“工業4.0”的概念描繪了制造業在三次工業革命后，人類將迎來以信息物理融合系統CPS（Cyber Physical System）為基礎，以生產高度數字化、網絡化、機器自組織為標志的第四次工業革命。

可將其劃分為七層架構（也可劃分五層架構）。第一層數據采集層，主要產品：傳感器等；第二層設備執行層，主要產品：機器人、機床、自動化倉庫等；第三層工控層，主要產品：PLC和DCS等；第四層MES層；第五層ERP層；第六層云計算層。還有貫穿層與層之間的通訊網絡層。

包含三個要素：第一是跨企業的生產網絡融合。MES將會起更加重要的作用，自動化層和MES之間的對接會變得更加重要，且更加的無縫化，還能跨企業來實現柔性的生產。所有的信息都要實時可用，供生產網絡化環節使用。

第二是虛擬與現實的結合。也就是產品設計以及工程當中的數字化世界和現實世界的融合，這就使我們能夠滿足生產效率越來越高、產品上市周期越來越短、產品日趨多樣性等帶來的挑戰。

第三是信息物理融合系統(CPS)。未來的智能工廠中，產品信息都被輸入到產品零部件本身，他們會根據自身生產需求，直接與生產系統和設備溝通，發出接下來所需生產過程的指令，指揮設備把自己生產出來。這種自主生產模式能夠滿足每位用戶的“定制”需求。我們將基于強大的制造運行管理系統(MOM)來實現靈活的價值鏈管理。

客戶可以通過電子數據互換(EDI)的方式來管理供應商，在庫存達到限值時ERP系統會通知供應商補貨，這其中沒有任何人為的干預。產品數字化不僅局限于商品本身，商品中非常復雜的部件也可以實現數字化。ERP系統可以由此計算出所有的成本，根據當下機器運轉的情況去確定最大供貨量和最優價格。ERP系統能做出決策的建議，讓客戶實現與供應商之間的最佳交流。

數字化工廠是基礎。數字化工廠概念：數字化工廠不是無人工廠，而是根據生產工藝的實際情況，在考慮投資成本的情況下，為人提供最佳支持。數字化、模擬仿真、模塊化及相對標準化的產品設計，和基于自己產品的物料清單、工藝清單的數字化、信息化與自動化的高度融合是德國實現工業4.0的重要因素。

西門子安貝格工廠（簡稱EWA）

位于德國東部的西門子安貝格電子制造工廠是德國工業自動化的標桿，擁有高度數字化的生產流程，能靈活實現小批量、多批次生產，每100萬件產品殘次品僅為10余件，生產線可靠性達到99%、可追溯性高達100%。

整個廠內甚至沒有看到一臺六軸機器人，但求所需，無求多余。目前EWA仍有1200多名員工，一條生產線仍然有6-8名操作工人，同時有30-40人的技術人員進行支撐，確保物料、設備、產品檢驗等工作。

 持續改進的過程：EWA走到今天這樣出色，是持續改進的結果，“質量第一”仍然是其發展戰略的重中之重。歷經25年，通過持續的改善，在員工沒有增加的情況下，產能提高到原來的8倍，質量從上世紀90年代的560百萬出錯率，下降到2014年的11.5百萬出錯率，質量水平達到了99.9989%。可見質量是企業的生命線，而數字化、網絡化、智能化的工廠也絕對不是一蹴而就的，需要對產品、工藝進行持續的改進。

數字雙胞胎概念：西門子認為安貝格工廠的成功是數字化的成功，將工藝的規劃與工程化、生產系統的規劃與工程化、仿真優化及驗證全部實現數字化，并且能夠達到實體與數字信息同步，達到設計、制造、調試信息一體化的聯動，其中任何一個環節的數據變化，都能在整個環節上同步進行變更，強調的是集成的、統一的數據標準。

信息化系統與自動化裝備的高度結合：安貝格工廠的生產過程的自動化率達到75%，但更為關鍵的是物流的自動化與信息的自動化、生產過程的自動化相匹配，真正達到了物流、信息流及仿真的完美統一。

模塊化設計：縮短為客戶提供服務的周期，為客戶提供更加便捷的服務。目前安貝格工廠為全球6萬多家客戶提供產品，達到自接到訂單，最短可達到一天之內為用戶提供產品，生產組織形式真正高效、靈活。其中，模塊化設計是其能夠靈活組織生產的重要保證，模塊化設計包含產品的設計，也包含了生產設備、信息化軟件系統的模塊化設計與相對標準化的設計。

另外，安貝格工廠的生產現場布局也很有特點，在場內基本看不到地面排線等，據西門子的專家介紹，其排線系統與物流系統一樣，都放在了一樓，地面上設了多個能源供應點，可以根據生產布局的需要隨時靈活調整。

據需安貝格工廠的生產計劃已經排到2018年，預計到2018年，在不改變現有員工數量級與廠區面積的基礎上，產能將增加3倍以上。

對自己產品設計、生產工藝持續的進行改進，并且不斷的將BOM與BOP進行數字化后與自動化裝備完美結合，才是不斷提高生產效率、改善產品質量的王道。