制造領(lǐng)域技術(shù)的階段性進(jìn)步被描述為工業(yè)革命的四個(gè)階段，即工業(yè)4.0的進(jìn)化歷程。4.0時(shí)代是利用互聯(lián)網(wǎng)，將智能化貫穿在生產(chǎn)、物流和服務(wù)等各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域。主打智能化的工業(yè)4.0貫穿于整個(gè)價(jià)值鏈，主要革新表現(xiàn)為：
研發(fā)數(shù)字化：在研發(fā)過(guò)程中運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬模擬及個(gè)性化技術(shù)，將大大幫助縮短研發(fā)周期，提高研發(fā)效率。數(shù)字化研發(fā)平臺(tái)、數(shù)字化模型及模擬、端到端產(chǎn)品生命周期管理、整合數(shù)字化工程等工具都將得到充分運(yùn)用。
智能工廠：包括以制造為主的運(yùn)營(yíng)縱向集成及以價(jià)值鏈為主的橫向集成。縱向集成主要通過(guò)應(yīng)用高階技術(shù)和設(shè)備以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)或協(xié)作式機(jī)器人，推動(dòng)設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與系統(tǒng)、系統(tǒng)與系統(tǒng)的互聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能制造和全物流環(huán)節(jié)流程透明化。橫向集成包括采購(gòu)、原材料規(guī)劃、銷售及客戶管理、需求規(guī)劃、進(jìn)廠和出廠物流管理等，通過(guò)橫向集成，企業(yè)可以優(yōu)化產(chǎn)品的交付時(shí)間并提高對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)速度。
數(shù)字化銷售和營(yíng)銷：大數(shù)據(jù)分析及電子支付的發(fā)展可以應(yīng)用到客戶關(guān)系管理、多渠道營(yíng)銷、自助服務(wù)、動(dòng)態(tài)定價(jià)、個(gè)性化營(yíng)銷等多個(gè)層面。
工業(yè)4.0在汽車產(chǎn)業(yè)中的進(jìn)程
目前中國(guó)的汽車制造業(yè)尚處于2.0~3.0 之間，與工業(yè)4.0還有一定的差距，主要是中國(guó)勞動(dòng)力與自動(dòng)化相比依舊存在優(yōu)勢(shì)，并且總體制造業(yè)基礎(chǔ)較弱。在整體產(chǎn)能過(guò)剩的情況下，工業(yè)智能化成本較高，投入產(chǎn)出是企業(yè)重要考量因素，總體投入相對(duì)保守。作為工業(yè)4.0 的代表產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)汽車制造的數(shù)字化與個(gè)性化將是未來(lái)汽車制造業(yè)智能化發(fā)展的方向。汽車工業(yè)4.0 的三大主題包括智能工廠、智能物流、車聯(lián)網(wǎng)，它們將是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代汽車制造業(yè)智能化的關(guān)鍵。
由于乘用車制造業(yè)的分工非常細(xì)，自動(dòng)化程度相對(duì)高，生產(chǎn)線靈活性大，相對(duì)其他制造業(yè)轉(zhuǎn)型更快，工業(yè)4.0 已率先在領(lǐng)先乘用車企業(yè)開展。高科技零部件整體自動(dòng)化程度較高，有一些領(lǐng)先企業(yè)已達(dá)工業(yè)3.0，智能化將成為未來(lái)投資的重點(diǎn)。國(guó)家政策扶持和大量新工廠的建立將推動(dòng)工業(yè)4.0在新能源車電池產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，現(xiàn)在由于電池制造技術(shù)也在摸索中，主要4.0應(yīng)用領(lǐng)域還是集中于電芯產(chǎn)線自動(dòng)化需求。商用車由于產(chǎn)能過(guò)剩及增長(zhǎng)乏力（預(yù)計(jì)未來(lái)年增長(zhǎng)只有2%），對(duì)于工業(yè)4.0的需求并不大。低科技零部件制造工藝機(jī)器介入成本較大，國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)基本不考慮升級(jí)4.0技術(shù)。
工業(yè)4.0 為乘用車及高科技零部件制造帶來(lái)的機(jī)遇
通過(guò)企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）/生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）/可編輯邏輯控制器（PLC） 等系統(tǒng)的一體化改造將幫助主機(jī)廠逐步實(shí)現(xiàn)智能化、透明化、實(shí)時(shí)化，只要在某些工序上安裝傳感器和控制器，將設(shè)備及物料信息與系統(tǒng)相連，就可以實(shí)現(xiàn)人、物料、工廠、設(shè)備與產(chǎn)品的互聯(lián)。這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同生產(chǎn)，又可以基于大數(shù)據(jù)，更快速地對(duì)外部變化做出反應(yīng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)流程、節(jié)奏及自動(dòng)修復(fù)故障。資源的自我重組及生產(chǎn)領(lǐng)域的優(yōu)化能幫助主機(jī)廠實(shí)現(xiàn)智能工廠。
中國(guó)零部件企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是成本，如果不實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，將丟掉成本優(yōu)勢(shì)。智能化制造系統(tǒng)的四大支柱（智能加工設(shè)備、智能物流系統(tǒng)、智能計(jì)劃管控、智能績(jī)效監(jiān)控）和六大平臺(tái)（決策、管理、研發(fā)、制造、協(xié)同、集成），是保證零部件廠實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)的基礎(chǔ)。基于行業(yè)特性，工業(yè)4.0在乘用車及高科技零部件制造的應(yīng)用主要集中在工廠管理、物流、智能制造、設(shè)備管理維護(hù)、工程數(shù)字化和能源管理。
目前主機(jī)廠的生產(chǎn)過(guò)程都是通過(guò)人工探測(cè)的，零部件廠的數(shù)據(jù)整合和實(shí)時(shí)檢測(cè)還不夠?；诟鱾€(gè)生產(chǎn)點(diǎn)收集到的信息，可視化的KPI數(shù)據(jù)（包括產(chǎn)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備綜合效率、質(zhì)量）將自動(dòng)生成，通過(guò)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）或者機(jī)器之間的通信可以幫助優(yōu)化工廠管理減少生產(chǎn)偏差。
國(guó)內(nèi)先進(jìn)的零部件廠商已經(jīng)開始使用無(wú)庫(kù)存生產(chǎn)方式，但對(duì)于原材料管理和倉(cāng)庫(kù)管理流程不夠清晰。先進(jìn)的識(shí)別方案包括射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）及掃碼技術(shù)將解決從監(jiān)督原材料、貨架、成品及WIP產(chǎn)品到進(jìn)貨及成品配送的一系列問題。通過(guò)自動(dòng)定位系統(tǒng)，無(wú)人運(yùn)輸機(jī)器、機(jī)器人、傳輸機(jī)和AGV也將實(shí)現(xiàn)從下單到執(zhí)行的自動(dòng)運(yùn)輸管理流程。追蹤系統(tǒng)與企業(yè)內(nèi)部分析系統(tǒng)和上報(bào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。
乘用車制造商和關(guān)鍵零部件如發(fā)動(dòng)機(jī)制造上的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，自適應(yīng)檢測(cè)已在某些廠商開展，下一步的生產(chǎn)制造趨勢(shì)是智能自動(dòng)化。通過(guò)特殊的儀器、機(jī)器人或可編輯邏輯控制器（PLC）和傳感器，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制生產(chǎn)和測(cè)試。其應(yīng)用可以覆蓋固定、焊接和關(guān)鍵部件自適應(yīng)測(cè)試四個(gè)環(huán)節(jié)。
設(shè)備預(yù)見性管理和維護(hù)已經(jīng)在有些主機(jī)廠進(jìn)入實(shí)施及運(yùn)用階段。結(jié)合傳感器及分析技術(shù)的這項(xiàng)技術(shù)可以幫助車廠管理人員提前預(yù)測(cè)該何時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。預(yù)見性管理系統(tǒng)可以基于規(guī)則系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析發(fā)出警報(bào)、發(fā)送維護(hù)需求訂單。遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)更新、遠(yuǎn)程軟件升級(jí)和遠(yuǎn)程專家支持等功能。
工程數(shù)字化的應(yīng)用主要體現(xiàn)在端到端的產(chǎn)品生命周期管理及數(shù)字化模擬技術(shù)上。工程數(shù)字化建立了一個(gè)集成人員、數(shù)據(jù)、流程、業(yè)務(wù)系統(tǒng)及相關(guān)供應(yīng)商的信息平臺(tái)，完成從創(chuàng)新想法、研發(fā)、生產(chǎn)、測(cè)試到售后服務(wù)的產(chǎn)品管理。數(shù)字化模擬技術(shù)如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）可以把現(xiàn)實(shí)世界的流程和系統(tǒng)操作虛擬化以最大程度地節(jié)約成本和時(shí)間，同時(shí)實(shí)現(xiàn)汽車客戶個(gè)性化、定制化的需求。
主機(jī)廠能源管理相對(duì)簡(jiǎn)單，目前還是通過(guò)人工和半自動(dòng)化收集能源消耗。工業(yè)4.0的重點(diǎn)是優(yōu)化能源管理及監(jiān)控系統(tǒng)，主要通過(guò)對(duì)電、熱、氣、水的控制減少能源浪費(fèi)。其主要手段包括如可視化，能量/成本分配，負(fù)荷預(yù)測(cè)，報(bào)警/事故處理，自動(dòng)降低負(fù)荷開關(guān)，動(dòng)力和能耗分析（大數(shù)據(jù)應(yīng)用）等。
投入和產(chǎn)出是衡量工業(yè)4.0成功與否最核心的標(biāo)準(zhǔn)，周全的規(guī)劃及內(nèi)部培訓(xùn)也應(yīng)該考慮在整個(gè)投資和實(shí)施計(jì)劃中。從產(chǎn)品角度考慮，應(yīng)該選擇高性價(jià)比、有成功先例、兼容復(fù)雜的現(xiàn)有系統(tǒng)及將來(lái)升級(jí)更靈活的解決方案。與此同時(shí)，工業(yè)4.0的計(jì)劃和實(shí)施需要對(duì)汽車行業(yè)有深刻理解和熟悉各個(gè)流程的專業(yè)人員。汽車行業(yè)的工業(yè)4.0不是一蹴而就的，尋找可靠的合作伙伴將幫助加速整個(gè)進(jìn)程。中國(guó)汽車行業(yè)在沒有完全實(shí)現(xiàn)電氣化的情況下就進(jìn)入4.0時(shí)代，通過(guò)對(duì)供應(yīng)鏈體系、生產(chǎn)體系以及售后體系的改造將促使汽車“制”造走向汽車“智”造轉(zhuǎn)變。