前言

如果说过去的近二十年是消费互联网的黄金年代，中国在此期间诞生了BAT（中国三大互联网公司，B代表百度，A代表阿里巴巴，T代表腾讯）等互联网巨头，那么时至今日，风头正逐渐转向产业互联网。互联网技术在改造完消费服务业后，正迅速而坚定地来到了工业领域，以“工业4.0”之名，掀起了对传统工业的革命。

按照当今世界对历次工业革命演进的共识，可以这样简单表述：工业1.0是机械化，2.0是电气化和内燃机，3.0是自动化和信息化，4.0则是智能制造。2013年4月，德国政府正式推出“德国工业4.0战略”，一个全球性的话题瞬间被引爆，对世界强国来说，这是一次争锋制造业变革发展和互联网下半场的机会，因而世界格局将会发生深刻变化。

在新一轮的工业革命中，各国都在竞相构建自己的智能制造产业体系，这个体系背后是技术体系、标准体系、产业体系，是智能制造产业生态系统的主导权。换言之，各国新一轮工业革命的竞争，是未来全球新工业革命的标准之争。一个国家、一个地区或者一个行业及企业如果不能意识到这场变革的核心以及其中蕴藏的潜能，或者没有找到应对之道，那么当其他国家或地区、其他行业或企业在新技术上取得突破后将获得领先地位。作为世界工厂的中国，各行各业都处在一个转型升级的岔路口上，要么，我们认识到这次新技术的机遇，并且能以正确的策略和路径，将其转化成经济上成功的新产品和服务；要么，就冒经济长期衰退的风险。直面“工业4.0”的时代背景，中国制造的机会在哪里？本书以这一主题展开讨论和论述，与读者一道探讨中国工业4.0的发展策略与路径。

过去，马云看到了消费互联网的发展前景，成就了今天的阿里巴巴。今天产业互联网的风口已经来临，谁将成为下一个马云，成为下一个BAT？是转型的传统制造企业，是工业4.0技术供应商，还是技术解决方案公司？

好了，我们既没有预言也没有分析，预言工作还是留给预言家们吧。或许在10年后人们可以反观并评价今天所发生的一切，而不是今天就来评论。当今，已经有很多不同的国家、地区和大大小小的企业在着力理解工业4.0，并抓住这些机会从而开展踏实的工作。

为了抓住机遇，找准向工业4.0演进的策略与方法，社会各界必须正确理解工业4.0的细节，诸如“第四次工业革命”“信息物理融合系统（CPS）”“智能制造及技术”等概念究竟意味着什么？如何避免这些概念的滥用而成为空洞的口号和浮躁的炒作，因为空洞的口号会阻碍而不是协同人们达到工业4.0的既定目标。科技引领产业革命，如果错过了工业4.0，可能错过的就是一个时代。

本书作为一本全面、系统、深入论述工业4.0概念、技术和架构、演进策略与发方法以及应用的专著，正好弥补了这一领域的空白。

全书由3篇9章组成。第1篇工业4.0的概念、框架及意义，包括第1章新科技革命引发第四次工业革命，第2章德国工业4.0战略分析，第3章工业4.0的概念、框架及启示；第2篇工业4.0的关键技术和解决方案，包括第4章智能制造的关键技术及组织结构，第5章智能制造解决方案，第6章工业互联网平台；第3篇企业组织向工业4.0演进的策略与方法及案例，包括第7章工业4.0的参考框架，第8章企业组织向工业4.0演进的策略与方法及途径，第9章企业组织向智能制造演进的案例分析。

本书是笔者在对云计算等新一代IT技术近十年研究的基础上，携手西门子智能制造专家历时三年多对工业4.0的跟踪研究和多次赴德国汉诺威工业展览会学习考察，以及在对西门子安贝格等德国数字化工厂的参观考察基础上写作而成的一本关于工业4.0专著。因此，这本书并不是关起门来写成的纯理论书籍，它正如工业4.0的概念体系诞生一样，是对社会、科技发展以及现实需求变革的考察研究与总结。

本书的主要特点有：一是系统地论述工业4.0。无论是对社会、经济和科技发展变革引领工业革命的论述，还是对历次工业革命演进过程的描述，都给读者一条工业4.0的清晰演进脉络。二是对工业4.0的概念、内容框架及基础知识、相关技术都逐一进行了系统性阐述，帮助读者建立起工业4.0的基本概念和内容框架，以便深刻理解后续的关键技术和解决方案。三是本书的章节设计力求全面、科学，逻辑性强，能让读者循序渐进地学习书中的内容。四是全面、系统地论述了工业4.0的知识、基础技术、关键技术及解决方案。五是本书的权威性和工业4.0的原生性。由于参与编写的作者大都是西门子公司的智能制造专家，而西门子本身又是工业4.0的重要发起公司，以及笔者留学德国和长期用德语研究工业4.0的第一手资料。

在本书的写作过程中力求兼顾普及与专业、理论与实践相结合，尽可能地照顾到不同层次和不同专业的读者，力求给广大读者呈现一个完整、系统和清晰的工业4.0体系，以便作为大家日常学习、工作的案头参考书。本书对各章节结构做了精心的设计和安排，有较强的逻辑性，力求系统性、全面性、专业性和实践性。如果您是企业管理人员，可以通过阅读第1篇和第3篇来思考企业的战略和管理，了解如何基于工业4.0来成功实现企业转型升级，商业模式的创新，提升企业的核心竞争力，以适应新时代企业发展趋势。如果您是企业的CIO或IT人员，您将能从书中系统获取工业4.0的技术知识和解决方案，以科学的策略和方法帮助企业向工业4.0演进，并将更深刻体会如何基于工业4.0的理念来开展企业数字化、信息化建设，并尽早规划您的职业生涯。如果您是工业4.0价值链上的一家解决方案公司或从事智能制造技术开发、服务的IT人，通过本书的学习，可以更好地确立您在产业链中的角色，了解工业4.0的发展态势、商业模式、技术架构，从而更进一步定位您所在公司的产品、技术或服务。如果您是政府部门的官员或工作人员，可以通过此书关键章节的学习来为政府规划、区域或行业发展、标准制定和为政府监管提供帮助。如果您是大专院校学生，将获得从现有课本无法获取的知识，完善自己的知识结构，及早规划职业生涯，为走向社会提供良好的帮助。总之，本书是值得所有关注工业4.0的读者一读的兼顾普及性与专业性的参考书。

本书编委会主任由西门子（中国）有限公司林斌和中国医药集团有限公司原副总封多佳担任，主编为雷万云博士和西门子（中国）有限公司姚峻博士。在编委会主任协调下，雷万云和姚峻编写了大纲和各章节的主要内容要点，雷万云对全书各章节内容进行了优化和统稿工作，并撰写了前言和致谢。姚峻对西门子（中国）有限公司的技术和解决方案章节部分进行了优化和统稿。其中，第1篇由雷万云、中国民航信息网络股份有限公司王静、中国医药集团有限公司齐华编写；第4章由雷万云、西门子（中国）有限公司徐一滨、谢海龙、张兆中编写；第5章由西门子（中国）有限公司朱诚实、任张鑫、张靖、杨桂忠、刘姝琦、唐邦志、樊林、李辉编写；第6章由雷万云、西门子（中国）有限公司王保建、苏昆哲编写；第7章由雷万云、中国医药集团联合工程有限公司李厚强、北京智通翔云科技有限公司赵利华编写；第8章由雷万云、中国民航信息网络股份有限公司王静编写；第9章由西门子（中国）有限公司朱诚实、王晓玲、雷万云编写。

工业4.0是一个跨学科的复杂巨系统，并且由于时间仓促，参与编写的作者众多，对于书中的疏漏和不当之处，敬请读者批评指正。关于对本书的建议和意见可以在我的新浪博客（http://blog.sina.com.cn/alexalei）留言互动或写信到我的邮箱（Alexalei@189.cn）进行交流。

博士

2019年5月于北京