工業(yè) 1.0 是機(jī)械制造時(shí)代，即 18 世紀(jì)引入的機(jī)械設(shè)備制造時(shí)代；時(shí)間大概是 18 世紀(jì) 60 年代至 19 世紀(jì)中期。
就是
通過(guò) 水力和蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)工廠機(jī)械化。
這次工業(yè)革命的結(jié)果是機(jī)械生產(chǎn)代替了手工勞動(dòng)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到以工業(yè)、機(jī)械制造帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新模式。那時(shí)的機(jī)械設(shè)備還沒(méi)有
電氣自動(dòng)化控制 的概念。
工業(yè) 2.0 是電氣化與自動(dòng)化時(shí)代，即 20 世紀(jì)初的電氣化與自動(dòng)化時(shí)代；時(shí)間大概是 19 世紀(jì)后半期至 20 世紀(jì)初。
也就是
在勞動(dòng)分工基礎(chǔ)上采用電力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)；因?yàn)橛辛穗娏?，所以才進(jìn)入了由
繼電器、電氣自動(dòng)化控制 機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的年代。
這次的工業(yè)革命，通過(guò)零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配的成功分離，開(kāi)創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的高效新模式。
工業(yè) 3.0 是電子信息化時(shí)代，即 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)始并一直延續(xù)至現(xiàn)在的信息化時(shí)代。
在升級(jí)工業(yè) 2.0 的基礎(chǔ)上，廣泛應(yīng)用電子與信息技術(shù)，使制造過(guò)程自動(dòng)化控制程度再進(jìn)一步大幅度提高。生產(chǎn)效率、良品率、分工合作、機(jī)械設(shè)備壽命都得到了前所未有的提高。在此階段，工廠大量采用由
PC、PLC/單片機(jī)等
真正電子、信息技術(shù)自動(dòng)化控制的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。
自此，機(jī)器能夠逐步替代人類作業(yè)，不僅接管了相當(dāng)比例的“體力勞動(dòng)”，還接管了一些“腦力勞動(dòng)”。
工業(yè) 4.0 概念是德國(guó)政府 2013 年 《高技術(shù)戰(zhàn)略 2020》 確定的十大未來(lái)項(xiàng)目之一，并已上升為國(guó)家戰(zhàn)略，旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。
工業(yè) 4.0 是實(shí)體物理世界與虛擬網(wǎng)絡(luò)世界融合的時(shí)代。但德國(guó)業(yè)界對(duì) 工業(yè) 4.0 的響應(yīng)者卻不多，原因之一是所謂的虛擬網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體物理系統(tǒng)（Cyber- Physical System,CPS）融合的主要思想，美國(guó)早在若干年前就已提出。未來(lái) 10
年，基于 信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem，CPS）的智能化，將使人類步入以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。產(chǎn)品全生命周期、全制造流程數(shù)字化以及基于信息通信技術(shù)的模塊集成，將形成一種高度靈活、個(gè)性化、數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)新生產(chǎn)模式。
2013 年 12 月 12 日，
美國(guó)白宮召開(kāi)了第一次
CPS 成員會(huì)議。
李杰教授作為專家組成員參加了會(huì)議。他們要討論的事情，與德國(guó)的工業(yè) 4.0 其實(shí)是一樣的內(nèi)容。雖然德國(guó)先提出了概念，但他們剛剛起步、著手轉(zhuǎn)型，而美國(guó)一直在做以
CPS 為概念的先進(jìn)制造。或許正是這方面的原因，德國(guó)也于2013 年10 月邀請(qǐng)李杰教授前往分享他們?cè)诿绹?guó)的成功案例。
對(duì)于
CPS 的概念，李杰教授認(rèn)為可以用日常生活中常見(jiàn)事物來(lái)解釋。正如人們?cè)?facebook 里建立的各種關(guān)系，在物理世界里是不可見(jiàn)的，卻可以得出這個(gè)人的生活社群、行為習(xí)慣、過(guò)往經(jīng)歷等等。同樣，任何產(chǎn)品都有
虛擬和實(shí)體 兩個(gè)世界（譬如：蘋(píng)果手機(jī)是實(shí)體，但 APP 是虛體），如何將虛擬世界里的關(guān)系透明化，正是
工業(yè) 4.0 時(shí)代需要做的。未來(lái)產(chǎn)品 (譬如：機(jī)床、飛機(jī)、汽車、等等) 都應(yīng)該會(huì)有實(shí)與虛的價(jià)值接合。這樣的道理，是
德國(guó)人提出概念的依據(jù)，但是李杰教授團(tuán)隊(duì)在美國(guó)已經(jīng)自 2001 年開(kāi)始積累大量和工業(yè)界成功合作建立的案例。
需要強(qiáng)調(diào)的是，德國(guó)提出的
工業(yè) 4.0 和美國(guó)的
CPS，核心要義都是制造業(yè)基于
數(shù)據(jù)分析的轉(zhuǎn)型。
