德國是全球制造業中最具競爭力的國家之一,其裝備制造行業全球領先。這是由于德國在創新制造技術方面的研究、開發和生產,以及在復雜工業過程管理方面高度專業化使然。德國擁有強大的機械和裝備制造業、占據全球信息技術能力的顯著地位,在嵌入式系統和自動化工程領域具有很高的技術水平,這些都意味著德國確立了其在制造工程行業中的領導地位。因此,德國以其獨特的優勢開拓新型工業化的潛力:工業4.0。
前三次工業革命源于機械化、電力和信息技術。現在,將物聯網和服務應用到制造業正在引發第四次工業革命。將來,企業將建立全球網絡,把它們的機器、存儲系統和生產設施融入到虛擬網絡—實體物理系統(CPS)中。在制造系統中,這些虛擬網絡—實體物理系統包括智能機器、存儲系統和生產設施,能夠相互獨立地自動交換信息、觸發動作和控制。這有利于從根本上改善包括制造、工程、材料使用、供應鏈和生命周期管理的工業過程。正在興起的智能工廠采用了一種全新的生產方法。智能產品通過獨特的形式加以識別、可以在任何時候被定位、并能知道它們自己的歷史、當前狀態和為了實現其目標狀態的替代路線。嵌入式制造系統在工廠和企業之間的業務流程上實現縱向網絡連接,在分散的價值網絡上實現橫向連接,并可進行實時管理—從下訂單開始,直到外運物流。此外,他們形成的且要求的端到端工程貫穿整個價值鏈。
工業4.0擁有巨大的潛力。智能工廠使個體顧客的需求得到滿足,這意味著即使是生產一次性的產品也能獲利。在工業4.0中,動態業務和工程流程使得生產在最后時刻也可以變化,也可能為供應商對生產過程中的干擾與失靈作出靈活反應。制造過程中提供的端到端的透明度有利于優化決策。工業4.0也將帶來創造價值的新方式和新的商業模式。特別是,它將為初創企業和小企業提供發展良機,并提供下游服務。