我们是否正处在基于信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems, CPS)的新一轮工业革命中呢？当我访问美国的计算机商业机构和研究室时，经常被问到这个问题。我听到一些首席技术官和首席执行官，甚至计算机研究人员声称，我们正处在商业进行彻底转型的时期。他们说，4年、10年或者20年后，世界将会大不相同。一份近期的报告断言，在这种新型工业中，“员工从日常繁琐的业务中解放出来，可以专心从事创新性和高附加值的活动。”

我并不想反驳这些言论。我见过很多技术都是昙花一现。人们只需要回想一下iPod音乐播放器的例子就明白了。2008年，它是全球销量最大的计算机类设备，但是现在全部从苹果公司的产品线中消失了。2015年以后，苹果公司不再报道iPod的销售量。

我们是否正处在基于信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems, CPS)的新一轮工业革命中呢？当我访问美国的计算机商业机构和研究室时，经常被问到这个问题。我听到一些首席技术官和首席执行官，甚至计算机研究人员声称，我们正处在商业进行彻底转型的时期。他们说，4年、10年或者20年后，世界将会大不相同。一份近期的报告断言，在这种新型工业中，“员工从日常繁琐的业务中解放出来，可以专心从事创新性和高附加值的活动。”

我并不想反驳这些言论。我见过很多技术都是昙花一现。人们只需要回想一下iPod音乐播放器的例子就明白了。2008年，它是全球销量最大的计算机类设备，但是现在全部从苹果公司的产品线中消失了。2015年以后，苹果公司不再报道iPod的销售量。

但是，工业的发展不同于产品的发展。只要简单地回顾一下制造业的发展，我们就能看到2017年的工厂与半个世纪前的那些工厂大不相同。现在的工厂比以前的工厂自动化程度更高，与供应链的关系更加密切，能够比以前更迅速地响应需求的变化。然而，如果只关注这些方面，那么我们就会遗漏制造业的一个重大改变。但是，这个改变并不是树立了什么新目标或者是采用了什么新方法。实际上，它只是向着制造业长远目标发展所迈出的一步。

当然，制造业必备的三要素是劳动力、资本和知识。信息技术已经改变了这些要素。它能够协调劳动力、管理资本、获取并存储知识。对于我们的时代，这些都不新鲜。自从人们开始组织规划制造业以来，信息技术一直在做这三件事情。虽然当前的信息技术比以往的信息技术更快更强，但是它所做的还是前几代管理人员曾经做过的事情。

然而，近几年来，信息技术已经将我们的注意力从工厂转向整个工业。它拓展了我们对制造业的看法，促使我们去解决比过去复杂得多的问题。

在《德国工业4.0报告》(German Industrie 4.0 Report)中，可以看到这种变化的一个很好的例证。这份报告与《中国制造2025》(Made in China 2025)类似，主张“未来企业将建立起通过信息物理融合系统来整合机器设备、仓储系统和生产设施的全球网络”。该报告还认为，信息物理融合系统将促进“涉及制造、工程、材料使用，以及供应链和产品生命周期管理的工业过程的根本性变革”。该系统最终代表“一种全新的生产方式”。

事实上，这种“全新的生产方式”是与已有思想水乳交融的。工业4.0报告明确了工业界已经发生的三个变化：第一是在一个中央工厂协调劳动力；第二是采用流水线从而使生产时间最小化，并直接连接工厂和供应链与销售链；第三是采用计算机控制的机床来获取工人的经验。

第四个变化，也就是制造业当前正在发生的变化，是应用以上所有要素，并且加以扩展，将这些要素置于复杂的计算机系统的控制之下。若只是罗列出所有这些要素，而没有将它们融合在一起，那么实际上就没有领会到这种变化的精髓。根据工业4.0报告，新型工厂将采用传感器网络监控供应流，采用机器智能控制制造过程，采用仿真手段规划生产，以及采用自动车辆运输货物。这些在本领域中并不令人耳目一新。然而，它们却勾勒出了一幅崭新的融合构想。

工业4.0报告提议，在德国建立一个柔性工厂(flexible factories)的网络。网络中的柔性工厂可以被快速重新配置，所用方法与采用虚拟机重新配置计算机硬件非常类似。这些工厂将由机床、材料处理技术、传感器网络和计算机控制部件组成。通过安装相应的软件和数据，这些工厂就可以被配置成生产指定的产品。如果工厂需要生产不同的产品，管理人员可以保存当前的数据，然后再上传所需要的数据。

这种可重构工厂(reconfigurable factory)的思想并不新鲜。制造业相关文献中充斥着各种对可以快速转换产品生产的工厂的报道。美国的这类文献中，常常报道的是第二次世界大战时的情况。通常是把一个工厂从制造消费产品（如收音机）转换成制造军用产品（如雷达装置）。所有这些报道所传递的思想是，制造是一种通用技术，可以被应用于生产任何产品。要转换产品，只需要转换某些知识即可。

事实上，制造业确实涉及一些通用的技术，许多工厂都可以通过简单地改变知识，轻易地从生产一种产品转换成生产另外一种产品。但是，工厂转变的代价太大，需要做大量的工作来改变机床的工作方式和零件流水线模式，并需要重新培训工人。在过去，这种转变很少在非战争环境下发生。只有在战争条件下，工厂主们才能获取到转变生产所需要的资源，才能够承担得起因工厂在转变期间闲置而造成的损失。

工业4.0提出采用信息技术来降低工厂转变的成本。如果一个工厂成为一个信息物理融合系统，那么通过改变控制这个工厂要素的那些数据就可以转变这个工厂。在这种构想下，这个工厂将不再是生产规划中无法替代的要素。生产可以根据需要从一个工厂转移到另外一个工厂。如果一个工厂在生产过程中出现了问题，那么可以让另外一个工厂快速上线替代它。如果一个制造厂需要额外的生产设备，那么该厂可以去购买生产能力，其方式就像基于云的软件用户购买更多的计算能力。

如果工业4.0的构想就是可重构工厂的想法，那么它似乎是一个非常适合德国工业的构想。德国的制造业位于相对较小的地理区域。虽然有一些大型跨国公司，但是德国主要依赖中小型工业。德国拥有四通八达的地区运输网络，以及采用信息技术来控制制造业的悠久历史。

然而，工业4.0最终并没有阐明某项特定的信息技术将如何改变制造业。它描绘了制造业未来发展的目标，同时只是建议如何采用计算技术来实现这一目标。当我阅读工业 4.0报告时，我并没有看到任何全新的技术。要说该报告真有什么新东西的话，我认为就是呼吁标准化，呼吁工业界使用通用的工具、方法和数据格式，以便更有效地进行合作和竞争。虽然这并不是一个真正意义上新的或者重大的构想，但是它的确代表了在利用信息技术改变世界的道路上迈出的一步。