先进生产系统的定义与分类

       工业4.0 的开端以中央处理器的为实现生产的自主加工能力（也可以通过互联网），这在设备启动中是不存在的，也不以设定的形式存在：未来的产品将会由顾客来设计且实现自我生产。
       因此，最关键的一点在于如何自主将生产过程抽象分解和描述为可分的流程，并把它们和产品的生产程序，生产步骤和其所属产品部件联系起来。如今，在许多行业中，借助生产设备的加工，这一过程对产品和其变量都做了事先计划，并通过设备实施。只有在少数被严格限制的应用领域存在上述的方法，例如，在金属的组件加工中：对于此类加工步骤，计算机后处理程序能够解读某一组件的计算机辅助设计数据（产品的描述），并且能完全和自
主地安排机器设备的加工次序——包括模具更换，电路解除的中间步骤，后续步骤和更多的步骤：这就是金属加工的生产语言。
        在其他的生产流程中，也存在大量具有各自不同参数，辅助材料，工具和装置的零部件，原料，生产程序，以至于迄今为止尽管存在着不同的应用，但是还不存在一个普遍意义上的“生产语言”。为了在没有事先计划的情况下，使信息物理系统相互之间能够自主地为制造新的，至今尚不为人熟悉的产品创造生产流程，并将之付诸实践，一种对于所有理想生产流程的描述语言是必要前提，这种语言至少是以一般形式存在，它在一个迄今存在的行业能够同未来的信息物理系统进行合作。针对不同行业和应用领域的不同语言存在也可以实现，只要它们能被参考语言实例化。这种语言要素的意义和解释必须在所有信息物理系统中一致，以便语言要素能够被明确地应用且所有的信息物理系统对语言的理解也是相同的。因此，语言要素就为分类所决定，其用来确定这种语言要素的分类和价值。
        这种定义和分类对以下几点具有重要意义：
      （1）待生产的产品；
      （2） 自主生产过程；
      （3）可支配的设备（信息物理系统和它的技能）     
        从这点出发，首先可以只对这种待完成的产品和其各自的部件的特定特征进行描述，比如：
      （1）手操作方式；
      （2）安装方式；
      （3）材料，重量，大小，重心等；
      （4）产品结构（部件和次要部件）；
      （5）产品拓扑学（部件之间的联络）；
      （6）联络方式（焊料，胶粘，拼合，挤压等）；
      （7）联络材料。       

        加工流程需要理解一个依赖于生产要求和设备要求的定义（见图1）：       （1）流程结构；
      （2）生产次序；
      （3）流程所需要的操作；
      （4）流程步骤间的传递情况；
      （5）流程逻辑，基于：①信息物理系统技能；②由此产生的信息流；③信息物理系统技能的流程参数。   
   
       信息物理系统被描述为带有特定工作容积，特定数量可支配或可调节的工具，技能和这种技能的涉及物理特性的工作领域的设备集成。以下为一些元素。          这些信息也能够储存在一个基于英特网的元数据库，数据库或维基百科中，以便信息物理系统的综合系统对其特征和技能进行审查，且能检验这些特征和技能能否满足生产产品所需过程。
        信息物理系统的这些数据能够在可扩展标记语言形式的基础上以电子蓝图的形式提供上述网页式的信息。如图2所示，在元素数据库的构造中，当一些对信息物理系统特性的需求被提出时，信息物理系统的系统制造者能够在信息物理系统交付之前优化其系统的性能。         这样能查明一种新产品的生产能力，生产流程的产量的同步过程可以用于本地或者优先用于总的信息物理系统。在产品加工中，为作出一个关于某个特定步骤的合适的决定，关于产品的所有的信息和数据，其结构和参数必须存在于同步的各自参与的自主系统中。因此，要提前做到的是，借助计划系统，把整个通过手工工程制造的生产设备的制造过程引导回存在于软件中的终止过程中去，这个终止过程始于同生产构造的交互，提供作为结果的所有信息，该信息来自于信息物理系统，是产品制造所必需的。我将这一过程形象地描述为零加工，因为目前手工实施的制造过程要直到个别产品的生产启动时才开始以软件的形式运行。
         相反，设计工具能够在产品设计和构造中顾及到现有的信息物理系统的特性和技能，且提出关于特定产品结构，联系和原料方面的建议，以便产品能够在一系列的信息物理系统中被制成；随后，该产品能够对信息物理系统提出一些特定的特征方面的要求。