数字化提前写入——不管现在是否是工业4.0、物联网，产品本身被这样改变了。但是我们对其有明显不同的期待，因此制造业是需要它的：必须开发智能产品，以满足不断变化的客户需求以及越来越复杂的设计结构的要求，并且要在越来越短的时间内完成这些任务。所以一方面系统工程在产品开发中扮演越来越重要的角色，为此需要数字化货物数据、一体化流程和系统以及标准化接口。另一方面需要以新的计算机和软件为基础的方法，以便先虚拟生产这个产品，测试以及检测其可制造性。

这种变化不是一蹴而就的，因为设计和生产规划以及内部物流都必须参与这个过程。那么如何实现这一变化呢?3D CAD系统是基础，用数字化数据制造和加工一个产品的三维模型。产品性质非常复杂的产品如机床或者车辆，具备协同产品开发的意义：通过在PDM/PLM上集中保存数据可以让所有参与开发的企业和人员在全球任何地方任何时间获取数据。在许多系统中，如西门子PLM软件，PTC的Windchill或Dassault Systèmes的3D体验平台，集成聊天功能方便不同的工作团队虚拟合作。

设计上提出让步

设计是起点，要将产品创意从虚拟研发一直落实到可交付的最终产品，以家庭器具专家Miele为例，洗衣机的每个生产步骤都应该通过3D体验平台描摹下来，以便在任何时候都可以给市场、生产、物流和销售提供关于项目状态的信息。因为Miele依赖整体性发展，洗衣机的系统工程师必须不仅要考虑机械和电气，也要考虑化学上的洗涤和漂白。为此公司使用了大量的虚拟测试程序，这在现实中利用同样的时间是不可能完成的。

图2：在真正生产之前规划和模拟整个生产过程

开发一个新的产品是不够的，用户服务层面也十分重要。特别是汽车行业的虚拟现实解决方案，如已经开始使用很多年的Cave(计算机自动化虚拟环境)，模拟原型要快得多，不仅可以带乘客体验、测试和改进汽车，而且可以用虚拟驾驶模拟器为青少年汽车驾驶做宣传。

有效的计划生产

要实际制造出数字产品，生产和生产物流必须和设计一样有效。所以有必要基于软件考虑很多因素：一个加工机器的位置如何在一个特定的时间点在生产线上产生作用?怎样以此来改变生产过程?机器人应用怎样影响员工的工作方式?一个集中的IT平台可以提供数据，来建立一个节约时间的生产线。比如在Dassault Systèmes的 Delmia，真实产品存在之前已经有完整的生产流程——本土或全球做模型虚拟和模拟。这样可以将人体工程学或者设备使用和数控编程、供应链管理或质量管理一样一体化。

图3：Miele产品创造过程转动了创新平台并且打开了参与的不同观点

以软件为基础的生产计划到单个的工作岗位已经不再是史无前例的事情，相反在工业4.0中生产过程发展到了“自主生产”阶段。通过网络、高水平计算机服务和小型无线传感器可以在很短的时间对大量的数据进行分析。自主化生产可以在未来对其投入使用。