高礼成：解读工业4.0，我的视角我任性

在我看来，工业4.0就好比智能手机与APP的关系。手机的主体功能就是打电话，但有了APP后，它就变成了智能手机。也就是说原来的制造业主要是围绕产品自身的生产和功能为主，例如工业1.0主要是是生产的机械化，替代人工，工业2.0是生产的规模化，提高了产品的数量。工业3.0则是生产的自动化，提高了产品的质量。而工业4.0就是物理与虚拟相结合后让产品产生了的新的功能和新的服务内容，就像手机本身是物理的，而APP则是虚拟的。所以物理与虚拟结合以后的结果就是手机有了APP后就是除了增加了对手机原有的通话功能进行全面监控和管理这些新的功能外，还可以产生阅读，视频，社交，旅游等新的服务内容。工业生产也一样，下面我来解读一下工业4.0。

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传统制造主要是围绕材料，机器，生产工艺，检测等几方面展开新的研发，而工业4.0下的现代制造应该是围绕机器连接（物联网），大数据（云），虚拟（仿真），内容（服务）而展开的新的创新。下面我分别从机床，汽车，航空等几个方面再分别举例说明：

机床：这是工业母机，传统制造就是围绕怎么提升主轴，机身，传动装置和控制系统的性能，所以这些都是机床本身的功能，即使提高再多，它也只能是一个单一的加工设备。但是工业4.0赋于机床的概念就是把机床的数控系统做成一个类似安卓的生态操作系统，在此数控系统上可以根据客户提供的产品的3D模型就可下载各种集成好后处理的加工方案，进行一键式加工，再通过DNC把各种数控机床根据工艺互联网联结起来，加上物联网的MES系统，就是无处不在的数据采集系统和传感装置，一边可以对加工过程进行预测和监控，一边可以通过主控系统对机床还可以作出调整和改进。另外再结合仿真的APP，就是虚拟制造，可以在真实加工之前就可虚拟整个加工过程，把真实加工过程中的问题和危险可以预先呈现出来，然后通过改进来消除，就保证了后期的真实加工过程万无一失。当然还有结算APP，就是在真实加工之前就可以虚拟加工系统计算出加工所需的时间和制造成本。等等这些机床应用APP都是工业4.0所指的实体物理与虚拟信息相结合的产物。

再看汽车：这个可以算是整个工业制造的主体部分，传统的汽车制造就是围绕汽车生产的自动化和规模化，还有就是汽车本身的功能和质量进行提升。而工业4.0下的汽车发展方向却是机器人全制造和无人驾驶，而机器人都是可以重复编程进行柔性化制造。而无人驾驶全是通过本地或云端的APP应用软件来完成，甚至与汽车相对应的道路系统和卫星定位体统都应用了APP系统来进行对接，这就对汽车进行了重新定义，产生了新的功能和服务内容。这就是好比手机有了微信，支付宝这些APP后就不仅仅是手机了。

最后我们再来看看最高端的飞机：最近德国航空又飞机失事，查出的原因就是人为自杀性坠毁，再加上去年的MH370航班坠入印度洋，其根本原因也是人为造成的。因为传统的飞机制造都是以每一个零件作为个体进行生产的，组装后也是通过飞行员来执行的。这就进一步造成了飞机过程中人为因素这个最不可靠因素造成的灾难。而与工业4.0对接的飞机产业也应该是每一个飞机零件的生产都要变成一个飞行信息管理体系统反馈的载体，例如最重要的飞机发动机，它应该在出厂之前就可以完成虚拟信息系统的设定，每一次飞行都会把出发地和目的地的各种参数全部通过类似于手机APP的应用系统进行设定，一旦在飞行过程中出现异常就会自动由后方的控制台进行接管，甚至直接进行无人驾驶，飞行参数全部由虚拟应用系统设定好。此时的飞机就变成了一个物理个体而已，所以的飞行操作都是通过工业4.0体系的虚拟网络系统来完成。如果这样德国航班4U9525和马航MH370的悲剧也许就不会再重演。

讲完这些，工业4.0的本质就是让制造从单一的功能生产衍生为拥有新的价值和新的服务内容载体。工业4.0的手段就是利用现在发达的互联网络，大数据系统，传感器装置加载到类似于机床，汽车，飞机这些单一的物理个体上，而控制端永远是通过类似于手机APP等软件系统植入的，可以随时更新和升级，所以这些可供更新和升级的后台数据库才是工业4.0最具价值的东西。

【特约撰稿作者】高礼成，资深3D打印业界顾问专业人士，工业智能化领域专家，对智能机器人、智能机械化有独到见解，多家制造业权威媒体客座首席观察员，多次作为特别嘉宾受邀参加业内演讲。现任中望3D中国区策略合作总监。更多观点文章，请登录https://www.zw3d.com.cn/blog/category/3dprint

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