工业4.0带来机器人的进化
2009～2012年欧洲深陷债务危机，德国经济却一枝独秀，依然坚挺。德国经济增长的动力来自其基础产业——制造业所维持的国际竞争力。对于德国而言，制造业是传统的经济增长动力，制造业的发展是德国工业增长不可或缺的因素，基于这一共识，德国政府倾力推动进一步的技术创新，其关键词是“工业4.0”。
工业4.0的诞生背景。新一代信息通信技术的发展，催生了移动互联网、大数据、云计算、工业可编程控制器等的创新和应用，推动了制造业生产方式和发展模式的深刻变革。在这一过程中，尽管德国拥有世界一流的机器设备和装备制造业，尤其在嵌入式系统和自动化工程领域更是处于领军地位，但德国工业面临的挑战及其相对弱项也显而易见。一方面，机械设备领域的全球竞争日趋激烈，不仅美国积极重振制造业，亚洲的机械设备制造商也正在奋起直追，威胁着德国制造商在全球市场的地位。另一方面，互联网技术是德国工业的相对弱项。为了保持作为全球领先的装备制造供应商以及在嵌入式系统领域的优势，面对新一轮技术革命的挑战，德国推出“工业4.0”战略，其目的就是充分发挥德国的制造业基础及传统优势，大力推动物联网和服务互联网技术在制造业领域的应用，形成信息物理系统（Cyber-Physical System，CPS），以便在向未来制造业迈进的过程中先发制人，与美国争夺新一轮工业革命的话语权。
实施“工业4.0”战略是积极应对新一轮工业革命，争夺国际竞争力和话语权的重要举措。为此，德国的“工业4.0”战略详尽描绘了信息物理系统（CPS）概念。希望利用CPS系统，开创新的制造方式，通过传感器物联网紧密连接物理现实世界，将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中，从而实现“智能工厂”，使得在生产制造过程中，与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析，形成可自律操作的智能生产系统。
从某种意义上说，“工业4.0”是德国希望改变信息技术不断融入制造业所造成的支配地位。一旦制造业各个环节都被云计算接管，那么制造业还是制造业吗？所以，“工业4.0”希望用“信息物理系统”升级“智能工厂”中的“生产设备”，使生产设备因信息物理系统而获得智能，使工厂成为一个实现自律分散型系统的“智能工厂”。那时，云计算不过是制造业中的一个使用对象，不会成为掌控生产制造的中枢所在。
在德国，“工业4.0”概念被认为是以智能制造为主导的第四次工业革命，旨在通过深度应用信息技术和网络物理系统等技术手段，将制造业向智能化转型。与美国的第三次工业革命说法不同，德国“工业4.0”认为，在制造业领域，将各种资源、信息、物品和人融合在一起，相互联网的众多CPS系统组成了“工业4.0”。CPS包括智能设备、数据存储系统和生产制造业务流程管理，从生产原材料采购到产品出厂，整个生产制造和物流管理过程，都基于信息技术实现数字化、可视化的智能制造。
制造业内植入互联网，是深度应用互联网的无界限、全民化、信息化、传播速度快等特性，创新制造模式、整合生产资源、提升生产效率，从而促进制造业的转型升级。德国“工业4.0”是制造业互联网化的一个体现。具体而言，就是在“智能工厂”以“智能生产”方式制造“智能产品”，整个过程贯穿以“网络协同”。
“工业3.0”与“工业4.0”的差别。“工业4.0”时代的智能化，是在“工业3.0”时代的自动化技术和架构的基础上，实现从集中式中央控制向分散式增强控制的生产模式的转变，利用传感器和互联网让生产设备互联，从而形成一个可以柔性生产的、满足个性化需求的大批量生产模式。
20世纪70年代后期，自动控制系统开始用于生产制造之中。此后，许多工厂都在不断探索如何提高生产效率，如何提高生产质量以及生产的灵活性。一些工厂从机械制造的角度提出了机电一体化、管控一体化。机电一体化实现了流水线工艺，按顺序操作，为大批量生产提供了技术保障，提高了生产效率；管控一体化基于中央控制能够实现集中管理，一定程度上节约了生产制造的成本，提高了生产质量。但是，两者都无法解决生产制造的灵活性问题。
如今，随着信息技术、计算机和通信技术的飞跃发展，人们对产品需求的变化，使得灵活性进一步成为生产制造领域面临的最大挑战。具体而言，由于技术的迅猛发展，产品更新换代频繁，产品的生命周期越来越短。对于制造业工厂来说，既要考虑对产品更新换代的快速响应能力，又要考虑因生命周期缩短而减少产品批量。随之而来的，是成本提升和价格压力问题。
“工业4.0”则让生产灵活性的挑战成为新的机遇，将现有的自动化技术通过与迅速发展的互联网、物联网等信息技术相融合来解决柔性化生产问题。“个性化”是有针对性的、量身定制的代名词；“规模化”意味着大批量、重复生产。“工业4.0”时代的智能制造就是让“个性化”和“规模化”这两个在工业生产中相互矛盾的概念相互融合的生产方式，通过互联网技术手段让供应链上的各个环节更加紧密联系、高效协作，使得个性化产品能够以高效率的批量化方式生产，即大规模定制生产。
通过比较，可以看出，大规模定制既保留了大规模生产的低成本和高速度，又具有定制生产的灵活性，将工业化和个性化比较完美地结合在了一起。大规模定制生产也是企业参与竞争的新方法，是制造业企业获得成功的一种新的思维模式。大规模定制以顾客愿意支付的价位和能获得一定利润的成本，来高效率地进行产品定制，满足顾客的个性化需要。
定制产品由于更接近互联网时代的个性化需求，所以比标准化产品有更大的价值空间。此外，大规模定制生产通过互联网，使供应商、制造商、经销商以及顾客之间的关系更加紧密。借助互联网和电子商务平台进行大规模定制也可以实现消费者、经销商和制造商等多方的“满意”与“共赢”。
