目前制造技術(shù)升級的概念本質(zhì)仍然離不開四個關(guān)鍵詞語：自動化、信息化、數(shù)字化和智能化。然而，并非所有制造業(yè)都要通過這“四化”實現(xiàn)技術(shù)升級；同一個企業(yè)的不同發(fā)展階段也需要兼顧不同的升級策略；不同類型的制造業(yè)也需要考慮適合自身發(fā)展規(guī)律的升級路線。

自動化

首先需要考慮“自動”與“手動”。與“自動化生產(chǎn)”相對應(yīng)的是“手工生產(chǎn)”。通常講的自動化升級都是指用自動化設(shè)備和裝置替代人工。因此，凡是人做不了或者不愿意做的工作都可以通過自動化進行升級，越是動作簡單、重復(fù)、繁重的生產(chǎn)形式，越適合采用自動化升級策略，例如搬運、包裝、噴涂等；而動作越復(fù)雜，對人手靈活性依賴越大的生產(chǎn)模式就不適合自動化升級，例如皮具制作、制衣等。

按照工業(yè)4.0的定義，1968年出現(xiàn)的莫迪康可編程控制站器Modicon PLC（后來被施耐德收購），被視為自動化的一個劃時代意義的產(chǎn)品。

信息化管理

應(yīng)該說“企業(yè)信息化”這個詞是伴隨著ERP的普及而流行的，而ERP的前身是MRP和MRPII，再往前推則是會計電算化軟件、庫存管理軟件等。這類軟件的流行基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的成熟。

隨著這類軟件的普及，“MIS（管理信息系統(tǒng)）”應(yīng)運而生，且市場迅速膨脹。也許是出于對會計制度與國際接軌的需要，當時MIS的主力是會計電算化軟件，火爆的市場也成就了金蝶、用友這樣的國產(chǎn)軟件公司。

上世紀末期是跨國公司全球布局的黃金時期。外企進入中國不僅帶來了先進的管理模式，也帶來了對企業(yè)管理信息系統(tǒng)的市場需求?？鐕疽笾袊就凉?yīng)商的管理系統(tǒng)與之對接，倒逼中國企業(yè)大干快上ERP項目。這個時期除了捧紅SAP之外，還造就了不少ERP軟件實施和信息系統(tǒng)咨詢公司，諸如畢博和埃森哲。

在2000年初，業(yè)內(nèi)對ERP的態(tài)度如同當前對工業(yè)4.0，說法不一。

但普遍的共識是企業(yè)上ERP不是簡單買個軟件，更需要對管理流程進行梳理，破舊立新。隨之而來就出現(xiàn)了一個流行詞叫“企業(yè)流程再造BPR”，很大程度上也算是商家為了配合ERP項目搞的噱頭。到目前為止，ERP通用功能已經(jīng)非常成熟，而跟業(yè)務(wù)深水區(qū)的結(jié)合，正在面臨全新的升級考驗。

包括ERP在內(nèi)，這里所提及的軟件都是用MIS把企業(yè)管起來，本質(zhì)上是企業(yè)商業(yè)和運營的信息化。與此同時，在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)備、質(zhì)量管理等直接與制造相關(guān)的環(huán)節(jié)也在進行著信息化。

信息化制造與數(shù)字化制造

這里不得不提CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）。CIMS要集成的對象是一個一個獨立的計算機輔助軟件（CAX），旨在消除信息孤島。這個概念在中國的興起要早于ERP。可以說ERP是面向商業(yè)的信息集成，而CIMS是面向制造業(yè)的信息集成，當時都是被當作信息化所理解的。CIMS除了要集成CAD（計算機輔助設(shè)計）、CAM（計算機輔助制造）、CAT（計算機輔助檢測）、CAPP（計算機輔助工藝等系統(tǒng)模塊）等，還明確提出了邏輯層次結(jié)構(gòu)，并整合了敏捷制造、并行工程、虛擬制造等方法論范疇的理論概念。

然而，技術(shù)為它的早產(chǎn)付出了代價。

CIMS的失敗就是因為它提出的時代太超前，相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品都還沒成熟。而在它之后便迎來了工業(yè)軟件市場的大整合時代：例如由對CAD產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理發(fā)展而來的PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理），通過對產(chǎn)品BOM的信息化管理實現(xiàn)了產(chǎn)品“數(shù)字化”?！皵?shù)字化”這個概念盡管現(xiàn)在被濫用，但是它應(yīng)該是脫胎于3D數(shù)模的。至少在商業(yè)語境里，“數(shù)字化”要與3D圖形和動態(tài)仿真同時出現(xiàn)。例如“產(chǎn)品數(shù)字化”是指用3D數(shù)模構(gòu)建產(chǎn)品模型，“工廠數(shù)字化”則需要面向工廠進行3D建模。

當今工業(yè)4.0所處的環(huán)境，已遠遠超越CIMS所處的年代。大量設(shè)計軟件廣泛使用，大量數(shù)字化資源和虛擬化產(chǎn)品，已經(jīng)進入主流，類似Digital Thread（數(shù)字主線）、Digital Twin（數(shù)字孿生）被更廣泛地應(yīng)用。

數(shù)據(jù)采集

在過去30年中國企業(yè)現(xiàn)代化進程中，除信息化項目大干快上之外，還有一條自動化升級的主線：在流程制造行業(yè)（如石化、水泥、食品等），一大批分散控制系統(tǒng)DCS和儀表自動化項目迅速崛起，而國產(chǎn)的DCS如浙大中控、和利時，甚至被GE收購之前的新華控制系統(tǒng)，都得到了長足的發(fā)展；而離散制造行業(yè)的企業(yè)則采購了大量數(shù)控和自動化物流設(shè)備。隨之而來出現(xiàn)的問題就是如何獲得這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并把這些實時數(shù)據(jù)用起來。

當下火熱的“云數(shù)據(jù)”，前身可以說是“遠程抄表”。最早是油田、礦井等野外設(shè)備需要監(jiān)控運行狀態(tài)——早期用的是電報，后來是短信。在智能手機尚未普及的時代，還用過手機網(wǎng)頁客戶端，而現(xiàn)在基本就是成熟的3G/4G網(wǎng)絡(luò)，外加APP客戶端。

說到數(shù)據(jù)采集就不得不提組態(tài)軟件。這類產(chǎn)品最早是DCS或PLC廠家為方便客戶開發(fā)界面而配備的開發(fā)套件，后來出現(xiàn)了許多獨立的組態(tài)軟件廠商，可以通過圖形界面直觀地看到數(shù)據(jù)的變化。由此產(chǎn)生了“人機界面（HMI）”，所以“圖形化”往往指的是人機交互相關(guān)的產(chǎn)品或項目，比如工作站的面板和電子看板等。

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集SCADA，正是自動化與信息化的鏈接節(jié)點，是自動化設(shè)備和信息化管理軟件的承上啟下的層級，也是自動化與信息化相融合的過渡區(qū)域。

而這些早年軟件留下的數(shù)據(jù)，正是當下的工業(yè)大數(shù)據(jù)“黑金”。它們深埋在設(shè)備、模塊和系統(tǒng)之中不見天日。工業(yè)大數(shù)據(jù)從業(yè)者，需要有非常的智慧來挖掘這些黑金。

智能化

嚴格意義上的智能化，必須要借助大量的建模和算法，以及一些必要的人工智能技術(shù)，包括啟發(fā)式算法和機器學(xué)習。如果按照這個標準，目前不少先進的控制系統(tǒng)的控制算法已經(jīng)可以算是智能化，但真正智能化的管理信息系統(tǒng)市面上還不存在。信息系統(tǒng)的智能化趨勢應(yīng)該說是很明確的，特別是人工智能AI項目開始受到大量資金關(guān)注后，那些原本只在學(xué)術(shù)期刊上出現(xiàn)的、服務(wù)于制造調(diào)度算法的復(fù)雜公式才開始有了一些用武之地。