自工業(yè)革命開(kāi)始以來(lái)，每一次技術(shù)進(jìn)步都能夠帶來(lái)工業(yè)生產(chǎn)效率的大幅提高。19世紀初，蒸汽機促進(jìn)了現代工廠(chǎng)的建立，到了20世紀，電氣化帶動(dòng)了工業(yè)大規模生產(chǎn)并在70年代實(shí)現了自動(dòng)化。然而在隨后的幾十年里，工業(yè)技術(shù)進(jìn)步僅僅是量的增加，與信息技術(shù)、移動(dòng)通信、電子商務(wù)等相比突破甚微?，F在，我們正處于第四波工業(yè)浪潮中。
波士頓咨詢(xún)公司發(fā)布報告介紹了工業(yè)4.0時(shí)代的九大技術(shù)趨勢，并探討其潛在的技術(shù)和經(jīng)濟效益。這九大技術(shù)進(jìn)步已應用于制造業(yè)，而隨著(zhù)工業(yè)4.0的到來(lái)，它們將改變生產(chǎn)方式：獨立和優(yōu)化的單元將完全整合為自動(dòng)化的生產(chǎn)流程，改變供應商、生產(chǎn)商和客戶(hù)之間的傳統關(guān)系，也改變了人和機器之間的關(guān)系。
1 大數據及分析
基于大數據的分析模式最近只在全球制造業(yè)大量出現，它的優(yōu)勢在于能夠化產(chǎn)品質(zhì)量、節約能源，提高設備服務(wù)。在工業(yè)4.0背景下，將對來(lái)自開(kāi)發(fā)系統、生產(chǎn)系統、企業(yè)與客戶(hù)管理系統等不同來(lái)源的數據進(jìn)行全面的整合評估，使其成為支持實(shí)時(shí)決策的標準。例如，德國的半導體制造商英飛凌已經(jīng)采用了將單芯片關(guān)聯(lián)的方式，幫助檢測有故障的芯片來(lái)提高生產(chǎn)質(zhì)量。
2 自主式機器人
許多行業(yè)的生產(chǎn)商長(cháng)期使用機器人來(lái)處理復雜的作業(yè)，但機器人卻在不斷進(jìn)化，甚至可以在更大的實(shí)用程序中使用。它們變得更加自主、靈活、合作。最終，它們將與人類(lèi)并肩合作，并且人類(lèi)也要向它們學(xué)習。這些機器人將花費更少，并且相比于制造業(yè)之前使用的機器人，它們的適用范圍更廣泛。
在許多行業(yè)中，機器人已經(jīng)被長(cháng)期使用來(lái)處理復雜的任務(wù)且仍在不斷發(fā)展。它們正在變得更加自主靈活，最終將學(xué)會(huì )與人交往，和人類(lèi)安全地共同工作并向人類(lèi)學(xué)習。這些機器人將價(jià)格更低且用處更大，能夠承擔更為復雜的角色。
例如，顧家家居已經(jīng)使用了歐洲制造商的機器設備。這些機器人是相互連接的，以便他們可以協(xié)同工作，并自動(dòng)調整行動(dòng)，以配合下一個(gè)未完成的產(chǎn)品線(xiàn)。高端傳感器和控制單元可保證與人類(lèi)密切合作。同樣，工業(yè)機器人供應商ABB推出一款有兩支手臂的機器人，它被稱(chēng)為"玉米"，專(zhuān)門(mén)設計用來(lái)與人類(lèi)一起組裝產(chǎn)品(如電子消費品)。計算機視覺(jué)技術(shù)的應用保證了安全互動(dòng)和零件識別的實(shí)現。
3 仿真模擬
在工程階段，運用了3D仿真材料和產(chǎn)品，但在未來(lái)，模擬將更廣泛地應用于裝置運轉中。模擬將利用實(shí)時(shí)數據，在虛擬模型中反映真實(shí)世界，包括機器、產(chǎn)品、人等等，這使得運營(yíng)商可以在虛擬建模中進(jìn)行測試和優(yōu)化。例如西門(mén)子就開(kāi)發(fā)出了可以模擬的虛擬機器，從而使加工過(guò)程減少了80%。
4 水平和垂直系統集成
目前，大多數的IT系統都沒(méi)有被完全整合，公司、供應商和客戶(hù)之間聯(lián)系并不密切，從企業(yè)到車(chē)間的功能也缺乏完整的一體化。即使是工程本身，從產(chǎn)品到工廠(chǎng)自動(dòng)化，缺乏完全集成。隨著(zhù)工業(yè)4.0的到來(lái)，公司和部門(mén)間將更具凝聚力，數據整合網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展將使價(jià)值鏈實(shí)現真正的自動(dòng)化。
例如，達索系統和云供應商BoostAeroSpace聯(lián)手為歐洲航空航天和國防工業(yè)建立了一個(gè)合作平臺--AirDesign。該平臺可以作為一個(gè)工作空間設計和制造業(yè)的合作車(chē)間CONTROLENGINEERINGChina版權所有，也可作為一個(gè)私有云服務(wù)。它負責管理多方之間的交換產(chǎn)品和生產(chǎn)數據的復雜任務(wù)。
5 物聯(lián)網(wǎng)
如今，只有一些制造商的傳感器和設備進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)和嵌入式計算，它們通常處于一個(gè)垂直化的金字塔中控制工程網(wǎng)版權所有，距離進(jìn)入總體控制系統的智能化和自動(dòng)化水平仍有一定距離。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，更多的設備甚至更多的未成品將使用標準技術(shù)連接，可以進(jìn)行現場(chǎng)通信，提供實(shí)時(shí)響應。
驅動(dòng)和控制系統供應商博世力士樂(lè )，生產(chǎn)了一種半自動(dòng)的閥門(mén)生產(chǎn)設施，可以分散地分析生產(chǎn)過(guò)程。產(chǎn)品通過(guò)無(wú)線(xiàn)電頻率識別碼進(jìn)行識別，并且工作站能夠"獲知"每個(gè)產(chǎn)品必須執行的生產(chǎn)步驟，從而適時(shí)地進(jìn)行特定的操作。
6 網(wǎng)絡(luò )安全
許多企業(yè)依然依賴(lài)于未連接或者脫機的管理和生產(chǎn)系統，而到了工業(yè)4.0時(shí)代，連接性增強，網(wǎng)絡(luò )安全威脅也急劇增加。不過(guò)人們可以對整個(gè)新框架充滿(mǎn)信心，工業(yè)設備供應商正聯(lián)手同網(wǎng)絡(luò )安全公司進(jìn)行合作和收購。
7 云計算
在工業(yè)4.0時(shí)代里，更需要跨站點(diǎn)和跨企業(yè)的數據共享，與此同時(shí)，云技術(shù)的性能將提高，只在幾毫秒內就能進(jìn)行反應。其結果是設備數據將存儲在云中，生產(chǎn)系統可以提供更多的數據驅動(dòng)服務(wù)，許多工業(yè)監測和控制處理也將進(jìn)入云端。
8 增材制造
企業(yè)已開(kāi)始采用增材制造，比如用3D打印生產(chǎn)單個(gè)組件。進(jìn)入工業(yè)4.0，這種增材制造方法將在小批量定制產(chǎn)品的生產(chǎn)中更加廣泛地應用，它可以催生多種復雜而輕巧造型設計。高性能且分散的增材制造系統將減少運輸距離和庫存。例如，航空公司已將增材制造工藝應用于新設計中，既能減輕飛機重量，還能降低鈦等原料的費用。
9 增強現實(shí)
增強現實(shí)技術(shù)支持各種服務(wù)，比如你可以在倉庫里挑選部件并通過(guò)移動(dòng)設備發(fā)送維修指令。這些系統目前正處于起步階段，未來(lái)，企業(yè)將更加廣泛的使用增強現實(shí)技術(shù)為工人提供實(shí)時(shí)信息，改進(jìn)決策和工作程序。目前這種系統已經(jīng)以谷歌眼鏡的形式進(jìn)入了市場(chǎng)，工人可以透過(guò)虛擬現實(shí)的眼鏡看到實(shí)際的場(chǎng)景。
