18世紀(jì)從英國(guó)發(fā)起的技術(shù)革命是技術(shù)發(fā)展史上的一次巨大革命，它開(kāi)創(chuàng)了以機(jī)器代替手工工具的時(shí)代。以機(jī)械化，蒸汽機(jī)為標(biāo)志。19世紀(jì)最后30年和20世紀(jì)初，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的高漲，被稱為近代歷史上的第二次工業(yè)革命，世界由“蒸汽時(shí)代”進(jìn)入“電氣時(shí)代”。從20世紀(jì)四五十年代以來(lái)，在原子能、電子計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)、航天技術(shù)、分子生物學(xué)和遺傳工程等領(lǐng)域取得重大突破，標(biāo)志著新的科學(xué)技術(shù)革命的到來(lái)。第三次科技革命是人類文明史上繼蒸汽技術(shù)革命和電力技術(shù)革命之后科技領(lǐng)域里的又一次重大飛躍。
工業(yè)1.0至3.0
先看工業(yè)革命的前三個(gè)階段：
工業(yè)1.0
機(jī)械化，以蒸汽機(jī)為標(biāo)志，用蒸汽動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)器取代人力，從此手工業(yè)從農(nóng)業(yè)分離出來(lái)，正式進(jìn)化為工業(yè)。
工業(yè)2.0
電氣化，以電力的廣泛應(yīng)用為標(biāo)志，用電力驅(qū)動(dòng)機(jī)器取代蒸汽動(dòng)力，從此零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配實(shí)現(xiàn)分工，工業(yè)進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)代。
工業(yè)3.0
自動(dòng)化，以PLC（可編程邏輯控制器）和PC的應(yīng)用為標(biāo)志，從此機(jī)器不但接管了人的大部分體力勞動(dòng)，同時(shí)也接管了一部分腦力勞動(dòng)，工業(yè)生產(chǎn)能力也自此超越了人類的消費(fèi)能力，人類進(jìn)入了產(chǎn)能過(guò)剩時(shí)代。
工業(yè)制造面臨的挑戰(zhàn)
工業(yè)1.0，、2.0、3.0時(shí)代里，因?yàn)樯a(chǎn)廠家無(wú)法低成本的了解每一個(gè)客戶的需求，所以往往采用一刀切的方法，就是把需求做多的性能組合到一起，成為一款產(chǎn)品，工業(yè)3.0時(shí)代從機(jī)械化、規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化方面大幅度地提升了生產(chǎn)力，然而這類規(guī)?；a(chǎn)模式導(dǎo)致當(dāng)前的全球性的產(chǎn)能過(guò)剩，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，以往一款產(chǎn)品賣三十年的做法已經(jīng)逐步不行，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)進(jìn)一步成為催化劑，撼動(dòng)了工業(yè)時(shí)代的基礎(chǔ)，信息不對(duì)稱問(wèn)題解決了，你跑不快，有的是快的。
比如你想要一款適合你的體型的衣服，服裝廠是無(wú)法知道你的體型多大的，所以只能測(cè)量很多人的體型之后，把最集中的尺碼分成40號(hào)，41號(hào)，42號(hào)等等，但是如果你的體型偏肥或偏瘦，對(duì)不起，概不伺候。
互聯(lián)網(wǎng)改變了這個(gè)局面，人與人，人與廠商，可以低成本的實(shí)現(xiàn)連接，從而讓每個(gè)人的個(gè)性需求被放大，人們?cè)絹?lái)越喜歡個(gè)性化的東西。但是個(gè)性化的東西需求量沒(méi)有那么大，這就需要工業(yè)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)小批量的快速生產(chǎn)，多品種、小批量、定制生產(chǎn)成為工業(yè)化4.0一個(gè)核心驅(qū)動(dòng)因素。
另外一個(gè)核心因素則是雖然工業(yè)產(chǎn)品是當(dāng)前制造業(yè)主要銷售收入，但一旦銷售完畢，則意味著企業(yè)跟客戶聯(lián)系的結(jié)束，賣設(shè)備這種服務(wù)模式無(wú)法讓企業(yè)獲得持續(xù)的增長(zhǎng)，如何延伸制造業(yè)的價(jià)值鏈，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)值的最大化，是工業(yè)化4.0另一個(gè)核心驅(qū)動(dòng)要素。
工業(yè)4.0的概念
工業(yè)4.0是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。其利用信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem）將生產(chǎn)中的供應(yīng)、制造、銷售信息數(shù)據(jù)化，智慧化，形成有效的的網(wǎng)絡(luò)，信息共享和交流，最后達(dá)到快速、有效、個(gè)性化的產(chǎn)品供應(yīng)?！惫I(yè)4.0是德國(guó)人談的，其實(shí)和美國(guó)談的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，以及中國(guó)談的“兩化融合”信息化與工業(yè)化有機(jī)融合都是殊途同歸的，中國(guó)還有一個(gè)目標(biāo)，就是中國(guó)制造2025，也是這個(gè)意思。
大數(shù)據(jù)與工業(yè)4.0
工業(yè)4.0的內(nèi)容非常豐富，筆者僅僅從大數(shù)據(jù)的角度談?wù)勏嚓P(guān)看法，讓大家對(duì)于其內(nèi)涵有更深的認(rèn)識(shí)。
智能生產(chǎn)-基于大數(shù)據(jù)連接進(jìn)行生產(chǎn)控制
傳統(tǒng)工廠存在的目的只有兩個(gè)，生產(chǎn)產(chǎn)品，然后賣出去。所以在工業(yè)企業(yè)中，通常會(huì)分為兩個(gè)大的部門，一個(gè)是生產(chǎn)部門，一個(gè)是業(yè)務(wù)部門，前者通過(guò)MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）管理，后者通過(guò)ERP（管理信息系統(tǒng)）來(lái)管理。這兩個(gè)系統(tǒng)啥區(qū)別呢？ERP更傾向于財(cái)務(wù)信息的管理，而MES更傾向于生產(chǎn)過(guò)程的控制，簡(jiǎn)單的說(shuō)，ERP主要告訴你客戶需要生產(chǎn)多少個(gè)產(chǎn)品，哪天下單，哪天要貨，而MES主要負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理生產(chǎn)這些產(chǎn)品的每一個(gè)步驟和工序如何實(shí)現(xiàn)。
但是，大多數(shù)企業(yè)里面，ERP和MES其實(shí)并沒(méi)有連起來(lái)，所以當(dāng)ERP給MES下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃指令后，MES在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生了與計(jì)劃偏差的事項(xiàng)（比如設(shè)備壞了，原料不合格等等），MES會(huì)根據(jù)車間的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。但是ERP是不知道的！所以它會(huì)繼續(xù)按照原本的計(jì)劃執(zhí)行訂單，時(shí)間久了，財(cái)務(wù)系統(tǒng)和工廠的實(shí)際情況就會(huì)出現(xiàn)非常大的偏差，也就是ERP這個(gè)大腦與生產(chǎn)是脫鉤的，信息的不貫通導(dǎo)致一線的決策精細(xì)化控制實(shí)際是無(wú)法做到的。
即使生產(chǎn)設(shè)備和管理信息系統(tǒng)各自連接起來(lái)，但現(xiàn)在生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)設(shè)備也還沒(méi)有連接起來(lái)，因此實(shí)際的個(gè)性化生產(chǎn)也是無(wú)法達(dá)到的，舉個(gè)例子你就明白了：
百事可樂(lè)的生產(chǎn)車間里，生產(chǎn)線上連續(xù)過(guò)來(lái)了三個(gè)瓶子，每個(gè)瓶子都自帶一個(gè)二維碼，里面記錄著這是為張三、李四和王二麻子定制的可樂(lè)。
第一個(gè)瓶子走到灌裝處時(shí)，通過(guò)二維碼的無(wú)線通訊告訴中控室的控制器，說(shuō)張三喜歡甜一點(diǎn)的，多放糖，然后控制器就告訴灌裝機(jī)器手，“加二斤白糖！”（張三真倒霉……）。
第二個(gè)瓶子過(guò)來(lái)，說(shuō)李四是糖尿病，不要糖，控制器就告訴機(jī)器手，“這貨不要糖！”
第三個(gè)瓶子過(guò)來(lái)，說(shuō)王二麻子要的是芬達(dá)，控制就告訴灌可樂(lè)的機(jī)械手“你歇會(huì)”，再告訴灌芬達(dá)的機(jī)械手，“你上！”
看到了，多品種、小批量、定制生產(chǎn)，每一灌可樂(lè)從你在網(wǎng)上下單的那一刻起，他就是為你定制的，他所有的特性，都是符合你的喜好的。但有個(gè)前提，生產(chǎn)的原材料、生產(chǎn)設(shè)備、管理信息系統(tǒng)及相關(guān)系統(tǒng)必須是貫通的。
要實(shí)現(xiàn)貫通，就必須依賴互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)（比如射頻識(shí)別技術(shù)）、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，現(xiàn)在工業(yè)4.0有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，就是設(shè)備之間的接口標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)接口可不是什么TCP/IP等協(xié)議能解決得了的，比如實(shí)時(shí)性要求。當(dāng)然，核心是需要實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的有效采集和整合。