工业4.0是互联网背景下工业化的一次洗礼，工业化在信息社会的一次变革，是工业自动化的新的趋势，也称为第四次工业革命，其包括信息物理系统、物联网和云计算。工业4.0创建了智慧工厂，在模块化结构的智慧工厂中，信息物理系统监控物理生产流程，创建物理世界的虚拟复制，并实现去中心化决策，在物联网基础上，价值链上的所有参与者内部、参与者之间通过互联网服务，信息物理系统之间、信息物理系统与人之间相互实时通信，这种全面的信息整合和模块化的工厂架构，使得工厂能够快速、有效地生产出个性化产品。

人类的整个工业化进程可以分为四个阶段（图2-2），第一个阶段重点是机械化、水力和蒸汽动力，第二阶段是大规模生产、流水线和电力，第三阶段是计算机和自动化，第四阶段则是信息物理系统。

图2-2 工业化的四个阶段

工业4.0的概念起源于2010年德国政府提出的《高科技战略2020》，工业4.0是《高科技战略2020》的重要组成部分。根据德国政府的报告《未来图景工业4.0》，德国提出工业4.0的外部原因有两个，一是美国等发达国家的“再工业化”带来的刺激，二是以中国为首的新兴国家的崛起，使得德国产品在国际市场上的地位受到挑战。因此工业4.0的提出并不完全是德国制造业领先的体现，也是应对国际竞争对手的一个措施，内部原因是，需要保持并提高自己在工业制造方面的优势，这种优势体现，一个是技术水平处在较高的水平，二是高效率的创新体系。而我国也在2014年和2015年先后发布两化融合（信息化和工业化相融合）相关指导文件和《中国制造2025》行动纲领，从这些文件的内容中可以看到我国在互联网时代对工业化升级的思路。(www.daowen.com)

工业领域正在全球范围内发挥越来越重要的作用，是推动科技创新、经济增长和社会稳定的重要力量。但与此同时，客户需要新的、高质量的产品，同时要求以更快的速度交付定制的产品，这需要工业领域不断提高生产水平，同时降低能源和资源消耗，来应对不断增长的成本压力。要应对这样的变化就需要实现虚拟生产和与现实生产环境的融合，及CPS的实现，提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，将生产中的供应、制造、销售信息数据化，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴，缩短产品上市时间、提高生产效率和灵活性。

工业4.0通过原材料信息化、流程信息化、工业控制智能化，实现产业链中间产品、终端客户产品的定制化，其不仅是对工业生产的一次全面信息化，更是对产品生产、市场、服务全面信息，是要充分利用信息化所带来的红利，对工业生产生态体系的一次信息化革命。在工业4.0时代，未来制造业的商业模式以解决顾客问题为主。因此，未来制造企业将不仅仅靠硬件的销售来盈利，而是通过提供售后服务和其他后续服务，来获取更多的附加价值，这就是软性制造。而带有“信息”功能的系统成为硬件产品新的核心，意味着个性化需求、批量定制制造将成为潮流。制造业的企业家们要在制造过程中尽可能多地增加产品附加价值，拓展更多、更丰富的服务，提出更好、更完善的解决方案，满足消费者的个性化需求，走软性制造+个性化定制的道路。

下面引用《人民日报》^[5]中的一个例子。

“生产可乐的车间里，生产线上连续过来三个瓶子，每个都自带一个二维码，里面记录着张三、李四和王五的定制信息。第一个瓶子走到灌装处时，通过二维码的无线通信告诉控制器：张三喜欢甜一点的，然后控制器就告诉灌装机械手：“多加白糖！”第二个瓶子过来，说李四是糖尿病患者，控制器就告诉机械手：“免糖！”第三个瓶子过来说王五要芬达，控制器就告诉灌可乐的机械手：“你歇会儿，芬达机械手，你上！”多品种、小批量、个性化定制生产，这就是工业4.0的含义。每一罐可乐在你从网上下单的那一刻起，就是为你定制的，所有的特性都符合你的喜好。这也叫智能生产。”