工业1.0、2.0、3.0、4.0概念简介.docx

工业1.0、2.0、3.0、4.0概念简介工业1.0是机械制造时代，即18世纪引入的机械设备制造时代；时间大概是18世纪60年代至19世纪中期。就是通过水力和蒸汽机实现工厂机械化。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以工业、机械制造带动经济发展的新模式。那时的机械设备还没有电气自动化控制的概念。工业2.0是电气化与自动化时代，即20世纪初的电气化与自动化时代；时间大概是19世纪后半期至20世纪初。也就是在劳动分工基础上采用电力驱动产品的大规模生产；因为有了电力，所以才进入了由继电器、电气自动化控制机械设备生产的年代。这次的工业革命，通过零部件生产与产品装配的成功分离，开创了产品批量生产的高效新模式。工业3.0是电子信息化时代，即20世纪70年代开始并一直延续至现在的信息化时代。在升级工业2.0的基础上，广泛应用电子与信息技术，使制造过程自动化控制程度再进一步大幅度提高。生产效率、良品率、分工合作、机械设备寿命都得到了前所未有的提高。在此阶段，工厂大量采用由PC、PLC/单片机等真正电子、信息技术自动化控制的机械设备进行生产。自此，机器能够逐步替代人类作业，不仅接管了相当比例的“体力劳动”，还接管了一些“脑力劳动”。工业4.0概念是德国政府2013年《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一，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是实体物理世界与虚拟网络世界融合的时代。但德国业界对工业4.0的响应者却不多，原因之一是所谓的虚拟网络-实体物理系统（Cyber-PhysicalSystem,CPS）融合的主要思想，美国早在若干年前就已提出。未来10年，基于信息物理系统（Cyber-PhysicalSystem，CPS）的智能化，将使人类步入以智能制造为主导的第四次工业革命。产品全生命周期、全制造流程数字化以及基于信息通信技术的模块集成，将形成一种高度灵活、个性化、数字化的产品与服务新生产模式。2013年12月12日，美国白宫召开了第一次CPS成员会议。李杰教授作为专家组成员参加了会议。他们要讨论的事情，与德国的工业4.0其实是一样的内容。虽然德国先提出了概念，但他们刚刚起步、着手转型，而美国一直在做以CPS为概念的先进制造。或许正是这方面的原因，德国也于2013年10月邀请李杰教授前往分享他们在美国的成功案例。对于CPS的概念，李杰教授认为可以用日常生活中常见事物来解释。正如人们在facebook里建立的各种关系，在物理世界里是不可见的，却可以得出这个人的生活社群、行为习惯、过往经历等等。同样，任何产品都有虚拟和实体两个世界（譬如：苹果手机是实体，但APP是虚体），如何将虚拟世界里的关系透明化，正是工业4.0时代需要做的。未来产品(譬如：机床、飞机、汽车、等等)都应该会有实与虚的价值接合。这样的道理，是德国人提出概念的依据，但是李杰教授团队在美国已经自2001年开始积累大量和工业界成功合作建立的案例。需要强调的是，德国提出的工业4.0和美国的CPS，核心要义都是制造业基于数据分析的转型。