模式化的操作流程要求CPS平台开发全新的应用和服务，以此来满足那些瞬息万变的复杂变化，而这些变化正是由于不同领域和组织之间的功能增长、差异化、活跃性和协作性所带来的（参考第5.2章）。最后，拥有一个高带宽、安全高效的网络基础则是保障数据交换安全的关键（参考第5.3章）。
2.6工业4.0之路
实施工业4.0计划是一个涉及诸多不同企业和部门以不同速度发展的渐进性过程。BITKOM,VDMA和ZVEI在年初提出了一项名为“工业4.0前景”的调查，确认了这一题目的重要性，认为这将关系到德国工业竞争力，并且提出需要提供更加全面及目标更加明确的信息（见图5）。调查显示，47%的企业表示已经积极参与工业4.0计划，18%的企业参加了对工业4.0计划的研究，12%的企业则已经开始实施工业4.0计划。
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图5：工业4.0趋势调查结果（2013.01）
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家企业参与了调查，来源：BITKOM, VDMA and ZVEI, January 2013
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实施工业4.0计划会面临三大挑战：标准化、工作组织和产品的可获得性。
随着各个工作小组的积极推进，许多企业提出了一些有利于推进工业4.0计划的需求措施，包括可以分享经验的目标研讨会和日常的通讯。而专业协会将在促使社交团体、学术机构和公众间流畅沟通和紧密合作方面发挥重要作用。近50%的受访企业表明，他们已经从专业协会那里获得了工业4.0的相关资料。此外，为了顺利推进工业4.0计划，工作小组认为以下措施是关键： ? 实行实时的CPS解决方案将从空间、技术的质量和可靠性方面极大地依赖于服务与基础网络。为了确保德国在世界范围的竞争力，通过融合相关的国际标准来统一服务和商业模式，应该被国内与国际的相关政策制定人员充分考虑。 ? 制造业中的商业化进程仍然是静止不变的，并且一直在应用那些不合时宜的软件系统。然而，这些并不可能迅速被服务导向的系统所取代，因此，如何确保新技术可以兼容那些旧
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系统就显得尤为重要，旧系统必须要升级为实时系统。 ? 在当今物联网与服务网的环境下，制造业中新商业模式的发展程度将与同互联网本身的发展程度相适应。
? 雇员将参与到工作组织、CPD和技术发展的创造性社会-技术系统早期阶段。
? 为了促进工业4.0的转变，使整个ICT产业（已适应短周期创新的特点）能够与机器与设备制造商和机电一体化系统（mechatronic system）供应商（倾向于较长创新周期）工作联系更紧密，必须要建立一套众多参与企业都可接受的商业模式。
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应用1：减少能源消耗——生产间歇的汽车车身装配线
当今，能源利用效率已经成为制造业生产过程中必须考虑的因素。为了满足这一需求，在生产间歇中随时关闭那些不工作的部分以减少能源消耗，就成为一种必须具备的能力。工业4.0将更大程度地利用现有条件实现这一能力，以保证它能够融入到生产设施从计划到运行的整个过程。
如今，许多生产线或者它们的一部分，因生产间歇、周末或者轮班而没有从事生产的时候仍然持续地运行，并消耗大量的能源。例如，使用激光焊接技术的汽车车身装配线在生产间歇时所消耗的能源占据了其全部能源消耗总量的12%。这些生产线每周工作5天，实行3班倒。虽然这些复杂的机器在周末并不生产，但它们仍然保持工作状态以便周末结束后迅速投入生产。
在生产间歇90%的能源消耗来自于以下设备：机器人（20%-30%），通风设备（35%-100%）和激光源及其冷却系统（0-50%）。
发挥能源效率潜力的措施：
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未来，机器人即便在很短的生产间歇也可以关闭，而在比较长的时间段，他们将保持一种被称为“网络唤醒模式”的待命状态；通风设备将可以控制速度以满足不同需求；至于激光源则需要全新的系统以适应节能需求。
综上，这些措施将可以减少总能源消耗的12%（从
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45,000kWh/w到接近40,000kWh/w），加上生产间歇节能90%。这些使得能源利用更为有效的措施应该在CPS设计的最初阶段就加以考虑。
潜在的收益：
整合了可以控制部分设备开关的汽车车身生产线，将改善能源利用效率。同时，升级现有生产设备带来的成本/风险率也不高，这条道路必将成为一项技术标准，所有工业4.0计划中主导供应商生产的新型机械设备都将遵照此标准，从而将使改善能源利用效率最终达成。
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机器人由PROFIenergy控制
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德国工业4.0实施建议（中文版）
