一、什么是工業4.0

工業4.0是以信息技術為主導，推動工業機器和流程智能化的工業變革，工業4.0智能化工廠是這一變革中的特色產物。工業4.0智能化工廠是這一變革中的特色產物。

自 19 世紀以來，我們先后經歷了三次工業革命。每一次工業革命都是由一項顛覆性的新技術驅動，分別是：蒸汽機作為動力機，裝配線技術創新以及計算機的興起。之所以稱之為工業“革命”，是因為推動變革的創新技術不僅提高了生產力和工作效率，而且徹底改變了商品的生產方式和人類的工作方式，例如，在工業4.0智能化工廠中，商品的生產趨于數字化，由傳感器、物聯網、人工智能等技術提供支持，大大減少了人工的消耗。因此，在人員的選配上，也從傳統的體力勞動者向掌握先進設備的技術型工人轉變。例如，在工業4.0智能化工廠中，商品的生產趨于數字化，由傳感器、物聯網、人工智能等技術提供支持，大大減少了人工的消耗。因此，在人員的選配上，也從傳統的體力勞動者向掌握先進設備的技術型工人轉變。

我們正處在第四次工業革命（又稱工業4.0）的浪潮之中，它通過智能技術對供應鏈的自動化、監控和分析進行了徹底的革新。工業4.0 由工業物聯網 (IIoT) 和信息物理系統驅動，這些智能自治系統利用計算機算法監視和控制機器、機器人及車輛等實物。工業4.0 讓供應鏈中的所有環節都變得智能，包括從智能制造和智慧工廠到智能倉儲和智能物流。但工業4.0 并不局限于供應鏈領域。它還能與?ERP 等后端系統互聯，賦予企業前所未有的可視性與控制力。從根本上來說，工業4.0 是所有企業數字化轉型的重要組成部分。

二、工業 4.0 技術

1、大數據和 AI 分析

如何實現工業4.0？數據是關鍵。從工業4.0的定義中可以看出，工業4.0是一場以數據為驅動的工業革命。在工業4.0 時代，企業可以通過各種數據源采集大數據，包括工廠設備和物聯網?(IoT) 設備、ERP?和?CRM?系統，以及天氣應用和交通應用等。企業可以運用人工智能?(AI) 和機器學習技術支持的分析解決方案來實時處理數據，并利用從中獲得的洞察提升供應鏈管理各個領域的決策和自動化水平，比如供應鏈計劃、物流管理、制造、研發和工程、企業資產管理?(EAM) 和采購領域。

2、橫向和縱向集成

工業 4.0 的主干是橫向和縱向集成。所謂橫向集成是指“現場”（包括生產車間、各種生產設施以及整個供應鏈）的各種流程緊密集成。所謂縱向集成是指組織的所有層級都能串聯起來，數據可以自由流動，從車間到管理層，再從管理層到車間。換句話說，生產與研發、質量保證、銷售和營銷及其他部門和流程緊密集成，數據和知識孤島不復存在。

3、云計算

云計算是工業 4.0 和數字化轉型的“重要推手”。如今，云技術的優越性遠不止在速度、可擴展性、存儲和成本效益方面，它為大多數先進技術（從 AI 到機器學習再到物聯網）奠定了基礎，為企業創新提供了助力。驅動工業 4.0 技術的數據常居云端，作為工業 4.0 核心的信息物理系統也使用云技術來通信和協調。

4、增強現實 (AR)

增強現實技術是工業 4.0 的一個核心概念，能夠將數字內容映射到現實環境。借助 AR 系統，員工在觀察實物（例如設備或產品）時，可以使用智能眼鏡或移動設備工業物聯網數據、數字化部件、維修或裝配說明、培訓內容等。AR 技術方興未艾，并且對維護、服務、質量保證以及技術人員培訓和安全有著重大意義。

5、工業物聯網 (IIoT)

物聯網（確切地說是工業物聯網）是工業 4.0 的核心。這兩個術語常常互換使用。工業 4.0 中的大多數實物（設備、機器人、機械、裝備、產品）都使用傳感器和 RFID 標簽提供有關其狀態、性能或位置的實時數據。借助這項技術，企業可以更順暢地運營供應鏈，快速設計并修改產品，防止設備停機，掌握消費者偏好，追蹤產品和庫存等等。

6、增材制造/3D 打印

增材制造（俗稱 3D 打印）是推動工業 4.0 的另一項關鍵技術。3D 打印最初是作為一種快速設計原型的工具，但現在已得到廣泛應用，從大規模定制到分布式制造，不一而足。例如，借助 3D 打印技術，零件和產品可以作為設計文件存儲在虛擬庫存中，并在需要時按需打印，從而縮短運輸距離，減少成本。

7、自主機器人

隨著工業 4.0 的興起，新一代自主機器人也在不斷崛起。在工業4.0智能化工廠中，自主機器人經過編程可以自動執行任務，盡可能減少人工干預。從庫存掃描無人機到用于揀選和放置貨物的自主移動機器人，不同的自主機器人在尺寸和功能方面千差萬別。這些機器人搭載了先進的軟件、AI、傳感器和機器視覺，能夠執行困難和精細的任務。它們可以識別和分析從周圍環境接收的信息，并采取相應行動。

8、模擬/數字雙胞胎

數字雙胞胎是基于工業物聯網傳感器數據對現實世界中的機器、產品、流程或系統所作的虛擬化模擬。作為工業 4.0 的核心組成部分，數字雙胞胎可幫助企業更好地了解、分析和優化工業系統及產品的性能與維護。舉例來說，設備操作員可利用數字雙胞胎找出具體的故障零件，預測潛在的問題并延長設備正常運行時間。

9、網絡安全

在工業 4.0 浪潮下，連接點和大數據的使用量激增，有效的網絡安全措施變得至關重要。通過實施零信任 (Zero Trust) 架構以及機器學習和區塊鏈等技術，企業可以實現自動化的威脅檢測、預防和響應，最大限度地減少其網絡中的數據泄露和生產延遲風險。

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