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工业1.0的标志是机械替代人工，蒸汽机的发明。工业2.0的标志是电力替代普通蒸汽的机械力。工业3.0的标志是利用电子和IT技术达到设备和制造过程的高度自动化，也是目前大部分国家的制造业所处的状态。这其中典型的代表就是PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）应用，PLC是DEC在1969年发明，包括机器人、数控机床这样单台设备都应该放在3.0概念里。
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工业4.0里最重要的框架是信息物理系统，其最核心的理念就是将原来自动化的元器件、工业以太网、数据分析建模仿真等技术进行系统化的整合。工业4.0不是创新某一项技术，而是进行组合式的创新，搭建一个新的平台或者说一个新的时代。它是一个系统性的智能、分析过程，信息物理系统是主要框架。
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德国机械设备协会VDMA、德国电气电子协会ZVEI、BITKOM德国信息通信协会三个协会提出工业4.0的框架和平台，它们是这个体系框架的核心。西门子、博世、IBM、惠普、费斯通、菲尼克斯、ABB、SAP都加入其中，将其产品或解决方案实现工业4.0。这些公司的参与，希望实现工业4.0的共同目标：第一就是希望工业4.0能够拥有产品制造过程中所必需的数据。也就是说产品的设计、制造等等环节中，需要什么数据都能够实时的提取出来。第二就是网络化的生产设备加入到价值创造的过程中。原来的生产设备只是在生产或加工的环节进行应用，把零件加工出来。但网络化的设备有自稳定或者说自组织的功能，如生产流程如何安排。生产设备具有一定的智能，能够根据不同的订单、不同的需求自动调整生产次序。原来的生产设备只有在图纸工艺卡片制作完整之后转化为机器语言，才能知道下一步怎么做。但现在的生产设备可能在设计的阶段或图纸还没有定稿阶段就参与一些仿真或者测试性的运行。第三个目标是能够基于当前环境实现柔性的制造系统。第四个是人类担当创造、管理及决策的职能。
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工业4.0采用的网络技术、数字化技术、人工智能技术并不是全新的。工业4.0只是将这些原有技术进行整合的组合式创新框架。
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