工业4.0（又称“第四次工业革命”）是以数字化、网络化和智能化为核心的制造业转型升级新模式。它通过深度融合物理世界与数字世界，实现生产过程的智能化、自组织和实时优化。以下是其核心定义和关键要素：

核心定义

德国政府在2013年汉诺威工业博览会上首次提出“工业4.0”概念，将其定义为：

基于信息物理系统（Cyber-Physical System, CPS），实现人、机器、产品、数据全面互联，形成高度灵活、个性化、数字化的智能生产模式。

工业4.0的四大关键特征

1. 互联互通（万物互联）

   • 设备、产品、供应链通过物联网（IoT）实时联网，数据无间断流动。
   • 示例：工厂机器自动报告故障，物流系统即时调整运输路线。

2. 信息透明化

   • 生产全流程数据（设备状态、能耗、质量）可视化展示。
   • 管理者可实时追踪每个环节，如通过数字孪生（Digital Twin）虚拟映射物理生产线。

3. 技术辅助决策

   • 人工智能（AI）分析数据预测问题（如设备故障），辅助人工优化生产。
   • 示例：AI根据订单和库存自动调整生产计划。

4. 去中心化与灵活生产

   • 打破中央控制模式，设备具备自主决策能力（如自组织生产流程）。
   • 支持小批量、定制化制造：一条生产线可无缝切换生产不同型号产品。

技术支撑体系

为什么是"第四次"革命？

• 工业1.0：蒸汽机机械化（18世纪）
• 工业2.0：电力驱动大规模量产（20世纪初）
• 工业3.0：自动化（PLC控制、机器人，1970s）
• 工业4.0：智能化（数据驱动、系统自治，2010s后）

应用价值

• 效率提升：德国西门子安贝格工厂通过工业4.0改造，产能提升8倍，缺陷率降至0.001%。
• 定制化生产：阿迪达斯“速度工厂”实现按需生产个性化跑鞋。
• 资源优化：预测性维护减少30%设备停机时间，能耗降低15%-20%。

中国实践：中国制造2025

中国版工业4.0战略聚焦智能制造、高端装备、工业互联网，如海尔“灯塔工厂”实现用户直连制造（用户下单后生产线自动定制冰箱）。

总之，工业4.0不仅是技术升级，更是生产逻辑的重构——从“集中控制”转向“智能协同”，目标是构建柔性、高效、可持续的未来制造体系。