德國工業(yè)4.0以CPS(Cyber-Physical System)為核心系統(tǒng)，實現(xiàn)人、機、物等實體的聯(lián)網(wǎng)并自主控制，這些實體既與MES交互，又相互協(xié)同，從而實現(xiàn)高度柔性和敏捷性，支持個性化制造和無人化工廠，強調(diào)橫向整合(供應(yīng)鏈智慧化和實時化)、縱向整合(MES從計劃到執(zhí)行)和全價值鏈端到端的設(shè)計整合。從設(shè)計直到裝配和作業(yè)，MES自始至終都成了核心系統(tǒng)。

　　德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略，從2011年提出至今，在業(yè)界的影響力逐步顯現(xiàn)，對第四次工業(yè)革命的討論越來越多。我們認為，工業(yè)4.0是技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，對全球制造業(yè)必將產(chǎn)生革命性的影響，對之前業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注的智慧工廠支撐平臺MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))提出了更高的要求。

　　一.工業(yè)4.0的主要改變

　　工業(yè)4.0是回歸“私人定制”，前三次工業(yè)革命，生產(chǎn)規(guī)模逐步加大，同時個性需求被壓抑。工業(yè)4.0是“廉價個性化”，請注意這里有兩個要點“廉價”和“個性化”，如果有的企業(yè)提供了廉價的個性化產(chǎn)品，你不能提供，你就失去了競爭力;如果你能夠提供個性化產(chǎn)品，但是沒有別人廉價，你也會失去競爭力。工業(yè)4.0就是要給企業(yè)“以大規(guī)模生產(chǎn)的價格提供個性化產(chǎn)品” 的能力。

　　工業(yè)4.0要實現(xiàn)操作工人能夠“在家上班”，工廠里只有少數(shù)值班人員負責處理異常情況。這一切通過信息化和智能化來實現(xiàn)，機器人的廣泛使用是必然的選擇，體力工人的數(shù)量會大大減少，生產(chǎn)設(shè)備可遠程“照顧”，實現(xiàn)“無人工廠”。

　　工業(yè)4.0時代的生產(chǎn)體系，在大力度的橫向整合和縱向整合之后，社會生產(chǎn)結(jié)構(gòu)將逐步演變，對設(shè)計而言上下游緊密協(xié)同，客戶也可不同程度參與;生產(chǎn)設(shè)備“不分你我”，設(shè)備資源廣泛共享，設(shè)備利用率大大提高;“服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)”將為客戶提供售后服務(wù)。工業(yè)的核心競爭力，將是知識產(chǎn)權(quán)，而不是生產(chǎn)工廠。

　　二.工業(yè)4.0的技術(shù)之路

　　工業(yè)4.0的核心系統(tǒng)是CPS(Cyber Physical System)，是指把人(移動終端，穿戴設(shè)備等)、機(設(shè)備，機器人等)、物(倉儲系統(tǒng)，傳送、搬運設(shè)備，滑橇等)等實體，通過計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(比如工業(yè)云)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)并實現(xiàn)自主控制(分布式控制為主)。這樣的生產(chǎn)系統(tǒng)是高度柔性的，能夠支持個性化的生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制。

　　制造業(yè)的橫向整合，指的是供應(yīng)鏈的智慧化，供應(yīng)商通過工業(yè)云與主機廠實現(xiàn)設(shè)計協(xié)同、物流協(xié)同和管理協(xié)同，供應(yīng)商把自己的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)和采購計劃、庫存信息 “共享”給主機廠，以便主機廠生產(chǎn)決策快捷化;提供給客戶的產(chǎn)品是可定制的，比如你要買一臺汽車，你可以選擇座椅的樣式、面料、顏色，可以設(shè)計座椅上的刺繡圖案，主機廠要有每臺產(chǎn)品的“檔案”，售后服務(wù)要記錄到檔案中。采購物流、現(xiàn)場物流、成品物流和備件物流必須要進行優(yōu)化，不能以簡單的“零擔”方式應(yīng)對。

　　制造業(yè)的縱向整合，主要有兩條線，一條是設(shè)計線，從產(chǎn)品設(shè)計、知識積累，到設(shè)計改動或設(shè)計客戶化，再到現(xiàn)場生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制，必須敏捷化，對于復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品，比如汽車，哪些部分提供選配(比如，汽車的后視鏡，可以提供幾種供用戶挑選，一種車型可能有幾十個選配部位，每個選配部位可能有幾個到幾十個備選零部件可供選擇)，哪些部分可用戶設(shè)計(比如前面說的座椅刺繡)，主要是滿足個性化要求。另一條線是生產(chǎn)和物流，客戶訂單要優(yōu)化地排入計劃，生產(chǎn)和物流能夠優(yōu)化協(xié)同地進行，對客戶提供生產(chǎn)和物流的全程“可視化”。縱向整合要改造現(xiàn)有的技術(shù)體系和計劃體系，能夠敏捷地一路向下，把技術(shù)和計劃傳遞到制造作業(yè)管理MOM、過程控制和操作控制環(huán)節(jié)。

　　三.呼喚高水平的MES

　　工業(yè)4.0為工業(yè)化和信息化提供了參考標準，要靠技術(shù)創(chuàng)新來實現(xiàn)，離工業(yè)4.0要求技術(shù)平臺是MES。MES是以“智造”為核心的，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，MES已經(jīng)成為精益生產(chǎn)的支撐平臺，對降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量正在發(fā)揮著不可替代的作用。MES是生產(chǎn)的指揮平臺，在異常頻發(fā)的生產(chǎn)環(huán)境中能夠Hold住，能夠?qū)崟r掌控生產(chǎn)全貌，為計劃優(yōu)化和調(diào)度調(diào)整提供決策建議，能夠敏捷地應(yīng)對生產(chǎn)的各種“狀況”，通過過程中的質(zhì)量控制和成本控制，來優(yōu)化質(zhì)量和成本。MES本身就是針對小批量生產(chǎn)和個性化生產(chǎn)而設(shè)計的，能夠滿足工業(yè)4.0的基本要求。 縱觀全球的MES產(chǎn)品，多數(shù)能夠達到CPS的基本要求、提供部分縱向整合能力，能夠提供橫向整合能力和全面縱向整合能力的相對較少。參數(shù)化、平臺化的MES產(chǎn)品，功能強大，高度靈活，能夠快速適配客戶，能夠隨著客戶管理水平的提高而演進，將成為工業(yè)4.0時代的智造平臺。