自动化，以PLC（可编程序逻辑控制器）和PC的应用为标志，从此机器不但接管了人的大部分体力劳动，同时也接管了人的一部分脑力劳动，工业生产能力也自此超越了人类的消费能力，人类进入了产能过剩时代。

有了前面几章那一大段的故事，估计你对这几个原本很学术的概念也了解得七七八八了。下面，我们再用修真小说里讲故事的方式，说说“工业3.0”到“工业4.0”的这个过程是怎么一步步实现的。

工业1.0至工业4.0来源：西门子公司

我们已经知道，整个“工业3.0”就是工业生产方式一分为二，衍生出自动化和信息化两个分支的过程。所以，我们要从“工业3.0”修炼到“工业3.0大圆满”，就要把自动化和信息化这两个分支都演化到极致，也就是从“部分的自动化和部分的信息化”演进到“完全的自动化和完全的信息化”。

我们先来看自动化这一支。

一个完整的自动化系统一般分为三层。

现场层，这是个纯硬件层。就是我们在工业现场看到的，那一大堆具体运转的设备，比如负责加工的机械手、提供动力的电机、控制电机速度的变频器、采集运行状态的仪表等。这些就像是我们人类的手和肌肉群，负责在现场最终实现各种生产动作。

控制层，这是个少部分软件+大部分硬件层。就是控制这些设备运转的PLC、HMI（人机界面）这些东西，它们的主要功能就是通过收集现场仪表反馈上来的信息，根据预设的程序进行简单控制。这相当于我们人脑中的一个个的脑细胞，可以独立完成某一个位置的控制。

操作层，这是个大部分软件+少部分硬件层。DCS系统、SCADA系统（数据采集与监视控制）都在这一层。它们就相当于一个“中央”，把“地方”（现场一个个简单的控制回路）汇集到一起，实现集中监视和总体控制的功能。这就好比是每一个脑细胞只能完成简单的控制，但是由无数脑细胞组成的大脑却能够完成复杂的思考和判断，这个操作层就是整个自动化系统的大脑。

在工厂里，通过对这三个层次的不断完善，便能够提高生产的自动化水平。

这个过程看起来也容易，就是一个填空题而已，加肌肉、加脑细胞、加大脑，往里面不断加入新东西，都填上不就行了？

没这么简单，因为你忽略了一个关键问题，就是你的肌肉、脑细胞、大脑，都是原装的，但是自动化系统每个层级当中的产品可能都来源于不同的厂商，有不同的硬件标准和不同的操作软件，要想实现跟你的原装身体一样的功能，可就千难万阻了。

用统一的平台和统一的标准实现自动化各层级软硬件之间的协同，这就是“全集成自动化”。当这个全集成自动化形成的时候，自动化这个分支就走到了大圆满阶段，随时等待下一次跃迁了。《中国制造2025》中所说的“工业1.0、2.0补课，工业3.0普及”，就是这个无限趋近全集成自动化的过程。

接下来，我们再看信息化这一支。

如果说自动化那一支解决的是机器的协作，那么信息化这一支，解决的就是人的协作。

提到了人的协作，我们就要看一看工厂的业务模式了。

作为一个制造企业，业务过程有三个：研发产品，生产产品，然后卖出去。

所以在工业企业中，通常会有三个大的部门，一个是研发部门，一个是生产部门，最后一个是业务部门；这三个大部门再分为若干个小的业务单元。部门一多，就会出现大量的人员的协作，为了提高协作效率，就需要各种软件系统来管理。研发部有PLM（产品生命周期管理），生产部有MES（制造执行系统），业务部有ERP（管理信息系统），其中MES属于企业层，ERP和PLM都属于管理层，这些系统又根据具体小业务单元的需求，分为一个个小的模块。

这些系统之间有啥区别呢？

PLM更倾向于研发设计和制造模拟的管理，ERP更倾向于财务信息的管理，而MES更倾向于生产过程的控制。简单地说，如果你是一个生产汽车的厂商，那么PLM主要帮你管理汽车的设计图、工艺路线、仿真测试这些信息，而ERP主要告诉你需要生产多少辆汽车、价格多少、成本多少、库存情况和物料需求，MES则主要负责监控和管理生产这些汽车的每一个步骤和工序如何实现、过程数据采集、序列号管理、产品追踪回溯等。

目前，国内的大部分工厂其实连完整的PLM、ERP和MES三大系统都没有，只是根据日常需求开发了一些小单元模块的软件而已。把这些小的模块一个个地连接起来，就成为一个完整的信息系统了。而这个不断连接的过程，就是信息化的演进。

目前大部分工厂都已经使用了ERP系统，少部分有了MES系统，极少数实力很强的企业才拥有PLM系统。即使一个企业同时拥有了三大系统，也还是有一个关键问题没有解决：ERP、MES、PLM这三大系统之间，还是割裂的。

研发的不管营销、营销的不管生产，这些系统之间互相不连通，运行时间久了，就会出现很大的偏差。研发产品配不上生产线，库存对不上账，排产对不上货期，这些都会给工厂的内部协同带来困难。

三大系统的壁垒只是企业信息化孤岛的一个缩影。事实上，物流、客户管理、采购等系统全都存在这个连而不通的问题。

不过我们的工厂管理者也没有坐等问题越来越大，一般都会在每个部门专设一个接口人来负责这些特殊事项的调整，并保证系统里的信息一致。这样虽然解决了信息错误的问题，但是人工操作一方面容易出错，另一方面复杂的协调工作也导致整个系统的运行效率比较低、反应比较慢。(www.daowen.com)

慢点就慢点吧！这在传统的工业生产中，也算不上什么大问题，反正产品的生命周期长，不差这十天半个月。比如西门子公司的经典产品6SE70变频器，一个型号卖了30多年；直到西门子推出了新产品S120变频器时，客户还是不愿意换新的。

可是工业发展到了今天，生产不足变成了需求不足，全球劳动生产率都停滞了。要想放大需求，就必须要增加生产的灵活性，这就需要我们的产品不但能够多种多样，还必须能够快速上市，这样一来，产品的生命周期就变得很短。现今，手机几乎两三个月就要淘汰一代，如果你的研发生产还需要几年才能完成，那就等着倒闭吧！

这个时候，我们就要尽可能地缩短协同中浪费掉的时间，把信息化演进到大圆满阶段，将ERP、MES、PLM等信息系统彻底打通，让工厂原本的所有信息孤岛实现连通。这个时候，信息在管理侧就实现了自由流动，信息化这一支也就演进到了极致。

完全的信息化 来源：西门子公司

当自动化和信息化这两个分支都演进到极致时，我们就从“工业3.0”的初期——部分的信息化和部分的自动化，走到了“工业3.0”的大圆满阶段——完全的信息化和完全的自动化。

“工业3.0”大圆满，来源：西门子公司

这个过程看似简单，但其实是最难的，因为这个过程伴随着大量人和组织的改变。如同修真路上两个境界之间的那个天堑，也许我们中国在这一个阶段就需要十年甚至更长时间。即使我们今天所谓的“工业4.0示范”，其实绝大多数也只能做到这一步，还远远达不到真正的工业4.0阶段。

好了，当工业3.0大圆满实现之后，我们的工业修真之路就要进入一个新的阶段，开始冲击“工业4.0”了。这个过程中，从工业生产中分化出来的自动化和信息化两个分支，在各自演进到极致之后，要重新媾和，创造新的业态了。

对于这个分化后再媾和的过程，德国叫“工业4.0”，美国叫“工业互联网”，我国称之为“中国制造+互联网”。

所谓媾和，其实就是结婚，结婚是两个人的事，婚后大家就都不能按照以前单身时的习惯生活了，必须要互相迁就。问题是，谁迁就谁多一些呢？婚后谁说了算？工资归谁管？过年在谁家？生出孩子跟谁姓？

别说工业生产，就连鞋的尺码，欧标美标也完全不同。各国的基础、标准完全不同，谁跟随谁来改，这个是一个关键问题。

你可能会说，为什么不像联合国那样，重新创造一个大家都能接受的新标准呢？

当然可以，不过联合国也要有五大常任理事国，那新的工业体系下也得有个武林盟主吧，到底谁说了算？

德国“工业4.0”，美国“工业互联网”，英国“未来制造预测”、新工业法国、日韩“机器人新战略”，以及“中国制造+互联网”，这些时髦的名词背后隐藏的核心问题是大家在争未来工业体系的标准。

美国的互联网技术世界第一，所以希望从信息化层降维到自动化层。

而德国的机械制造业最强，所以更希望从自动化层升格到信息化层。

英国两方面都一般，但是金融体系强，所以希望区块链的新金融技术能够主导未来制造。

法国哪样都比德国略弱，索性跟德国结盟，共推“工业4.0”，从自动化到信息化。

日韩不关心自动化、信息化谁做主的问题，它们更着急家里人丁单薄不够人干活的问题，所以都锁定在机器人和人工智能领域。

中国嘛，制造业第一大国，互联网第二强国，自动化信息化势均力敌，干脆来个AA制家庭，谁也别领导谁了，“中国制造＋互联网”吧！

按照修真小说的习惯，每一个境界都要再分成一个个小境界，我就按照这个方法，把“工业4.0”分成六重天，把“工业互联网”分成四境界。

你可以把“工业4.0”和“工业互联网”，以及英国未来制造预测、新工业法国、日韩的机器人新战略等，都理解为修真成圣的不同路线。

这个世界就是如此，有修道的，有修佛的，也有修功名的……路线不同，但是大道相通，殊途同归。