工业 4.0 如何引领另一场工业革命

提到工业革命，你首先想到的是什么？

也许你会联想到一个戴着高帽、留着卷曲胡子的垄断商？抑或是蒸汽机，吊桥和维多利亚时代的工厂？如果我们告诉你，工业革命远未结束，而是未来众多工业革命中的第一次呢？

事实上，我们正处于第四次工业革命的阵痛期，即所谓的工业 4.0、第四次工业革命或 4IR。从 2010 年代开始，21 世纪这一将技术融入制造流程的时代就被称为工业 4.0，从先进的机器人技术和人工智能到 3D 打印和网络安全。

这些技术有时也被称为“指数技术”，正在彻底改变现代制造业，以及未来产品的生产、分配和实施方式。

工业 4.0 趋势

工业物联网 (IIoT) 工具的进步

工业物联网是将物理机器、计算设备和网络互连起来的工具和技术集合。

通过这些工具，企业可以收集、分析和处理来自联网机器和设备的数据，这有助于优化流程、提高生产和效率、降低成本以及实现远程监控。

随着物联网在工业制造流程中占据越来越大的比重，该领域的工具也将变得更加智能和出色。

IIoT 在工业 4.0 中应用的常见示例包括：

• 数字孪生 — 制造业的强大工具，可以实现物理对象或流程与其数字对应物之间的双向信息流。通过传感器收集数据并更新物理对象或流程的性能信息，数字孪生可以帮助制造商做出明智决策并优化运营，从而提高准确性和效率。
• 回流 — 生产和服务从海外返回母国的过程。这一企业间的流行趋势具有降低生产成本、增加获得熟练劳动力的机会以及提高供应链弹性等优势。

人工智能

如今，AI 已无需介绍，最近更是因大语言模型 (LLM) 而出名，如 ChatGPT。

无论您在哪个行业工作，都有可能在日常生活中以某种形式接触过 AI。随着 AI 在机器学习 (ML) 的帮助下变得越来越智能，它已经开始在生产流程的日常管理中扮演更重要的角色：

• 针对运营做出更多数据驱动型决策
• 实时调整供应链和流程以提高效率
• 更准确地预测未来趋势

先进机器人技术

先进机器人技术与 IIoT 和 AI 相结合，有望彻底改变制造业，简化流程，提高效率、灵活性和安全性。机器人可以通过编程自主执行专业任务，达到远超工人能力的准确度和精确度。

事实上，先进机器人技术已经在每个制造流程中发挥了作用，从零件制造到先进的配送和仓储物流系统。

工业 4.0 带来的挑战

利用数据

有一个数据会让你大吃一惊，世界上 90% 的数据都是在过去两年内产生的，我们每天都会产生 2.5 × 10¹⁸ 字节的数据。随着每一次工业革命中技术的进步，我们每天积累的数据量也在与日俱增。

那么，企业该如何处理这些信息以最大限度地利用所收集的数据呢？这是工业 4.0 面临的主要挑战之一。

数据是企业做出明智决策的关键洞察力来源。因此，企业必须确保所收集的数据是最新而准确的，以便识别有意义的模式和相关性。同时，企业需要使用更先进、更高效的技术来确保数据的正确存储、处理和分析，从而充分发挥这场新工业革命的潜力。

需要额外的员工技能

新技术意味着新技能。在工业 4.0 时代，员工技能至关重要。

许多企业可能没有数据科学家或机器人工程师等内部专家。因此，他们会招聘新人才或培训现有员工，以适应工业 4.0 的需求。新员工和现有员工需要掌握的专业技能包括：

• 机器学习
• 机器人技术
• 自动化
• 基于云的系统

数据安全

正如 The Notorious B.I.G 在歌词里说过的：“钱越多，问题越多”，数据也是如此。

面对如此有价值的数据，强大的安全保障就显得尤为重要，以防止数据落入不法分子之手。2022 年，数据泄露给全球企业造成的平均损失为 435 万美元，而美国企业的平均损失飙升至 944 万美元。因此，企业需要不断寻找更先进、更具创新性的数据共享方式，同时确保数据安全，才能始终领先一步胜过黑客。

工业 4.0 带来的效益

实时数据

得益于实时数据，制造商和行业领导者比以往任何时候都更加了解其运营情况。

实时数据使公司能够拥有：

• 跟踪机器健康状况和维护需求的传感器
• 自我测试和自我验证的智能传感器
• 更智能的供应链
• 预测分析，让企业预测客户需求并制定相应计划

通过实时监控流程，企业可以尽早地发现潜在问题，并在潜在问题变成重大问题之前采取纠正措施。

利用实时数据，企业可以确保更快的响应时间、更高的效率、更高质量的产品、更快的交付和更好的客户服务——所有这些都是企业在现代商界取得成功的关键。

降低费用

通过自动化和更高效的数据收集来优化生产流程，工业 4.0 正在帮助企业节省时间和金钱。

企业可以利用新技术升级旧系统和旧机器，从而减少因人工操作而增加的时间和费用。这也带来了有效的维护，在此过程中降低了更换成本。这也伴随着有效的机器维护，在此过程中降低了更换成本。

工业 4.0 技术还能够通过最大限度地减少维护、供应中断和物流瓶颈来降低成本。

高效的机器对机器通信还可以减少低效现象、节约成本，并推动企业做出准确的业务决策。工业 4.0 还可以确保高效的流程，在实现生产目标方面省时省力。

制造速度更快

添加自动化和智能技术到任一工业流程都会带来更快的制造流程和更为高效的供应链。

IIoT、AI 和云计算等先进技术可以大幅缩短企业生产产品所需的时间。

例如，软件公司 Bazel 已经利用自动化技术为汽车行业构建和测试软件（从 Uber 到 Peloton）。

利用未来技术

工业 4.0 为制造业带来了一系列新技术、新技能和新趋势。得益于 IIoT、数字孪生、先进机器人和人工智能等技术工具，企业可以降低成本、提高效率并且做出更明智的决策。借助这种新的力量，企业可以创建一个更具弹性、数据驱动的供应链和生产流程，以满足现代客户和行业的需求。