工业4.0这三个维度的实现，需要两个基石，分别是“CPS”（Cyber Physical Systems，信息物理系统）和“支持新工作方式与生产的外围环境”。

CPS

CPS这个概念其实是由美国国家科学基金会（NSF）于2006年提出来的。这个概念非常有意思，跟工业3.0时代PLC的历史很像，都是由美国人提出，却在德国发扬光大的概念。

我们来看两个世界：信息世界和物理世界。

信息世界，是由工业软件、管理软件、工业设计软件、互联网和移动互联网等要素组成的。

物理世界，是由人、动力源、设备、产品和外部工作环境组成。

把这两个世界融合在一起，实现计算、通信和控制，就是所谓的CPS——信息物理系统。

举个例子，自行车在物理世界，互联网在信息世界。智能自行车，把传感器嵌入自行车中，通过物联网把数据传到云端，这叫“嵌入式系统”，其目的是监测运行状态。而智能自行车的APP，除了基本的音乐、急救、定时等功能外，还有物联社交、骑行数据、智能控制、智能防盗等功能，这叫“智能产品”，其目的是实现更好的设备控制。

信息物理系统，来源：西门子公司(www.daowen.com)

这两个过程都是一个软件对一个设备的监测和控制，而几十个各类APP都装载进了安卓系统。这个安卓系统实现了多个软件对多个硬件的控制，而且这些软硬件之间还可以实现协同和数据交换，比如你用微信账号也可以登录点餐的APP，同时微信的用户习惯可以在一定程度上被点餐软件所调用，如果你老是在半夜三点登录微信，那么点餐软件就会给你推荐附近夜宵比较好的餐馆。

在这个过程中，安卓系统实现了多个软件对多个硬件的控制，也就是一个类比的物理信息系统。

支持新工作方式与生产的外围环境

这个外围工作环境虽然往往被忽略，但却是工业4.0的框架中非常重要的一个部分。从互联网的最初发展中就可以看出来，人的利益集团之间的协调，比机器之间的协调要难出数倍，整个社会为适应新生产力而必须具备的文化土壤对于工业4.0的实现至关重要，所以不管是美国的先进制造计划还是德国的工业4.0，都把这一条视作一个非常重要的环节。

提高生产率，缩短产品的上市时间，提高制造的灵活性，这是工业4.0最重要的三个目的。

结合上一节，你一定会发现，美国工业互联网更偏重于对生产设备的维护和使用管理，而德国工业4.0更偏重于生产制造过程本身，这是因为德美两个国家的工业基础和面对的挑战差别很大，他们都希望能从自己擅长的地方出发，主导这一次工业革命。

太祖长拳，稳扎稳打，招式虽不花哨，但依靠雄厚的根基跟你比拼内力，这就是德国的工业4.0。