2023 年第四次工业革命（工业4.0）指南

            全球工业4.0市场在2019年估计为70亿美元，预计到2026年将达到210亿美元，因为越来越多的制造企业正在优化其数字化转型战略。工业4.0，也被称为第四次工业革命，旨在创建智能制造机器和系统，这些机器和系统经过连接，自动化和分析，以改善生产，降低成本并优化流程。然而，第四次工业革命仍然面临挑战，因为越来越多的数据隐私法规正在通过，技术技能的差距正在扩大。

在本文中，我们将探讨什么是工业4.0，它从哪里出现，它的组件和相关技术是什么，它的例子，以及它未来的发展方向。

什么是工业4.0？

工业4.0是利用现代技术和工具改造和自动化传统制造和工业流程和实践的持续运动。“工业4.0”一词于2011年由德国科学家首次提出，旨在促进制造业人工智能和自动化的进步，旨在推动以前的工业革命。

工业 4.0 严重依赖大数据、物联网传感器和系统以及自动化，并利用最终用户视角作为技术创新的驱动力。

工业4.0有什么好处？

工业 4.0 旨在利用机器人、分析，流程挖掘和数字孪生创建互联和自动化流程，以产生生产、收入和客户忠诚度的增长。工业 4.0 带来了许多好处，例如：

• 提高生产率：
  • 缩短供应链流程并缩短上市时间。
  • 通过优化资产和库存管理提高资源效率。
  • 将机械和工艺风险降至最低。
  • 预测性维护系统中的高级分析可以将设备停机时间减少50%，并将产量提高 20%。
• 降低成本：
  • 数字技术可以为前 100 名欧盟制造商节省 160亿欧元的报废和返工成本。
  • 据称，通过利用工业4.0技术实现的平均成本降低在所有行业中为3.6% 
• 增强的客户体验：
  • 根据客户偏好和行为实现产品定制。
  • 加强客户参与度和忠诚度。
• 社会效益：
  • 工业4.0将减少劳动力并增加职位空缺的数量：
    • 38%的企业认为人工智能和自动化技术将使员工能够从事新的提高生产力的工作。
    • 25%的公司认为自动化将导致新角色的出现。

工业4.0的组成部分/技术是什么？

第四次工业革命和制造业数字化转型的顶级技术和组件包括：

1. 先进机器人：先进机器人是将机器人的硬件复杂性与智能传感器（例如超声波、光传感器、触摸传感器等）相结合的系统，这使得它们更容易训练以在制造环境中执行重复和非重复性任务。据估计，利用先进的机器人技术可将转换成本降低~15%。

2. 自治系统：自主事物是通过利用人工智能算法自主完成特定任务而无需人工交互的设备。在制造业中，自主系统可以从周围环境中收集信息，适应并做出数据驱动的决策，而无需人类用户的干预。

3. 云计算 用于存储数据并与业务合作伙伴和员工共享数据，而不是使用本地数据存储。

4. 网络安全：网络安全解决方案旨在保护业务数据，包括制造流程、库存、资产、成本和客户数据。网络安全解决方案可能包括同态加密，勒索软件检测工具和隐私增强技术。

5. 传感器：如工业物联网 （IIoT） 和 RFDI 技术
6. 模拟：例如组织的数字孪生
7. 3D打印
8. 虚拟现实和增强实现
9. 机器人流程自动化自动化重复的 GUI 流程。
10. 制造分析：用于分析从制造过程中收集的数据，并做出有关产品、流程、库存和资产的数据驱动决策，以及推断有关客户需求和市场趋势的见解。

工业4.0面临哪些挑战？

        工业4.0面临的一些主要挑战包括：

数据隐私

互连和云计算对数据隐私产生重大影响，因为它们将特权业务和客户端数据暴露在漏洞和网络攻击之下。根据德勤的报告，~84%的企业认为，由于采用工业4.0技术，网络风险水平将会增加。

缺乏技术采用

        许多企业认为他们没有足够的基础设施来成熟实施工业4.0的好处。只有14%的首席执行官相信他们的组织已经做好了充分的准备，以适应工业4.0带来的变化，20%的受访者认为他们的企业缺乏任何合适的基础设施。

缺乏技术技能

        随着机器人、人工智能和分析成为工业革命的支柱，工业4.0注定要创造更多的技术和维护工作。报告估计，到2025 年，机器人，人工智能，机器学习和自动化等认知技术将创造2025%的美国新工作岗位，这些工作岗位将集中在机器人监控，数据科学和内容管理上。然而，许多企业报告说，在实施工业4.0所需的领域缺乏熟练的员工。例如，在2018年对英国制造商的调查中，88%的受访者表示，缺乏技术技能是阻碍工业4.0技术投资的主要问题。

工业4.0的未来是什么？

人工智能、机器人和自动化的进步将引领工业5.0的发展，旨在：

• 让人类与协作机器人一起工作。
• 提高和再培训员工的技能，特别是数字技能。
• 采用以人为本的方法，同时利用工业 4.0 技术。
• 实现“熄灯”制造工厂，即使在工作时间之外（即熄灯时），也依靠机器人完成流程和任务。

 因此，对于制造企业来说，优化其数字化转型战略以跟上工业技术和革命的快速步伐非常重要。