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德国工业4．0战略对中国制造业转型升级的借鉴杜传忠;杨志坤【摘要】作为第三次工业革命的重要组成部分，德国工业4．0战略通过构建信息物理系统，以“智能工厂”和“智能生产”实现制造业设计、生产、运营及服务的全方位系统整合，力求使德国占据新一轮国际产业竞争的制高点。
德国工业4．0战略的智能化、数字化和服务化的制造业发展基本方向，系统、关联、集成、协同与融合的制造业产业体系，充分发挥中小制造业企业的有效机制，大规模、个性化、定制化的制造业生产方式，完善的技术创新平台和统一的工业制造业标准以及充分发挥人力资源潜力等值得中国借鉴。
%As the important part of the Third Industrial Revolution,German Industry 4.0 Strategy establishes the cyber-physical system,to achieve the comprehensive integration ofdesign,production,operation and service with “Smart Factory”and “intelligence production”.Germany strives to occup y the top ground of the world manufacturing industry in the future competition of global industries with Industry 4.0 Strategy.There are many aspects worthy of learning from Industry 4.0 Strategy,such as intelligent,digital and service developing trend of manufacturing industry,the manufacturing industry system based on systems,correlation,integration,coordination and integration,effective mechanism of giving full play to the role of small and medium-sized manufacturing enterprises,new large-scale and personalized and customized production mode,perfect technical innovationplatform,unified industrial manufacturing standards,practice of realizingthe full potential of human resource.【期刊名称】《经济与管理研究》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】6页(P82-87)【关键词】工业 4.0 战略;制造业;转型升级;借鉴分析【作者】杜传忠;杨志坤【作者单位】南开大学经济与社会发展研究院，天津市，300071;南开大学经济学院【正文语种】中文【中图分类】F414内容提要：作为第三次工业革命的重要组成部分，德国工业4．0战略通过构建信息物理系统，以“智能工厂”和“智能生产”实现制造业设计、生产、运营及服务的全方位系统整合，力求使德国占据新一轮国际产业竞争的制高点。
中国制造业将实施负面清单，数字化、智能化为发展主线中国版工业4."0规划－－《中国制造业发展纲要(2015~2025)》初稿已完成，规划要求相关部门出台税收、投融资、体制改革等扶持政策，实施负面清单。
中国制造业发展主线将体现信息技术与制造技术深度融合的数字化、智能化制造。
规划分五部分，其中总体目标为中国基本实现工业化；进入制造强国行列，打造中国制造升级版。
具体目标为：制造业增加值位居世界第一；主要行业产品质量水平达到或接近国际先进水平，形成一批具有自主知识产权的国际知名品牌；一批优势产业率先实现突破，实现又大又强；部分战略产业掌握核心技术，接近国际先进水平。
规划重点实施领域为新一代信息技术产业、生物医药与生物制造产业、高端装备制造产业、新能源产业等四大产业领域。
而为确保规划实施，规划要求相关部门出台税收、投融资、体制改革等扶持政策，实施负面清单，减少审批事项，鼓励企业创新，加强社会资本进入。
“中国制造业2025规划，主要是结合中国制造业两化融合、工业互联网、工业4."0等趋势，从技术、产业、产品、管理、制造服务化、核心软硬件等领域做了长期的战略规划。
”相关消息透露，虽然规划实施重点领域为四个，但每个领域内又对设计的具体行业有针对性的表述。
“比如在新一代信息技术产业领域，对集成电路产业有一个规划。
高端装备制造产业里面，对机器人、制造技术、芯片、核心软件、基础数据库等又有规划，整个中国制造业2025规划是一个全面性的战略文件。
实际上，作为牵头制定中国制造业2025规划的部门，工信部已着手研究制定装备制造领域相关专项规划，以配合上述规划实施。
根据工信部装备工业司安排，年内将组织制定我国工业机器人产业发展规划、高技术船舶和海洋工程装备2025规划、船舶柴油机及关重件发展推进计划，落实增材制造产业推进计划。
制造业发展将做到四个转变：做到要素驱动向创新驱动转变；由低成本竞争优势向质量效益竞争优势转变；由资源消耗大、污染物排放多的粗放制造向绿色制造转变；由生产型制造向服务型制造转变。
中国智能制造与工业4.0的发展中国智能制造与工业4.0的发展随着互联网技术和人工智能技术的不断发展，智能制造已成为全球制造业发展的热门话题。
而在中国，智能制造和工业4.0已成为政府的战略重点，成为未来制造业发展的不可或缺的一部分。
本文将从中国智能制造与工业4.0的概念、发展现状、应用场景和未来趋势等方面进行探讨。
一、概念解析智能制造是指利用先进的信息技术、物联网技术和人工智能技术，将生产过程中的各个环节自动化、数字化、智能化，从而实现生产效率的提高和生产质量的提升。
而工业4.0则是智能制造的重要支撑，是指通过互联网技术、物联网技术和人工智能技术，实现生产线上的“智能化”，从而提高生产效率、降低成本、提高生产质量和实现节能减排等目的。
二、发展现状中国智能制造和工业4.0的发展取得了长足进展，在高端装备制造、新能源汽车、智能家电、智能手机和航空航天等领域的应用已经开始落地。
中国正在逐步实现从制造大国向制造强国的转变，正在朝着由低端低质生产向高端高质转型。
三、应用场景智能制造和工业4.0的应用场景主要包括以下几个方面：1. 智能工厂智能工厂是利用物联网技术、互联网技术和人工智能技术，实现自动化和智能化生产的一种生产模式。
智能工厂可以实现生产线上的自动化、数字化和智能化，从而提高生产效率、降低成本、提高产品质量和生产效率等目的。
2. 智能家电智能家电是利用物联网技术、互联网技术和人工智能技术，实现智能控制家电的一种应用。
智能家电可以通过手机等移动设备远程控制，实现远程开机、关闭、定时设置等功能，同时也可以通过人脸识别等技术实现智能化管理。
3. 智能制造设备智能制造设备是指利用物联网技术、互联网技术和人工智能技术，实现设备自动化和智能化的一种设备。
智能制造设备可以通过实时监控、故障预测和自动化维护等功能，提高生产效率、降低成本和提高产品质量等目的。
四、未来趋势未来智能制造和工业4.0的发展将进一步加速，智能制造技术将逐渐普及到更多领域，包括医疗、金融等业务领域。
产能经济从德国“工业４．０”看中国制造强国建设于晓飞 梁 靓 车玲洁 浙江省工业经济研究所摘要：研究德国“工业4.0”，能够从智能化、信息化角度分析全球制造业的新动向，也对中国制造强国建设提供良好的借鉴。
本课题结合全球制造业发展动向、中国制造强国建设导向，提出：(1)把中国制造和德国制造的优势结合起来，强强联合走向第三国；(2)把美国制造业回归与德国工业4.0结合起来，权衡利弊，形成中国特色的工业4.0；(3)在制造业强国建设上，要注意中国与德国、美国的制造业优势差别，加快实施中国版工业4.0。
关键词：德国“工业4.0”；中国制造业；智能化；信息化中图分类号：F421 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2015)024-000295-02一、德国“工业４．０”的出台背景在全球，德国是制造业最出色的国家之一，竞争力非常强，特别是装备制造行业，全球领先。
2006年德国发布《德国高技术战略》，目标是通过创新，克服其成本劣势，使德国保持全球市场领导者的地位。
2013年，在《德国高技术战略》与《德国高技术创新战略2020》的基础之上，德国提出工业4.0战略。
2008年国际金融危机爆发后，2010年德国又提出《创意·创新·增长——德国2020高技术战略》，目的是根据国家重大任务制定研究和创新政策，有针对性地激发科研与经济领域的巨大潜力，为德国和全球面对的重大挑战找到面向未来的解决方案。
2013年由多领域专家组成的德国工业4.0工作组发布了专门报告——《保障德国制造业的未来：关于实施“工业4.0”战略的建议》。
该战略已经得到弗劳恩霍夫协会、西门子为代表的德国科研机构和产业界的广泛认同。
二、工业４．０是什么？“工业4.0”是什么？德国“工业4.0”战略希望能够将信息物理系统和信息通讯技术结合在一起，帮助制造业更好的转型，转向智能化方面。
“工业4.0”是互联，西门子、博世和蒂森克虏伯的专家提到工业4.0的核心是连接，希望能够连接设备生产销售的各个方面，并通过网络持续地保持数字信息的交流。
深入认识工业4.0时代的中国制造【编者按】本文为工业4.0研究院院长兼首席经济学家胡权接受《中国信息年鉴》（2015年版）编辑委员会邀请撰写，主要对中国制造在第四次工业革命背景下的转型升级做了较为全面的论述，发表于2016年2月10日，由亿欧编辑，供业内人士参考。
自从250年前英国发生了第一次工业革命，人类社会已经经历了三次工业革命，目前已经在迈向第四次工业革命的道路上。
按照德国工业4.0平台的定义，这四次工业革命分别为工业1.0、2.0、3.0和4.0，其主要的技术特征是机械化、自动化、信息化和网络化。
在工业4.0时代，全球制造业强国纷纷行动起来，相继推出国家级的制造业战略，美国提出了AMP 2.0（Advanced Manufacturing Partnership 2.0，先进制造伙伴计划），德国则提出了包含战略、标准及路径等的工业4.0体系，中国在2015年提出了《中国制造2025》，日本也结合机器人优势，计划推出“机器人革命”国家战略。
在这样的背景下，中国制造应该利用新概念带来的新思路、新方法和新模式，实现新常态下的转型升级，其中，把握工业4.0时代的发展趋势和发展规律，是中国企业家应该重点关注的。
一、认识第四次工业革命虽然第四次工业革命的概念并未得到所有专家的认可，但从诸如哈佛商业历史学家阿尔弗雷德.D.钱德勒在《信息改变美国：驱动国家转型的力量》一书中提出信息技术的应用是第三次工业革命的论断来看，德国人把网络化在工业领域的应用称为第四次工业革命也没有什么不妥。
按照马克思的论断，只有生产力的提升，而没有生产关系的改变，不是工业革命，第四次工业革命是技术创新发展到一定阶段，对传统的生产制造价值创造体系将产生颠覆性的改变，因此，第四次工业革命值得我们关注和学习。
德国对工业4.0的定义德国工业4.0平台明确指出，发生在英国的第一次工业革命是工业1.0，其主要技术特征是机械化，以电气化和自动化为特征的第二次工业革命就是工业2.0，接着以PLC （Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）广泛应用为特征的第三次工业革命就是工业3.0，当然，未来的以信息物理融合系统（CPS，Cyber-Physical Systems）技术为特征的制造业，可以称为工业4.0。
中国工业4.0行业市场环境分析一、背景介绍工业4.0是指第四次工业革命，是在信息技术、物联网和人工智能的驱动下，实现工业生产数字化、网络化和智能化的新型工业模式。
随着科技的不断发展，工业4.0正逐渐改变着传统工业的面貌，对市场环境产生了深远影响。
二、市场规模根据市场研究机构的数据显示，全球工业4.0市场规模呈现稳步增长的趋势。
预计到2025年，全球工业4.0市场规模将达到xx万亿美元。
其中，亚太地区将成为最大市场，其次是欧洲和北美地区。
工业机器人、物联网、云计算和大数据等相关技术的快速发展推动了市场的增长。
三、市场驱动因素1.技术进步：信息技术和通信技术的飞速发展为工业4.0的实现提供了关键支持。
人工智能、物联网、云计算等技术不断突破创新，推动了工业生产方式的更新换代。
2.成本压力：随着劳动力成本的不断上升，企业面临着更大的成本压力。
工业4.0可以通过自动化和智能化的生产方式，降低企业的人工成本，提高生产效率，从而更好地应对成本挑战。
3.消费需求升级：随着人们对产品质量和个性化需求的提高，传统生产模式已经难以满足市场需求。
工业4.0提供了定制化生产、个性化定制等新的商业模式，能够更好地满足消费者需求，提升产品竞争力。
4.环境保护意识：工业4.0注重资源的高效利用和环境保护，通过智能化的生产方式，降低能源消耗和排放，减少对环境的负面影响，符合当今社会对可持续发展的追求。
四、市场挑战和风险1.技术壁垒：工业4.0依赖于一系列先进的技术，但目前仍存在技术瓶颈和成熟度不足的问题。
一些中小企业可能无法承担技术升级的成本，面临着技术壁垒的挑战。
2.安全风险：工业4.0的实施涉及到大量的数据传输和信息共享，面临着网络安全和数据泄露的风险。
如何保护企业的知识产权和客户数据，是工业4.0发展面临的重要问题。
3.劳动力问题：工业4.0的实施将大量替代传统工人的劳动力需求，可能导致部分人员流失和就业问题。
如何平衡技术发展和就业保障，是一个需要重视的问题。
【图解】德国工业4.0战略对我国推进工业转型升级的启示『导读：德国工业4.0战略为我们展现了一幅全新的工业蓝图，深入分析其愿景与要点，可以洞察德国提出工业4.0的目的与战略意图。
在新的发展背景下，将信息化的时代特征与我国工业化历史进程紧密结合起来，把两化深度融合作为主线，为推动工业转型升级注入新的动力，从而在向工业化迈进的过程中占得先机，这是4.0战略对我国推进工业转型升级的重要启示。
』“工业4.0”的概念源于2011年德国汉诺威工业博览会，其初衷是通过应用物联网等新技术提高德国制造业水平。
在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等学术界和产业界的大力推动下，德国联邦教研部与联邦经济技术部于2013年将“工业4.0”项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中，计划投入2亿欧元资金，支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
随后，德国机械及制造商协会（VDMA）等设立了“工业4.0平台”，德国电气电子和信息技术协会发表了德国首个工业4.0标准化路线图。
德国政府认为，尽管德国拥有强大的机械和装备制造业，但中国对德国工业构成了竞争威胁，美国也在通过各种计划促进先进制造业发展，因此，制定“工业4.0”战略的目的就是为了“确保德国制造的未来”。
当前，正值我国大力推动两化深度融合、促进工业转型升级的关键时期，德国推行“工业4.0”战略的理念、内容和做法等诸多方面，都值得我们认真关注、学习并给出积极回应。
“工业4.0”战略愿景与要点与美国流行的第三次工业革命的说法不同，德国将制造业领域技术的渐进性进步描述为工业革命的四个阶段，即工业4.0的进化历程（图1）。
工业1.0。
18世纪60年代至19世纪中期，通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为工业1.0。
这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动，经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。
工业2.0。
19世纪后半期至20世纪初，在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为工业2.0。
工业4.0给我国带来的机遇和挑战摘要: 随着科学技术的进步，为了抢占制造业的先机，各国纷纷根据自己的国情制定了相应的发展规划，其中比较出名的有美国GE主导的“工业互联网”、德国的工业4.0、日本的3D打印技术，面对新一轮工业革命的浪潮，对我国既是机遇又是挑战，我国也适时提出了“中国制造2025”和“互联网+”行动，以期在技术革新的浪潮下分得一杯羹。
关键词：工业4.0，机遇，挑战工业4.0(Industry4.0)是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一，“工业4.0”研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家战略，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
工业4.0是指基于信息物理系统的智能化，不仅涉及到传统的互联网，也涉及正在发展的物联网，以及服务联网。
未来在一个“智能、网络化的世界”里，互联网、物联网和服务联网（服务互联网）将渗透到所有的领域，人类的生产方式和制造模式将发生重大变革。
工业4.0实现互联网全面对接，虚实融合系统至少要和一个或者多个云进行沟通，这样的系统一般都具有传感器和执行器，它能感知周边的环境得到信息，根据得到的指令执行命令，和环境有感知互动这一过程。
我国面临的巨大挑战是国际金融危机发生后，很多西方国家意识到实体经济对国家实力影响的重要性。
许多国家重新重视制造业，把制造业重新引回到自己的国土，发达国家纷纷实施“再工业化”战略，重塑制造业竞争新优势，加速推进新一轮全球贸易投资新格局。
一些发展中国家也在加快谋划和布局，积极参与全球产业再分工，承接产业及资本转移，拓展国际市场空间。
我国制造业面临发达国家和其他发展中国家“双向挤压”的严峻挑战。
中国在产品设计和生产流程方面一直是弱项，因为缺少标准化思维。
中国企业重技术，但对流程不重视，尤其在技术研发方面，中国人需要学学德国人的严谨态度和系统方面的技术应用，中国没有国外那么完备的数据库，国外已经经过几十或者上百年的发展形成了先进完备的数据库，当进行设计时，只要在数据库中抽出样本稍加创新改动即可形成一个新产品。
第四次工业革命——“工业4.0”随着制造业再次成为全球经济稳定发展的驱动力，世界各主要工业国家都加快了工业发展的步伐：从美国的“制造业复兴”计划到德国的“工业4.0”战略，再到中国的“十二五”发展规划，制造业正逐步成为各国经济发展的重中之重，引领未来制造业的方向也成为制造业强国竞争的一个战略制高点。
两个多世纪以前，蒸汽机的发明带来的第一次工业革命开启了农业社会向工业社会的转变。
20世纪初期，随着电力的应用、劳动分工和大规模生产的出现，拉开了第二次工业革命的大幕。
20世纪70年代后，随着自动化技术的出现，开创了第三次工业革命。
前三次工业革命源于生产的机械化、电气化和信息化改造。
当前，随着信息物理系统（Cyber-physical System，简称CPS）在制造业中的推广应用，正在引发第四次工业革命。
“工业4.0”概念就是以数字制造为核心的第四次工业革命，工业革命的历史如图1所示。
“工业4.0”首先是由德国工程院、西门子公司等产学界领袖联合提出的，被德国政府确定为《高技术战略2020》十大未来项目之一，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，并于2013年9月在上海工博会上推介给中国市场。
该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，西门子公司也已经开始将这一概念引入其工业软件开发和生产控制系统中。
提高生产力、缩短产品上市时间、采取更灵活的生产模式以及提高资源和能源利用效率，是全球工业面临的挑战，也是“工业4.0”提出的未来制造业的目标。
为了实现这种先进的生产模式，需要融合现实生产和虚拟生产的技术，基于大数据、互联网、人，通过数字化工程、数字化制造等各种信息技术实现柔性制造，经济高效地满足客户个性化的定制需求。
未来工厂的智能化程度将很高，这种智能将通过使用微型化处理器、存储装置、传感器和发送器来实现，这些装置将被嵌入几乎所有的设备、半成品和材料以及用于组织数据流的智能工具和新型软件中。
中国制造业升级方向工业4.0：互联网+制造业中国制造业升级方向工业4.0：互联网+制造业文/张澄国务院正式印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略，这是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。
市场对此早有热切期盼，那么问题来了，究竟什么是中国制造2025？下面这篇旧闻是兴业证券(17.06, 1.05, 6.56%)对此的分析，华尔街见闻汇总如下，以飨读者。
“中国制造2025”的概念在中国发展高层论坛上又一次作为重点提出，以互联网和制造业结合为亮点的工业4.0即将迎来一轮发展大潮。
兴业证券分析认为，这一概念也将带动一系列投资机会涌现。
什么是中国制造2025？“中国制造2025”将是中国工业未来10年的发展纲领、顶层设计。
政府的诸多行动向市场传递出强烈信号，显示工业转型将迎来大突破、大提速。
工信部表示，计划大体分三步、用三个十年左右时间实现制造业大国向制造业强国的转变；“中国制造2025”是“三步走”的第一步，将指导中国进入全球制造业的第二方阵。
总理对此说了啥？“中国制造2025”这一概念自从2014年12月被首次提出以来，受到了越来越多的关注。
今年3月23日，国务院总理李克强在中国发展高层论坛上表示：“中国制造2025”围绕创新驱动、智能转型、绿色发展，将在国际合作中进一步提升中国制造业水平。
欢迎各国企业积极参与，利用国际产能合作等机会共同开发第三方市场。
希望有关国家放宽对华高技术出口限制，倡导贸易自由化和投资便利化，共同反对保护主义。
中外加强经济技术合作有利于双方，也有利于世界。
中国制造业的升级方向——工业4.0：互联网+制造业工业4.0驱动新一轮工业革命，核心特征是互联。
图为工业1.0、2.0、3.0到工业4.0的发展进程：更值得注意的是，工业4.0是“互联网+”的重要一部分，互联网技术降低了产销之间的信息不对称，加速两者之间的相互联系和反馈，因此，催生出消费者驱动的商业模式，而工业4.0是实现这一模式关键环节。
工业4.0是如何走到中国的在德国“工业4.0”的概念提出之后，德国将工业4.0视为生产重回欧洲的重大机遇，希望借助工业4.0，牢牢掌控对全球智能制造业的话语权。
目前在中国也炒的很热，各方面都在解读工业4.0的战略意图及内容，或者在谈和两化融合发展理念、路径、目标的一致性。
工业4.0战略的核心内容是什么？前段时间看到工业和信息化部电子信息司副司长安筱鹏的一篇文章“工业4.0——为什么？是什么？如何看？怎么干？”个人认为这篇文章非常全面的解释了工业4.0的内容。
当然，“工业4.0”不同的人从不同的维度来解读的话，会有不同的理解，它涉及到国家战略、产业战略、企业发展等不同的层面。
就从企业的层面去研究，我们看看企业层面实现工业4.0该怎么做，怎么走，有没有路线图？这里把工业4.0战略要点概括为：一个网络、两大主题、三项集成、八项计划以及大数据分析。
当“工业4.0”遇上“中国制造”近期，随着“工业4.0”的在网络上越炒越热，我国也推出了“中国制造2025”战略，在国家战略需求的驱动下，中国对于制造大国向制造强国的迈进之路也陡然提速，这将对中国制造转型升级打通主动脉。
就企业层面来说中国版工业4.0如何落地将成为重点，如何通过信息技术和制造技术的深度融合，打通一切、联通一切是企业信息化建设的目标。
工业4.0与SOA的关系？忽悠？质疑？——这可能会是大家看到这个题目的第一感觉，这两个风牛马不相及的名词怎么会有联系呢？本人从事制造业信息化建设工作二十多年，经历了制造业信息化的各个阶段，近几年研究实践SOA架构在制造企业信息化建设中的落地，有一定的经验和总结，同时，近期也随大潮解读了工业4.0战略内容，发现工业4.0战略目标中需要实现的CPS信息物理系统、三项集成与我们从事SOA实践的一些实际应用案例及思想有异曲同工之处，SOA不仅和工业4.0有关系，而且不失为工业4.0目标实现的一种最佳技术手段。
我们知道很多企业处在工业2.0、工业3.0、工业4.0并存的状态，有老式的非智能的生产设备，也有最先进的智能化设备在同时使用，我们不能一下子把老式的设备都淘汰掉，这样如何实现工业4.0提出的智能化工厂呢？我们需要在老设备进行技术改造，保留其基础加工能力，加装传感器、PLC控制器、RFID等，这样就能把老式设备改造成一个加工服务单元，集成到信息网络中，与智能的新设备一起提供一个组合式的服务，各种设备之间的服务相互连接和协作，并与管理信息网络互通，从而形成一个智能化的生产线、智能化的工厂，这就是SOA思想在工业4.0中的体现，这样两者之间就有关系了啊。
SOA是一个比较老的词了，出现了十几年，是面向服务的架构的简称，是一种技术方法，SOA思想的核心点就是：组件化、标准化、碎片化、服务化，以组件以及组件之间的组合提供细粒度及粗粒度的服务，从而灵活的满足各种应用需求，又不失原有的整体性。
工业4.0是什么？每个人站在不同的角度会有不同的理解，是互联、集成(纵向、横向、端到端)、数据、创新、服务、转型或是CPS、是智能工厂、是智能制造亦或是国家战略、企业目标。
工业4.0核心内容就是建一个网络、三项集成、大数据分析、八项计划和研究两个主题。
建一个网络：信息物理网络系统（CPS）CPS是英文CyberPhysical System的缩写，就是讲物理设备连接到互联网上，让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能，从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合，将网络空间的高级计算能力有效的运用于现实世界中，从而在生产制造过程中，与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析，形成可自律操作的智能生产系统。
a) CPS可以将系统资源、信息、物体以及人紧密联系在一起，从而创造物联网及相关服务，并将生产工厂转变为一个智能环境。
b) CPS将提供全面、快捷、安全可靠的服务和应用业务流程，c) 支持移动终端设备和业务网络中的协同制造、服务、分析和预测流程等。
在工业4.0蓝图中，连接一切的信息物理网络（CPS）是实现智能工厂、智能生产的基础，工业4.0蓝图给了一个CPS网络的概念模型（如上图），在这个模型中，我们看到了“服务”的概念，传感器服务、控制服务、通讯服务、校验服务、信息服务等，所有的服务形成了一个服务库，每个服务完成不同的功能，服务与服务之间相互连接，构成一个柔性的智能生产网络，每个服务来自不同的系统，产品信息服务也许来自PDM系统、生产计划服务来自ERP、订单服务来自DMS系统，生产装配指令服务来自MES、生产加工服务由设备完成，因此，整个CPS 网络系统就是一个服务连接的网络，即是“务联网”的概念，通过“服务”的抽象，屏蔽了各个信息系统及物理设备的差异性，在服务层面具有共通性，因而容易建立起连接。
服务的概念即是SOA的核心，SOA即是解决异构系统、设备、网络相互连接的技术方法，通过SOA中的企业服务总线ESB建立起一个企业的“同声翻译平台”，让企业中的异构系统、生产设备、人、客户相互联通，让这些生产要素协同工作而又保持各自的个性化特征，各要素按照自己的方式工作，通过ESB这个同声翻译平台接收信息、指令，同时将自己的状态、信息发送到ESB平台、传递给其它生产要素，从而实现智能的感知和协作。
CPS 网络模型是一个理想的参考架构，在CPS网络模型中并没有给出怎么解决异构系统及设备间的连通性问题的技术实现方法和路径，我们都知道，对于具体的企业来说，要实现工业4.0的蓝图目标，有很多实际的困难要解决，企业的信息系统都是在不同的时期建立起来的，采用了不同的技术路线，由不同的厂商提供，技术协议不同，不能直接联通，需要点对点的写接口程序才能联通。
对于生产设备，差异性就更大了，老式的设备没有通讯接口、仪表都是模拟的，新式设备的通讯协议及接口也是五花八门的，有RS232，485，以太网等，即使有相同的接口形式，其数据格式和规则可能都不一样，如果要将这些设备连接起来，一些老设备需要加装传感器、PLC控制器、RFID等，构建一个工业总线，将这些新老设备通过各种接口接入到工业总线中，使其相互联通、采集设备的数据，搞工业自动化系统的人都知道，工业自动化系统一般都遵循一个行业的标准协议：OPC，是一个比较底层的协议，一般大家熟知的SCADA系统、DCS系统都是这类性质的工业自动化网络，现在叫做“物联网”。
工业自动化系统的运行方式与管理信息网络的运行方式完全不一样，数据生成的频率要高的多，一般以秒为单位生成数据，数据存储的方式也不一样，数据一般是以KEY/VALUE的方式收集和存储，俗称列存储方式，而管理信息系统，如ERP、PDM等系统的组织存储方式是以行的形式存在的，数据交换的协议以SQL、webservice、FTP、MQ、HTTP等更高级的协议通讯。
所以要实现工业网络与管理信息网络的相互联通，从底层网络协议上容易实现，但是要实现数据的交换还不是那么容易，所以工业4.0中才提出了CPS网络的参考架构，力图实现“连接一切”的目标。
下面我们参考一下SOA架构下的ESB企业服务总线架构模型，看看能不能满足CPS的要求。
我认为，这就是一个CPS网络系统的模型，一个可以落地的参考架构。
ESB企业服务总线是SOA架构的核心，完全满足CPS的要求，它通过各种适配器与异构系统和生产设备相连，进行协议转换，数据交换通过消息的机制实现，通过消息的异步传输达到数据交换的可靠性，可以实现数据的同步及异步交换，在电信、银行、铁路、航空、电力调度中广泛应用，是一个非常成熟的数据交换平台解决方案。
S0A架构是一个已经非常成熟的架构方法，实际应用已经很多年了，以前只是从纯粹的技术层面来推广，没有站在产业战略的高度来看这个问题，应该说SOA是工业4.0最佳的技术方案。
三个集成工业4.0中的三项集成包括：横向集成、纵向集成与端对端的集成。
工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络，使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联，从而实现横向、纵向和端对端的高度集成，集成是实现工业4.0的重点也是难点。
【纵向集成】纵向集成不是一个新话题，企业信息化发展经历了部门需求、单体应用到协同应用的一个历程，伴随着信息技术与工业融合发展常讲常新，换句话说，企业信息化在各个部门发展阶段的里程碑，就是企业内部信息流、资金流和物流的集成，是在哪一个层次、哪一个环节、哪一个水平上的集成，是生产环节上的集成（如研发设计内部信息集成），还是跨环节的集成（如研发设计与制造环节的集成），还是产品全生命周期的（如产品研发、设计、计划、工艺到生产、服务的全生命周期的信息集成）。
简单点说，纵向集成就是解决企业内部信息孤岛的集成，工业4.0所要追求的就是在企业内部实现所有环节信息无缝链接，这是所有智能化的基础。
纵向集成主要解决企业内部的集成，即解决信息孤岛的问题，解决信息网络与物理设备之间的联通问题。
【横向集成】横向集成是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合，是为了实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务。
在市场竞争牵引和信息技术创新驱动下，每一个企业都是在追求生产过中的信息流、资金流、物流无缝链接与有机协同，在过去这一目标主要集中在企业内部，但现在远远不够了，企业要实现新的目标：从企业内部的信息集成向产业链信息集成，从企业内部协同研发体系到企业间的研发网络，从企业内部的供应链管理与企业间的协同供应链管理，从企业内部的价值链重构向企业间的价值链重构。
横向集成是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合，为实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务，推动企业间研产供销、经营管理与生产控制、业务与财务全流程的无缝衔接和综合集成，实现产品开发、生产制造、经营管理等在不同的企业间的信息共享和业务协同。
横向集成主要实现企业与企业之间、企业与售出产品之间（如车联网）的协同，将企业内部的业务信息向企业以外的供应商、经销商、用户进行延伸，实现人与人、人与系统、人与设备之间的集成，从而形成一个智能的虚拟企业网络。
制造业普遍存在的工程变更协同流程就是这样一个典型的横向集成应用场景。
【端到端的集成】端对端集成是指贯穿整个价值链的工程化数字集成，是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合，这将最大限度地实现个性化定制，从某种意义上来讲，端到端的集成是一个新理念，各界对于端到端集成有不同的理解。
什么是端到端？顾名思义，所谓端到端就是围绕产品全生命周期，流程从一个端头（点）到另外一个端头（点），中间是连贯的，不会出现局部流程、片段流程，没有断点。
从企业层面来看，ERP 系统、PDM系统、组织、设备、生产线、供应商、经销商、用户、产品使用现场（汽车、工程机械使用现场）等围绕整个产品生命周期的价值链上管理和服务都是整个CPS信息物理网络需要连接的端头（点）。
