工業4.0與工業3.0不是遞進式，而是底層方法論關鍵性、變革性的變化。
兩者間的核心方法論、價值創造機制、生產正規化、體系結構、資料來源與採集方式等諸多底層、核心領域與關鍵技術以及設計、生產與最終使用之間的關係存在差異。
當前，物聯網、人工智慧、5G等新一代電子資訊科技與製造業深度融合，正在發生著以智慧製造為代表的第四次工業革命，即全面智慧化的工業4.0時代。與包括工業3.0電子資訊化時代等以往三次工業革命不同的是，工業4.0將從根本上改變生產正規化和生產方式以及生活方式，在更深層面、更大範圍促進著全社會生產力的發展與轉型。
工業4.0與前三次工業革命的本質差異
工業4.0是實體物理世界（物理空間）與數字網路世界（賽博空間）泛在連結融合，是製造業與新一代資訊科技深度融合的智慧化的時代性變革技術。它是透過將資訊科技（IT）與操作技術（OT）相結合，透過物聯網（IoT）裝置、網路物理系統（CPS）和人工智慧（AI）演演算法來驅動的智慧基礎設施來最佳化生產流程，從而顯著提高生產力。近年來工業4.0所代表的第四次工業革命正在崛起。
工業3.0是指電子資訊化時代，它萌發於20世紀70年代，是電控技術為主的自動化方式，透過廣泛使用電子與資訊科技，使製造過程自動化程度大幅度提高，極大地促進了生產力發展。
從工業2.0（電氣化與自動化）到工業3.0（電子資訊化時代）是在實體製造基礎上使用了電氣控制技術以提高精度，承載更大規模的生產。工業3.0到工業4.0則並非簡單的賦能，而是存在本質差異。具體而言，差異主要體現在如下方面：
1、底層方法論截然不同
工業3.0所代表的電子資訊化時代是數字化與傳統製造業的融合，是以資訊、系統、控制三論為基礎，透過資訊與通訊技術ICT，即廣泛應用電子與資訊科技，使製造過程自動化控制程度進一步大幅度提高。從20世紀70年代至今，工業3.0採用數學化模擬手段，對製造過程中製造裝備、製造系統以及產品效能進行定量描述，使工藝設計從基於經驗的測試向基於科學推理轉變，最終實現產品、製造裝備、製造工藝和製造系統的數字化表達；而工業4.0是網路資訊科技與製造產業的全面融合，其所代表的智慧製造是以智慧化為標誌（數控機床+智慧控制），應用網路資訊科技與機械製造產業進行全面融合，實現感測檢測資訊化、實時化，工藝設計智慧化、知識化，控制執行柔性化、自動化。在工業4.0中，資訊物理融合系統（CPS）透過建立智慧基礎設施來最佳化生產流程，從而顯著提高生產力。工業4.0下的產品集成了資訊儲存、感測、無線通訊功能，在整個完整的供應鏈和生命週期中一直帶有自身資訊，大幅度提升工業生產和產品流通自動化程度，企業可以更加迅速自動地完成訂製生產。利用資訊物理融合系統（CPS）將生產中的供應、製造、銷售資訊資料化、智慧化，最後達到快速、有效、個人化的產品供應。
過去在工業1.0、2.0到3.0的時代，原料、機械裝置、工廠、運輸、銷售五大固定環節缺一不可。而“工業4.0”是應用物聯網、智慧化等新技術提高製造業水平，將製造業向智慧化轉型，透過決定生產製造過程等的網路技術，實現實時管理。它是“自下而上”的生產模式革命，不但節約創新技術、成本與時間，還擁有大量培育新市場的潛力與機會。
2、數字智慧技術的核心價值不同
工業3.0的核心價值是單一種類產品的大規模生產，透過電子資訊科技儘可能的提高生產的邊際效應，提高生產效率、良品率，降低誤差；而工業4.0推動了商業模式、生產模式以及價值鏈的重塑或顛覆式創新改變，其核心價值在於多個種類產品的大規模定製，既滿足個性化需求，又儘可能的獲得大規模生產的成本優勢。工業4.0時代的智慧化在工業3.0時代的自動化技術和架構的基礎上，實現從集中式中央控制向分散式增強控制的生產模式的轉變，利用感測器和網際網路讓生產裝置互聯，從而形成一個可以柔性生產的、滿足個性化需求的大批次生產模式。
隨著資訊科技的飛躍發展，人們對產品需求的變化讓靈活性進一步成為生產製造領域面臨的最大挑戰。產品更新換代愈發頻繁，產品的生命週期越來越短，意味著既要考慮對產品更新換代具有快速響應的能力，又要兼顧因生命週期縮短而減少產品批次，隨之而來的是產生了成本上升和價格壓力等問題。工業4.0將現有的自動化技術透過與迅速發展的網際網路、物聯網等資訊科技相融合來解決柔性化生產問題，既要滿足個性化需求，又要獲得大規模生產的成本優勢，令生產靈活性的挑戰成為新的機遇。
3、資料對決策機制及結構產生更大影響
工業3.0下企業生產流程是樹狀的，是基於計劃與執行的預設流程的中心決策。透過APS（高階計劃排產系統）、MES（製造執行系統）等資訊化手段，計劃部門將生產指令下發給現場，規定了生產的產品、數量、作業擔當、作業時間，作業開始時間、作業結束時間等，生產指令的下達是以“生產指令單”的形式實現的，其中生產指令單是生產安排的計劃和核心；而在工業4.0下，企業的生產流程是星狀雲結構的，即生產流程一定程度上由分散式資料驅動。透過工業雲和區塊鏈技術結合，企業建立起一個雲鏈混合的分散式智慧生產網路。因此，在價值生產環節，分散式智慧生產網路主張企業的生產在滿足個性化需求的基礎上創造價值。分散式智慧生產網路將“使用者需求創造內容”引入製造業，顛覆了傳統製造業的生產模式。產品研發環節逐漸以消費者為主導，消費者更早、更準確地參與到產品研發製作環節，並透過分散式網路不斷完善產品，使企業生產不再閉門造車，而是與市場、客戶密切銜接起來，利潤上就有了保證。
因此，可以說工業4.0下的生產流程是將研發、設計、生產、銷售等環節的資料進行分散式管理，實現資料指令的雙向多向流動，最終實現“資料流動自動化”。
4、資料的來源範圍和採集、互動方式發生變化
工業3.0和4.0的生產決策機制有很大不同，其資料來源也大相徑庭。工業3.0下企業生產所需資料以廠內資料為主，很少涉及工廠以外的資料。工廠以外的資料對生產決策影響較小，所需場外資料大多以供應鏈資訊為主，並不是影響核心決策的資訊；但在工業4.0下，場外資料比例大幅增加。由於工業4.0的最終目的是提高企業的生產力、生產效率及生產的靈活性，但又受制於生產的複雜性和複雜生產帶來的超高難度的管理，因此，現代化的生產要求從產品、工具、運輸、裝置的每一個環節都配備感測器，並能夠透過標準協議彼此通訊。因此，企業生產必須依賴全新的軟體系統，既可以覆蓋整個產品生命週期、協調海量的資料流程，也可以自主控制裝置進行復雜化、自定義的生產作業，而這一切需要大量的場外資料作為支撐。相較而言，工業4.0對資料段要求是更加全面的、實時的。
工業4.0是工業製造業的全新技術轉型
工業4.0要建立在工業3.0的標準化模組之上，經過深入對比分析認為，工業4.0與工業3.0不是遞進式的升級，而是底層方法論關鍵性、變革性的變化。工業4.0透過動態配置的單元式生產，實現規模化，並滿足個性化需求，從根本上顛覆了以往傳統的生產方式，因此絕不能看作是工業3.0的簡單賦能。
工業4.0可以支撐大規模、小批次、多規格的定製，從過去的面向庫存生產模式轉變為面向訂單生產模式 — — 即使用定義產品或稱使用者定義產品。這必將縮短交貨期、大幅度降低庫存，甚至零庫存運營，還將孕育新的產業業態。在生產製造領域，需求推動著新一輪的生產製造革命以及技術與解決方案創新。對產品的差異化需求，正促使生產製造業加速釋出設計和推出產品。隨著個性化需求的日益增強，當技術與市場環境成熟時，此前為了提高生產效率、降低產品成本的規模化、複製化生產方式也將隨之發生改變。
因此，工業4.0是工業製造業的全新技術轉型，是一次不同以往的顛覆性工業革命。
文章來源於中國工業和資訊化,作者張雍達 宋嘉
文章連結：https://mp.weixin.qq.com/s/ziEE-aVMN7iZuHRJbA79Nw
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