工業4.0展示了全球制造業轉型升級發展方向，而“中國制造2025”作為行動綱要對我國制造業發展做了全面戰略部署，上海產業技術研究院對此給予持續關注和技術研發支持，并于8月1日成功舉辦“第二屆中德工業4.0發展論壇暨第二屆中德高科技投資對接會”。接下來整理分享與會中德兩國工業4.0專家的精彩演講內容。

一、以信息通訊技術為支撐

工業4.0是德國在制造工程領域掀起的革命浪潮，也是德國為在工業信息化技術上占據先鋒優勢而提出的一個發展戰略，它將使德國在全球保持其競爭優勢地位。工業4.0的核心是信息物理系統(CPS)，可提升勞動生產力和資源利用率，構建工作組織的靈活模式。具體表現在物聯網深度融入生產領域，機器與機器(M2M)交互改變工廠運行、分布式控制、信息物理新型生產流程等。比如嵌入式數字產品存儲器靈活地引導工件穿梭在智能工廠的柔性生產線上，低成本、高效率地實現小批量、多品種的流程生產制造。

工業4.0有6個設計原則：互操作性、虛擬化、分散化、實時性、以服務為向導和模塊化，其核心是信息物理系統CPS理念，即通過CPS系統通訊技術幫助實現工業4.0。到目前為止，4G移動通訊技術已能部分滿足要求，而第五代通訊技術(5G)則將實現在工業、能源、移動終端和實體間的互動和溝通。第五代通訊技術網絡組織是一種被稱為NGMN的5G架構設想，這個構想的基礎層面是一些M2M終端設備，比如車車的終端設備。而不同的終端之間通過節點鏈接形成基礎資源層；在基于所有接入技術和終端設備基礎之上是一個業務實施層；然后再加上更上層的業務應用層，這些都由一個統一的E2E管理系統(OSS)來進行管理和編排。

在實現了所有終端間的連接和溝通之后，將會衍生出許多新的服務，如分布式能源、車車通信、實時導航、未來工廠、房地產、健康等。　二、由集中化轉向分布式

在當今能源領域，分布式能源值得關注。在傳統的電網結構中，電能生產是集中化的，然后電力通過電網被分配到每一個消費者。而在分布式能源系統中，會出現許多消費者自身就是能源生產者，則要求有新的能源輸送、能源分配和能源儲存等方式。實施分布式能源系統方案，要遵循以下五個原則：

1.自主性，即在當地解決問題。

2.靈活性，即經濟上必須要有收益。

3.可接受性，即成本、收益和風險間的平衡。

4.投資公平性，即在各環節進行成本的合理攤派。

5.激勵性，即有利于促進創新。

從中央集中化能源生產到分布式能源生產，并且要能儲存，而信息技術是關鍵部分。根據市場要求，系統設計要有靈活性和拓展性，便于可再生能源推廣應用。這種全新市場格局的能源網，是通過電力網和信息網的互聯互通，將網絡中所有的節點和應用整合到一起。在一個分布式的蓄電結構中，每家每戶都可以購買比較低廉的電源和電池組件，包括光伏設備，產生能源自行儲存。它們通過通訊和控制連接到一個中央集成系統，實現運營管理和數據分析以及能源交易。

對中國來說，分布式電站是一個很好的解決方案。世界上80%的電池在中國生產，而光伏電池80%以上的部件來自中國，所以分布式電站的解決方案可以使這些電池部件大規模得到應用，減少污染實現減排。

關于不同的能源儲存技術方面，目前用的大多是鉛蓄電池和鋰離子電池技術，但新的儲存技術也層出不窮，例如鈉鎳電池就是一個新的方向。這種分布式能源儲存系統包括電池組、逆變器和電池管理系統，構成一個交互和優化操作平臺，保證整個系統最佳運行。在電池組之上有一個通訊和控制界面，能夠管理電池系統的載荷、卸載等信息。

對于智能電網，要實現從中央集成架構轉換到分散式微電網架構，涉及的關鍵技術包括電能儲存、數據采集存儲、分析控制、云計算以及風電和光伏等。