工业1.0
机械制造时代，即通过水力和蒸汽机实现工厂机械化，时间大概是18世纪60年代至19世纪中期。
工业2.0
电气化与自动化时代，即在劳动分工基础上采用电力驱动产品的大规模生产，时间大概是19世纪后半期至20世纪初。
工业3.0
电子信息化时代，即广泛应用电子与信息技术，使制造过程自动化控制程度进一步大幅度提高。从20世纪70年代开始并一直延续至现在。
工业4.0
德国2013年确定的十大未来项目之一，已上升为国家战略。工业4.0是实体物理世界与虚拟网络世界融合的时代，产品全生命周期、全制造流程数字化以及基于信息通信技术的模块集成，将形成一种高度灵活、个性化、数字化的产品与服务新生产模式。(陈恒整理)
工业4.0的提出
工业4.0的概念最早出现在2011年汉诺威工业博览会，德国人工智能研究中心董事兼行政总裁沃尔夫冈·瓦尔斯特尔教授在开幕式中提到，要通过物联网等媒介来推动第四次工业革命，提高制造业水平。在德国政府推出的《高技术战略2020》中，工业4.0作为十大未来项目之一，联盟政府投入2亿欧元，其目的在于奠定德国在关键技术上的国际领先地位，夯实德国作为技术经济强国的核心竞争力。
德国“工业 4.0 工作组”2013年4月发布的最终报告《保障德国制造业的未来：关于实施工业 4.0 战略的建议》中认为，在制造业领域，技术的突破和发展将工业革命分为四个阶段。前三次工业革命分别是机械化、电力和信息技术的结果：18世纪末，第一次工业革命始于第一台机械生产设备的诞生;20世纪初，电力的应用，基于分工的大批量生产迎来了第二次工业革命;20世纪70年代，第三次工业革命伴随着智能联网、自控生产系统孕育而生。目前，物联网和制造业服务化宣告着第四次工业革命——工业4.0的到来(图1)。
图1 从工业1.0到工业4.0
资料来源：Securing the future of German manufacturing industry: Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0. April 2013
2、工业4.0的内涵
工业4.0是以智能制造为主导的第四次工业革命，描述了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。工业4.0旨在通过充分利用信息通信技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统(Cyber-Physical System，CPS)相结合的手段，将制造业向智能化转型。当前全球工业市场正面临着巨大的变革：更新周期缩短、差异不断变大、产品个性化突出，工业4.0构建的兼具个性化和数字化的产品与服务生产模式，突破了传统的行业界限，催生出新的活动领域和合作形式，创造新的价值网络，重组产业链分工。
从内容来看，工业4.0项目主要面向两大主题，一是“智慧工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用。工业4.0和智慧工厂是物联网和互联网服务的一部分，工业4.0的框架内没有涉及到新技术的引进，而是强调通过网络与信息物理系统的融合来改变当前的工业生产与服务模式(图2)。物联网、服务网、数据网将取代传统封闭性的制造系统，成为工业4.0和智慧工厂的基础。
图2 工业4.0和智慧工厂架构
资料来源：Securing the future of German manufacturing industry: Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0. April 2013
3、工业4.0的潜力
工业 4.0 拥有巨大的潜力，能使生产和交付更加灵活，将引领产业未来发展趋势，并致力于解决世界面临的挑战。
智慧工厂使客户的个性化定制需求得以满足，这意味着即使产品只生产一次，也能通过颇具收益的方式制造出来。在工业4.0中，以供应商为例，动态业务和工程流程帮助他们根据生产需要最终做出相应改变，灵活应对生产中断和故障，使生产和交付变得更加灵活。在制造流程中已经能够提供端到端的透明化，以促进决策优化。工业4.0也将发掘出创造价值的新方法，开发出新的商业模型。特别是，工业4.0还将给初创公司和小型企业的发展带来机会，下游的服务也能从中受益。
制造企业在未来将以“信息物理系统”(CPS)为框架建立包含其设备、仓储系统和工业产品的全球性网络。CPS包含能够独立交换信息的小型智能机械、存储系统和高效的产品设备，并能独立完成运作和互相控制。随着CPS的设备基础改进到涉及制造、工程、材料使用和供应链以及生命周期管理的工业工序，智慧工厂已经开始使用一种全新的途径来生产产品。当指令经过CPS系统时，纵向需要经过工厂的商业流程，横向则连接了可以实时管理的衍生价值体系，这两方面共同构建了嵌入式制造的系统网络。此外，每一条指令都需要流经过程链条中的每一个环节。
当今世界正面临资源能源利用效率、城镇化和人才结构调整等挑战，工业4.0将正视和解决这些挑战。工业4.0能够持续带来覆盖整个价值网络的资源生产率和效率的增益，同时能够将人口结构变动和社会因素考虑在内，并以合适的方式来组织生产。工业4.0促使从原材料变为产品的过程更加多产和高效，企业将会权衡“投资在智慧工厂中的额外资源”与“带来的潜在节约”之间的利弊;智能辅助系统可以把工人从单调、程式化的工作中解放出来，能把精力集中在创新和增值业务上;在关于熟练工短缺的问题上，工业4.0允许老工人延长职业生涯，从而长时间地保持生产力;灵活的工作组织形式使得工人们能够更好地整合自己的工作，私人生活和持续的职业生涯发展将变得更有效率，在工作和生活之间找到一个更好的平衡点。