一、IBM的觀點

　　我們認為，無論是在中國還是世界其它地區(包括歐美發達國家)，工業4.0還處在一個探索階段。國內外的成熟案例并不多，通常都是針對單一系統或部分相關系統的整合、分析與優化，而大規模地對整個價值鏈上各系統的有機整合和大數據分析還很少。個別有遠見的公司也是剛剛起步開展這種類型的項目。我們欣喜地看到，中國企業并沒有輸在起跑線上，而是有“彎道超車”的機會。

　　實現工業4.0需要IT業與制造業的跨界合作與創新，共擔使命。任何一方想要彌補自己在另一方面的能力和經驗都不是短期能夠做到的，必將減慢企業邁向業4.0的步伐。在IT能力方面，實現工業4.0所需的核心能力包括大數據分析(包括能夠自學習的認知計算)、企業級云平臺、復雜系統的管理等。

　　在這些領域，IBM一直專注于企業客戶，具備長期的積累與核心競爭力。工業4.0轉型是一個漸進的過程，試錯和積累不可避免。所以我們認為，工業企業不能等到完美方案出現后再開始，也不必追求大而全，關鍵是找到一個切入點，從自身的條件出發，開始實踐，然后逐漸深入和延伸。但非常重要的是要有一個統一、開放和可擴展的架構設計，使后續漸進的深入和延伸有一個強大的平臺持續地提供支撐，從而能夠很好地走過工業4.0轉型的歷程。

　　最后一點，非常重要。我們常常會被問到，今天好多企業連工業3.0甚至2.0都還沒做到呢，怎么去做工業4.0?確實，工業4.0還處在探索階段，還未達到大規模推廣的階段。但作為國家戰略和企業未來核心競爭力，有遠見有條件的企業，特別是期望在國際舞臺上開展競爭、贏得市場的企業，必須通過先期投入快速布局，才能贏得未來的市場。工業4.0是對未來的布局，必須要選擇適合的切入點和實施方法。企業2.0、3.0的功課，該補的要繼續補，該做的要繼續做，并以4.0為目標，以終為始，持續前行。另外先行投入4.0的企業，將來可以開放資源和平臺，為價值鏈上下游更多的企業服務。

　　正如我們上面所說，工業4.0需要跨界的合作與創新。IBM始終以開放的心態，期待與我們一直專注的企業客戶一起，布局工業4.0和物聯網，共同贏得未來的競爭。

　　二、工業4.0與物聯網

　　制造業是國家綜合實力的象征，是在全球化競爭中賴以生存的資本和保障。規模雄厚、結構優化、技術創新、質量優異、產業鏈國際主導地位突出的制造業是國民經濟持續發展和繁榮以及國家安全的基礎。

　　當今，全球制造業正面臨深刻的變革。一方面，隨著新生代人群與中產階級在全球消費者中占據日益重要的地位，其極富個性化的需求主張驅使產品制造商日益關注小批量、個性化生產，爭奪快速增長的、以“多樣微量”為特征的市場藍海;另一方面，新技術(如無處不在的傳感技術、云計算、大數據、移動、社交、安全技術甚至認知計算等)的飛速發展以及在各個領域的快速滲透，使得制造業傳統模式的變革及新型業務模式的創新成為可能;此外，越來越多的制造商正在探索從產品到服務的轉型，以獲得新的收入來源、提升客戶滿意度、快速捕獲市場需求、加速產品研發與改進。在這場制造業的變革浪潮中，包括中國在內的大國都在積極布局以期把握先機。

　　德國于2013年在漢諾威工業博覽會上提出“工業4.0”的概念。預計投資2億歐元，推動以信息物理系統(CPS)為基礎，以生產高度數字化、網絡化、機器自組織為標志的工業革命。通過提升制造業的計算機化、數字化與智能化，建立具有適應性與資源效率的智能工廠(Smart Factory)，并在商業流程及價值流程中整合客戶以及商業伙伴，進一步提升德國制造在全球競爭中的優勢地位。

　　美國則于2012年發布先進制造業國家戰略計劃，于2014年提出“工業互聯網”，以強化與國家安全相關的關鍵產業本土制造能力，縮短先進材料從開發到推廣應用的時間，投資發展新一代機器人、物聯網和大數據分析，通過智能互聯的設備來動態提升企業績效、降低運營成本并提升可靠性，以推動工業轉型。2014年3月，IBM、Intel、AT&T、Cisco 和 GE 共同成立了“工業互聯網聯盟”。截止2015年1月30日，已有130家(包括數十家來自中國的)企業或組織加入該聯盟。

　　中國于2015年發布“中國制造2025”計劃，結合中國制造業的現狀與特點，加速推動信息技術與制造技術的深度融合。重點發展新一代信息技術、機器人、航空航天、先進軌道交通、節能與新能源汽車等十大領域，強調創新驅動、智能轉型、強化基礎、綠色發展。

　　日本、英國和法國等國家也提出了各自相應的國家戰略。在這個世界日益扁平化的時代，以“工業4.0”為代表的新一代工業革命，將是一場在全球化、標準化體系下的制造業轉型升級的競賽

　　1、那么究竟什么是“工業4.0”?

　　從工業發展的歷程來看，蒸汽機技術推動機械化生產的普及，使人類社會進入工業1.0時代;電力的出現推動規模化生產，從此工業進入2.0時代;信息化技術的應用，使得自動化生產成為可能，工業進入3.0時代;而物聯網等新技術與工業技術的深度融合，使得工業進入智慧化的時代，即工業4.0。工業4.0是在個性化智能產品的需求驅使下，并在以物聯網、大數據等新技術的有力支撐下，出現的新一代變革趨勢。

　　新的變革具備三個特征：

　　垂直整合

　　各機器及生產線的自控系統、工廠的制造執行系統(MES)、以及ERP等系統的整合，打破信息化系統與自動化系統之間的歷史鴻溝，使工廠與企業的生產制造能力得以優化。

　　水平整合

　　企業內部及跨企業邊界的各業務系統之間的整合，使得信息的共享、業務功能的組合可以跨越組織的邊界，使價值鏈的整體競爭力得以提升。

　　端到端價值鏈的數字化整合

　　這是實現“智能制造云”的愿景，用戶只要提交需求，就可以獲得所需的產品，而云端相關價值鏈各企業的制造與業務能力都以API的方式發布，使得快速柔性組合與安全調度執行成為可能，最大化發揮生態系統的設計、制造、服務等多方面的綜合能力

　　2、工業4.0是一個復雜的命題，從關鍵的用戶需求—工業4.0產品的角度切入，有助于理解其要義與精髓。

　　工業產品經歷了從傳統產品(包括機械與電氣部分)，到智能產品(增加了電控、傳感、軟件與用戶交互界面部分)，再到當下個性化、軟件定義、智能互聯的產品(增加了網絡連接，并得到后端產品平臺強大計算分析能力的支撐)的演變。特斯拉就是工業4.0產品的一個典型代表，其精致的工業設計、創新的電池動力系統、以及強大豐富的車載軟件系統，為用戶提供極致的個性化(大多通過軟件體現)使用體驗。而其后端所連接的強大軟件平臺則提供了豐富的內容、服務、分析、應用等支持，是特斯拉汽車產品不可或缺的組成部分。從特斯拉的成功可以看出工業4.0產品是工業化與信息化深度融合的結晶。

　　3、工業4.0意味著產品全生命周期乃至全價值鏈、全生態系統的變革

　　工業4.0產品，推動了設計、生產、銷售與服務等各個環節以及相關價值鏈、生態系統的變革與重塑。在生產的環節，需要通過物聯網的實施及從生產系統到ERP系統的垂直整合，以及與CRM，SCM等系統的水平整合，實現生產的自動化、柔性化、智能化。使得整個生產的體系(包括上游材料與部件供應商)能夠針對“多批微量”的訂單靈活組合各種材料、部件、能力與流程，高效、大規模地完成個性化生產的任務，并聯動下游的客戶服務及上游的研發，使得客戶得到最佳的產品體驗與服務，并基于實時收集的客戶反饋與使用數據，實現產品的快速演進與創新，不斷提升競爭優勢。

　　我們認為，工業4.0轉型，不是3.0時代MES，ERP，SCM，PLM，CRM等系統的簡單集成或更新換代，而是借助新技術(物聯網、大數據等)在多個維度對企業及價值鏈的革命性整合、重塑與創新。工廠不再是“黑盒子”，而是清晰透明的服務提供方。不只是工廠，整個產業鏈的參與者(研發、供貨、銷售、服務等)的各種能力都用API的方式來發布、被調用、接受監管，形成一個“Manufacturing as a Service”的開放、靈活、自主、優化的合作體系，這將使企業及其價值鏈具備核心競爭優勢。

　　4、工業4.0示例

　　智慧工廠

　　在工業4.0的趨勢之下，現有工廠將面臨四大業務挑戰和五大管理要求。

　　四大業務挑戰

　　1. 質量成本壓力;

　　2. 產量及獲利的不可預見性;

　　3. 生產設備的管理與維護費用壓力;

　　4. 生產流程與設備的自動化需求。

　　五大管理要求

　　1. 工廠信息必須完整且實時可視，以支持智能制造的多階段分析需求;

　　2. 設備自動化，具備接受控制指令修改設備屬性能力;

　　3. 設備維護由3.0時代的定期維護進化成4.0所要求的主動性維護;

　　4. 工廠耗能的智慧管理，增加對環境的綠色責任;

　　5. 互聯的供應鏈，必須支持端到端的全面物聯網相聯。

　　而支撐以上挑戰與要求的手段，除了完善互聯機器自動化(Connected Machine Automation)及制造執行系統(MES)之外，還需配合大數據分析、云計算、移動設備和信息安全體系，以實現諸如生產線優化排程、產品質量早期預警、生產設備預測性維護等競爭優勢。

　　智慧工廠影響延伸至相關價值鏈的各個方面

　　當工業4.0的平臺充分運行的時候，其影響如草地自動灑水機一般，全方位地改變了周遭領域。

　　例如：

　　· 由社交媒體接觸客戶，感知客戶;并由電子商務的方式活化營銷手段、價格優化管理;再由具備360度客戶畫像的呼叫中心支撐售后服務，提升客戶體驗。這些影響提升了銷售服務。

　　· 客戶分析依賴大數據的手段深入了解客戶，并預測進一步的產品需求;使用產品生命周期管理的方式，以市場為導向開發下一系列產品。這些影響提升了產品的研發設計。

　　· 通過產品分析，早期發現并解決質量問題。一方面可以降低保修成本，同時提升客戶對產品、品牌的體驗;通過診斷維修分析，避免不必要的維護停機并提

　　高首次響應完成的比例。這些影響優化生產運營的效率。

　　這些提升、優化將直接影響業務層，不但增加產品的銷售，也增加了質保與服務合同的延伸，甚至相關其他產品的銷售。

　　5、全球許多標桿企業早已制定工業4.0的變革戰略，開始實施并已取得相當成果。

　　常見的工業4.0轉型變革戰略實施路線圖包括如下三個階段。

　　第一階段：M2M(廠內與企業內廠際互聯)

　　工廠內系統、設備與機器間在物聯網的基礎上互聯互通。逐步達到全企業內所有工廠間運營、監控和管理決策的完整聯系。由此激發主要生產力的提升，并增強運營決策靈活性。

　　第二階段：B2B(價值鏈上所有企業互聯)

　　實現企業全方位供應鏈的互聯互通。包含上游所有各級供應商的相關系統(系統內包含相關設備的物聯網信息)以及下游各渠道的系統終端或設備。以此增加生產力，提升效率與靈活性。

　　第三階段：C2M(消費者與相關工廠間互聯)

　　此一階段又稱為“以軟件定義產品與制造”階段。在這階段中，產品方面的求、設計、測試、上市，以及制造方面的工廠、制造、物流、服務，都在企業安全的架構體系之下全面地在云端互聯互通。從而產生新的商機、新的業務模式和新的盈利模型。

　　6、物聯網支撐下的工業4.0變革，為企業帶來全面的業務價值與能力提升

　　工業4.0的轉型主要需要三大核心支柱的支撐：

　　·全面物聯網建設—透過傳感器、RFID、網關等技術的配置與建設，為全面自動化、智能化打好基礎。

　　·工業4.0轉型途徑(Industry 4.0 Approaches)—工業4.0轉型途徑泛指公司管理文化的升級與改變。要以務實、嚴謹的管理態度，科學及數據分析的方法決策，精簡流程，快速反應。

　　·構建新的生態系統—全面C2M的環境建設，新的生態系統的搭建，為企業創新提供新的業務環境。此時企業憑借新的能力、新的市場環境(包含產業市場、人力市場、資本市場等)創造新的企業商業和服務模型。

　　工業4.0的轉型，將為企業帶來全面的業務價值與能力提升，主要集中在加速產品創新，優化生產運營及交付全新服務三個方面。具體而言：

　　·企業具備生產制造的高靈活性和更能適應市場的生產流程。

　　·在完善全面產品生命周期管理，企業生產價值鏈互聯互動之后，企業已經具備針對特定用戶需求的專業化聚焦能力。

　　·提升以價值鏈為單位的整體競爭能力。歐美標桿產業通常由本身最具競爭力的產品線開始，穩定的掌握市場優勢。

　　·通過新的服務與業務模型開創新市場。例如美國通用電器，由制造業已經開拓了金融業，現正進軍軟件業。中國華為由制造業進入軟件業與咨詢業等。

　　IBM的工業4.0與物聯網戰略、能力、成功案例

　　在工業4.0及物聯網研究、創新和實現的聯盟和組織中，IBM一直發揮著核心作用

　　1999年，IBM發明了MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息隊列遙測傳輸)技術。MQTT協議是為大量的計算能力有限、且工作在低帶寬、不可靠網絡下的遠程傳感器和控制設備通訊而設計的即時通訊協議。2013年，結構化信息標準促進組織OASIS成立MQTT技術規范委員會，2014年MQTT正式成為推薦的物聯網消息傳遞協議標準。

　　2013年，IBM積極參與由德國機械設備制造業聯合會、德國電氣電子行業協會和德國聯邦信息產業、電信和新媒體聯合會主導的工業4.0平臺組織，目的是就“工業4.0”技術、標準、商業模式等展開跨行業交流。目前主要集中在無線技術和標準格局的設定及工業4.0標準路線圖的實施。

　　2014年，IBM、AT&T、思科、通用電氣和英特爾在美國波士頓宣布成立工業互聯網聯盟 (IIC) ，以期打破技術壁壘，促進物理世界和數字世界的融合。工業互聯網聯盟是一個開放性的會員組織，該聯盟將有助于相關機構更便利地連接和優化資產、操作及數據，提高靈活性，促進智能分析，以釋放所涉及工業領域的商業價值。

　　2015年3月，IBM宣布投資30億美元成立物聯網事業部，進一步整合全球資源，專注于協助企業客戶與合作伙伴針對工業4.0等重要領域進行物聯網技術、應用與業務創新。基于IBM Bluemix云平臺的新型物聯網服務使得各領域應用開發商可以快速地將包括物聯網在內的多源數據集成到基于云的應用開發和運行環境中，加速實現工業4.0的進程。

　　工業4.0的主要應用領域體現在從智慧研發到智慧工廠、智慧生產、智慧物流以及智慧服務的整個周期，IBM融合了先進信息技術的智能物聯平臺為建設工業4.0提供了全面的支撐。

　　IBM智能物聯平臺通過連接ERP、MES、CRM、SCM等工業3.0階段所建設的典型信息化系統，將其能力以開放接口的形式發布于云平臺，從而更好的支持按需調用，并通過大數據分析等技術提升現有系統組合的價值。工廠本身不再是自主體系的黑盒，而是整個產業生態系統的一個環節，生產不再是以工廠或企業為中心，而是真正的以客戶為中心。

　　IBM智能物聯平臺融合了連接與整合、云計算與平臺服務、大數據、安全等核心技術，在設計、制造、運營和交付的不同環節提供了全方位的解決方案。通過持續工程、設計思考等方法設計和構建新型的互聯且數據豐富的產品和設備;通過內嵌智能分析優化能力到制造運營等環節中，可以促進智慧工廠的發展, 節能減排，優化運營;通過互聯網用戶洞察能力，充分利用移動社交能力跟客戶和員工進行交互。

　　IBM的智能物聯平臺擁有4大核心能力：

　　·強大的物聯網連接與整合能力

　　·豐富的物聯網大數據分析能力

　　·推動價值鏈整合與業務創新的PaaS能力

　　·完備的物聯網安全保障能力

　　1、強大的物聯網連接與整合能力

　　IBM智能物聯平臺支持海量、多樣的物聯網數據的接入、集成與分發，是物聯網應用支撐平臺的入口。基于MQTT協議實現的IBM MessageSight能夠在不同的網絡環境下，極其穩定、高效地完成物聯網數據的網絡傳輸，使得物聯網的大數據分析成為可能。智能物聯平臺針對大量的物聯設備產生的不同形式的大數據，提供特定的有效的存儲方式，具備高度的安全性、規范性、整合性和可擴展性。此外，該平臺還提供相應的能力，實現物聯網系統與現有系統及數據的整合。

　　2、豐富的物聯網大數據分析能力

　　物聯網真正的價值來自對海量數據的分析洞察，由大數據驅動的物聯網才是有價值的物聯網。IBM智能互聯平臺集成了IBM全頻譜的大數據分析能力，包括實時流式計算(Streaming Computing)、指導性分析(Prescriptive Analytics)、業務智能分析(Business Intelligence)，和最新的認知計算(Cognitive Computing)等。從而幫助制造業客戶從多種數據源中獲取洞察、支撐整個企業甚至價值鏈的相關業務決策。

　　3、推動價值鏈整合與業務創新的PaaS(平臺即服務)能力

　　IBM Bluemix 是IBM基于開放式技術構建的PaaS (Platform As A Service,平臺即服務)平臺。Bluemix通過提供多種技術與業務服務以及托管功能來實現快速、組裝式、規模化應用開發，從而簡化應用程序的交付過程，使得開發者能夠輕松地進行應用程序開發。在IBM智能物聯平臺上，物聯網基礎服務(IoT Foundation) 提供了對物聯網設備和數據的應用程序訪問，可以簡單方便地注冊與管理物聯網設備。

　　4、完備的物聯網安全保障能力

　　IBM智能物聯平臺不僅高效地保護其上的應用與數據免受各種安全威脅，并使其符合法規要求，同時也簡化了云應用程序的管理。12個分布全球的IBM安全運營中心 (SOC) 每天都會幫助遍及130多個國家和地區的IBM 客戶解決數以億計的安全事件問題。IBM擁有世界上最大的威脅和漏洞數據庫，對各種安全威脅進行近乎實時的分析和歷史分析，能夠為客戶所面對的安全威脅和事件做好充分準備并做出更為快速的響應。

　　5、基于數十年與工業界深度合作經驗，IBM正在幫助客戶實現新的工業革命的轉型

　　從智慧研發、智慧工廠、智慧生產、智慧物流到智慧服務，工業產業鏈的每個環節都在經歷著轉型。數十年深耕于工業界，IBM憑借其全面、成熟和完善的IT解決方案提供能力，已經在幫助全球的客戶完成新的工業革命的轉型。