迄今为止，德国工业4.0已经经历了8年的发展，进入到一个新阶段。在2019年7月12日，笔者写了《德国为什么从信息物理系统转向数字孪生体？》一文，迅速得到了行业人士的关注，部分专家来信或留言对此表示兴趣，也提出了一些问题。

在所有的问题中，关于德国工业4.0是否改变了基于信息物理系统（CPS，Cyber-Physical Systems）的发展路径，是最具有争议的话题。

之所以国内不少行业人士对德国工业4.0产生误解，大都因为没有对德国发布的工业4.0德文原文进行阅读，也没有对成百上千的报告进行梳理，加上德国企业的产品宣传，造成了不少误会和误解。

为了全面了解德国工业4.0的过去、现在和未来，从它的历史渊源和发展现状去探究，特别是基于文献资料（而非个人见识和见解）的解读，会隐藏德国工业4.0的秘密。

一、认识德国经济科学研究联盟

对于德国工业4.0的源头，国内大都缺乏确切的信息，西门子、SAP、德国人工智能研究中心都有相关人士声称它们是工业4.0概念的提出者，但它们都没有任何确凿的证据来证明，为此，这是国内工业4.0领域的不解之谜。

如果对德国工业4.0追根溯源，必然要了解一家机构，那就是德国经济科学研究联盟，全称为Die Froschungsunion Wirtschaft- Wissenschaft，简称Forschungsunion。

德国工业4.0第一份主题报告《工业4.0未来项目实施建议》的提出单位，就有德国经济科学研究联盟和德国科学与工程院（acatech）。

为什么德国经济科学研究联盟参与这个事情？

其实理由很简单，德国工业4.0的提出，源于德国高科技战略（2006）、高科技战略2020（2010）和新高科技战略（2013），其目的是为了保持德国科技创新的领先地位，制造业相关高科技技术则是重点。

二、工业4.0未来项目实施建议

在高科技战略2010的指引下，德国非常关注嵌入式系统的领先地位，按照美国国家科学基金会在2006年提出的信息物理系统概念，嵌入式系统发展的未来就是信息物理系统，德国专家完全接受了这个概念，并深入参与到相关研究。

为了在信息物理系统研究上跟上美国，同时也争取把信息物理系统落地，德国科学与工程院承接了一个项目，即《信息物理系统研究议程》，长达几百页的报告描绘了信息物理系统的落地场景，其中给工业4.0研究院印象最深的就是“CPS+”的思路，“CPS+制造业=工业4.0”，相信国内读者会很有感触。

2011年《信息物理系统研究议程》完成之后，德国科学与工程院再接再厉，获得了德国教育与研究部的支助，启动了“工业4.0”的专项研究，这就是《工业4.0未来项目实施建议》的源头。

三、德国怎么描述工业4.0的？

一直以来，国内行业人士对德国描述的工业4.0有不少误解，或者有意把工业4.0理解为自己的业务范畴。笔者认为从德国工业4.0报告中找答案，对我们了解当时德国是如何考虑的，是有很大帮助的。

在《工业4.0未来项目实施建议》中谈及愿景，“工业4.0是智能化、网络化世界的组成部分”，这是第二章的标题。

在谈及前三次工业革命，德国是以机械化、电气化和信息化驱动来描述的，对于所谓工业4.0，德国则认为其技术特征为“智能化”和“网络化”，这一点跟工业4.0研究院的认识是一致的。

四、纵向集成、端到端集成和横向集成

德国工业4.0的三大集成很出名，但国内基本上都把三大集成的顺序任意颠倒，甚至于西门子、SAP、博世等公司也改变了《工业4.0未来项目实施建议》中的提法，形成了跟自己业务更紧密的“企业版”。

回顾前面提到的德国经济科学研究联盟，它的组成成员有不少经济学家，因此边界必然是考虑的核心内容。

按照经济学的边界，纵向集成限定在车间和工厂边界，端到端集成的边界则扩展到产业链，横向集成的边界当然是多条产业链组成的生态网络。这样的理解具有较强的经济逻辑，西门子等德国企业的“企业版”有助于出售更多的PLM等解决方案，但对于深刻认识工业4.0的好处可能不大。

五、工业4.0实施战略报告

这份报告是2015年发布的，在这个时候德国已经感受到了来自中国学徒的热情，按部就班做好研究，是2013年设立工业4.0平台的职责，尽量解决德国企业所关注的工业4.0落地所需要的基础研究问题，成为了《工业4.0实施战略报告》的目标。

值得指出的是，《工业4.0实施战略报告》中，对于三大集成的课题研究，也是按照上面提及的三大集成边界来开展的，含义也很明确。

《工业4.0实施战略报告》明确了工业4.0参考架构模型（RAMI 4.0，Reference Architecture Model for Industrie 4.0），该参考架构是基于智能电网架构模型（SGAM，Smart Grid Architecture Model）改进过来的，具有信息模型的特征，科学性比较强。

六、工业4.0资产管理壳

随着工业4.0在全球得到关注，德国工业4.0平台加快了对企业应用的支持力度，随之德国提出了工业4.0资产管理壳。大家都知道，国际标准组织ISO拥有55000标准，其核心内容就是资产管理，GE提出工业互联网的时候，其核心应用也是资产管理，可见资产管理是最直接可见的业务。

国内企业在落实工业4.0或工业互联网的时候，明显感受到了数字化改造的难处，例如，航天云网在发展过程中，明显意识到“三哑改造”的重要性，但苦于没有研究机构设计类似工业4.0资产管理壳的工程体系，被迫进行了大量的试验，花费了不少资源，但效果很难称得上满意。

德国企业在推进工业4.0的时候，也有类似问题。值得国内企业注意的是，德国工业4.0能够在早期就跟进并进行研究，这一点是国内政策及创新机构应该加强的。

七、资产管理壳就是数字孪生体

如果追根溯源，大家很容易发现在2018年的时候，德国工业4.0平台在介绍资产管理壳的时候，其思路仍然是信息物理系统的方式，但进入2019年，公开的报告和文件都开始明显转向——以数字孪生体来描述资产管理壳了。

事实上，对于春暖花开鸭先知的企业，西门子、SAP早就开始拥抱数字孪生体，特别是对美国先进技术一概接受的西门子，早在2017年就确定了全面转型数字孪生体的策略，这可以通过每年西门子在汉诺威工业博览会上的演讲看到。

本文写到这里，基本上把笔者想阐释的要点讲了出来，对于相关内容的细节，还是需要读者自行阅读德文报告（英文报告通常有出入）。

推荐的相关报告如下：

信息物理系统研究议程，23万字

工业4.0未来项目实施建议，7.2万字

工业4.0实施战略报告，7万字

德国智能服务世界未来项目实施建议，13.8万字

工业4.0研发课题白皮书，3.3万字

ZVEI工业4.0产品标准指南（2016），1.2万字

工业4.0产品标准指南（2018年版），2.3万字

德国工业4.0与数字化经济报告，2.3万字