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

自動化

首先需要考慮“自動”與“手動”。與“自動化生產”相對應的是“手工生產”。通常講的自動化升級都是指用自動化設備和裝置替代人工。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、繁重的生產形式，越適合采用自動化升級策略，例如搬運、包裝、噴涂等；而動作越復雜，對人手靈活性依賴越大的生產模式就不適合自動化升級，例如皮具制作、制衣等。

按照工業4.0的定義，1968年出現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品。

信息化管理

應該說“企業信息化”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據庫系統的成熟。

隨著這類軟件的普及，“MIS（管理信息系統）”應運而生，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，也帶來了對企業管理信息系統的市場需求。跨國公司要求中國本土供應商的管理系統與之對接，倒逼中國企業大干快上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咨詢公司，諸如畢博和埃森哲。

在2000年初，業內對ERP的態度如同當前對工業4.0，說法不一。

但普遍的共識是企業上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。隨之而來就出現了一個流行詞叫“企業流程再造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通用功能已經非常成熟，而跟業務深水區的結合，正在面臨全新的升級考驗。

包括ERP在內，這里所提及的軟件都是用MIS把企業管起來，本質上是企業商業和運營的信息化。與此同時，在產品設計、生產設備、質量管理等直接與制造相關的環節也在進行著信息化。

信息化制造與數字化制造

這里不得不提CIMS（計算機集成制造系統）。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是面向商業的信息集成，而CIMS是面向制造業的信息集成，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模塊）等，還明確提出了邏輯層次結構，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，技術為它的早產付出了代價。

CIMS的失敗就是因為它提出的時代太超前，相關技術和產品都還沒成熟。而在它之后便迎來了工業軟件市場的大整合時代：例如由對CAD產品數據管理發展而來的PDM（產品數據管理），通過對產品BOM的信息化管理實現了產品“數字化”。“數字化”這個概念盡管現在被濫用，但是它應該是脫胎于3D數模的。至少在商業語境里，“數字化”要與3D圖形和動態仿真同時出現。例如“產品數字化”是指用3D數模構建產品模型，“工廠數字化”則需要面向工廠進行3D建模。

當今工業4.0所處的環境，已遠遠超越CIMS所處的年代。大量設計軟件廣泛使用，大量數字化資源和虛擬化產品，已經進入主流，類似Digital Thread（數字主線）、Digital Twin（數字孿生）被更廣泛地應用。

數據采集

在過去30年中國企業現代化進程中，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（如石化、水泥、食品等），一大批分散控制系統DCS和儀表自動化項目迅速崛起，而國產的DCS如浙大中控、和利時，甚至被GE收購之前的新華控制系統，都得到了長足的發展；而離散制造行業的企業則采購了大量數控和自動化物流設備。隨之而來出現的問題就是如何獲得這些現場數據，并把這些實時數據用起來。

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

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

現場數據采集SCADA，正是自動化與信息化的鏈接節點，是自動化設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域。

而這些早年軟件留下的數據，正是當下的工業大數據“黑金”。它們深埋在設備、模塊和系統之中不見天日。工業大數據從業者，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，包括啟發式算法和機器學習。如果按照這個標準，目前不少先進的控制系統的控制算法已經可以算是智能化，但真正智能化的管理信息系統市面上還不存在。信息系統的智能化趨勢應該說是很明確的，特別是人工智能AI項目開始受到大量資金關注后，那些原本只在學術期刊上出現的、服務于制造調度算法的復雜公式才開始有了一些用武之地。