委员会（SCI4.0）主要负责协调国际标准组织，进行国际对标并建立德国自身的工业4.0技术路线图和标准架构。截止目前，SCI已经和中国智能制造、美国工业互联网联盟IIC、日本IVI协会等建立了相应的合作机制，保持着有效对标。 工业4.0实验室网络（LNI4.0）负责落实标准的测试、试验和反馈。有了标准架构和技术路线图，如何落地实施，需要面向企业面向大众进行反馈，再不断完善修改标准架构与技术路线。这同样也体现了PDCA的思想，有计划，有执行，再通过执行情况反过来去修正计划，从而达到完整闭环的过程。 现在，工业4.0平台已经发展为六个工作组，以完善的组织架构保障着新一轮工业革命的引领性及落地性，维系工业4.0健壮发展。 工业4.0核心内容 说了工业4.0平台，咱们再来谈一谈工业4.0核心内容。 其实，德国工业4.0战略的核心内容，可以概括为：建设一个网络、研究两大主题、实现三大集成。为推进工业4.0战略的实施，德国将采取八项优先行动计划。  谈到这，我想给大家呈现一张图片，该图片能将抽象的概念转换为稍微具象化的描述点。  图片来源：工业4.0技术框架模型 该图主要将工业4.0分为系统架构、用例、基本原理、非功能性、人员、开发项目、通信等几个模块进行描述。系统架构包含RAMI 4.0、仪表和控制功能、技术系统和过程、全生命周期等模型；用例包含ZVEI平台、IEC 62559等用例；对于工业4.0，其基本原理描述为IEC 60050与IEC 61630等标准；非功能性主要体现在信息安全、可靠性、互操作性等方面；而人在整个过程中更多的表现为参与一些人机交互、人性化工作设计等内容；通信主要体现在有线、无线通信、基础设施、网络建设等方面；开发项目则更多是站在产品的开发、功能元件、建模、模拟等维度来进行描述。 可以看出，工业4.0是一个非常庞大的体系架构，它倡导着智能、绿色、人文，以形成有生命力、可持续发展的生态链体系为重要目标。 RAMI4.0模型解读 2015年4月，德国工业4.0平台发布了工业4.0参考架构模型（RAMI 4.0）。  三个维度 RAMI 4.0通过层（Layers）、流（Stream）、级（Levels）三个维度进行描述，每个维度均被细分成一个个管理区块，当业务场景不一样时，对应的组合方式也有着巨大的区别。理论上，任何一个企业都可以在这个三维架构中找到属于自己的位置。 Layers代表的是分层结构，包括资产、集成、通讯、信息、功能、业务流程等，从物理层到信息物理层再到信息层，最后到管理，将复杂的工程分组并形成容易操作的细小单元，该维度更多体现的是CPS（信息物理系统也即赛博系统）的核心功能。 Stream代表的是产品生命周期以及业务价值链，将产品从需求、规划、开发、生产、上市、退市等过程及该过程中所产生的业务价值流进行综合管理，描述着整个价值链中不同数据间的相关性。呈现出以零部件、机器和工厂为典型代表的工业要素从虚拟原型到实物的具体过程。 Levels代表的是不同功能、类型在工厂的分布情况，包含产品、现场设备、控制设备、生产线、车间、企业、连接边界。该维度是基于IEC 62264企业系统层级架构上，增加 了产品和工件的内容，并由单体工厂扩展至连接世界，更多体现出了协同的意味。 三个集成 该模型强调三个集成，分别是企业内网络化制造体系纵向集成、企业间横向集成、全生命周期端到端工程数字化集成。 最小单元 工业4.0本身是一个非常复杂的大系统，RAMI 4.0模型指出，智能工厂是实现RAMI 4.0的最小单元。但是在国内，工业4.0主要被解读成与工厂相关的事项。 嵌入式智能 所有制造单元都是带有本地软件的嵌入式设备或系统、所有制造单元都具有自组织的计算和通信功能、大量部署各类传感元件实现信息的大量采集、自动化技术实现单元间的集成。  智能产品 智能产品主要体现在产品本身的智能化以及产品在整个价值链中的信息化。从设计端开始，通过工业设计软件建模完成数字化设计，生产时产品具有制造过程中各阶段所必须的全部信息（标识、位置、状态、信息），物流阶段具有产品完整的物流信息（库存、库位、物流去向），最后开启智能服务的进程。形成产品从设计、生产、物流、销售、服务到持续优化的闭环。 自治 自治制造系统包含：互联制造单元的自组织（自组织生产）、制造步骤根据订单情况灵活定制（自组织工艺）。 组件 工业4.0组件是RAMI4.0的具体实现，是具有通信能力且可全局且唯一识别的参与者。同时，它也是管理壳和I4.0系统内具有数字连接的资产（智能装备）组成，并且提供具有定义服务质量（Qos）属性的服务。 管理壳 管理壳可将资产转换为I4.0组件，实现I4.0系统中资产的虚拟数字化和主动通信能力。  自2015年开始，管理壳（Administration shell）一直被认为是重心，德国围绕着管理壳进行着各种模型描述与标准覆盖。  图片来源：德国工业4.0这三年|学不会的德国思维 |
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