工业4.0将会改变什么？
什么是工业4.0
工业4.0于2011年被列为德国政府《2020年高新技术战略实施计划》的10项举措之一，全称为第四次工业革命。
第一次工业革命是指以水和蒸汽机为动力的机械化，第二次工业革命是指以石油和电力为动力的机器的大规模生产，第三次工业革命是指利用信息技术实现工作的自动化和高效化。随之而来的第四次工业革命据说将带来以前不可能实现的新生产方式，例如通过信息的相互利用来优化制造过程，解决人类难以解决的生产问题，以及通过融合各种数字技术来支持定制产品的小批量、多品种生产。
工业4.0的四大设计原则
互操作性
将生产中的事物、人员、系统和其他一切连接起来，共同工作并实时利用信息。信息透明
使用通过互连收集的数据，可以创建、可视化、分析虚拟模型并将其用于各种目的。技术援助
数字技术协助数据收集并解决人类面临的危险和困难问题。分布式决策
通过在网络空间分析现实世界收集的数据并将其反馈到现实世界，可以实现生产线的自主决策。
工业4.0瞄准的智能工厂
工业4.0的概念之一就是实现智能工厂。智能工厂也称为思维工厂，旨在通过网络将工厂内的所有设备（例如工人、制造设备、管理系统）互联起来，利用数字技术收集和分析数据，从而优化制造流程。此外，还将通过互联网从偏远地区的所有生产站点收集数据，以供相互利用。
数据利用对于智能工厂至关重要。为此，与使用机器和机器人的传统自动化不同，需要利用互联网、云、物联网、人工智能、传感器和图像处理等各种数字技术。
制造业向数字化转型
随着工业4.0备受关注，制造业数字化需求稳步提升。数字化和智能工厂对于解决制造业面临的问题至关重要，例如人口减少导致的劳动力短缺、应对社会条件变化导致的供应链中断以及脱碳努力。越来越多的公司已经引入并正在使用它。
例如，有一个系统可以集中管理全国工厂制造设备的运行状态，并通过详细分析运行时间来优化生产效率。还可以立即识别设备停机并远程重启，并在必要时自动向最近的工人发出维修请求并将其发送到现场。
通过将利用图像处理和人工智能的缺陷产品高速自动分选引入生产线，不仅提高了检查效率，而且可以在短时间内立即掌握缺陷率并分析缺陷发生的原因。还有共享工作数据和量化人体运动以用于技术转让的例子，以及通过使用虚拟模型进行模拟来缩短培训时间的例子。制造业的数字化范围从小到大。
数字技术实现工业4.0
物联网
物联网（IoT）是指将传感器、信息终端等可连接网络的设备附着在制造设备、生产线等物体上，将物体连接到互联网。这使得收集、分析大量数据并提供反馈成为可能。为了实现物联网，必须拥有与传感器和测量仪器相关的技术来量化和可视化事物的运动和变化。
边缘计算
边缘计算将数据处理服务器放置在生成数据的每个设备附近，或者将一些处理能力放在设备本身上。这使得实时数据处理和分析成为可能。此外，由于可以减少即时响应和网络负载，因此可以进一步提高生产效率。边缘计算需要小型、强大的边缘服务器和可在制造车间使用的高性能 PLC 等设备。
云（云计算）
云是通过互联网等网络向用户提供应用程序和存储等服务的一种形式。您可以轻松整合从不同地点发送的多个数据并存储大量数据，并且由于您不需要准备自己的服务器和应用程序，因此可以降低成本。
人工智能
人工智能是一种让计算机能够像人类一样进行判断和分析的技术，包括机器学习、深度学习等技术。通过使用人工智能，可以分析人类无法处理的大量数据，并高速执行基于数据的自动判断等复杂任务，从而充分利用数据。
数字孪生
数字孪生是一种在计算机上的虚拟空间中再现现实空间中收集的各种数据的技术。这使得在实际操作设备之前可以在虚拟空间中重复训练，并通过在虚拟空间中操作原型来设计和检查原型，就像在现实世界中一样。
概括
用于实现工业 4.0 的数字技术比以往任何时候都变得更加多样化且更容易引入。通过引入物联网、云和人工智能来实现智能工厂的例子有很多，不仅提高了效率，还实现了以前不可能的生产方式。利用数字技术是解决未来制造业面临的劳动力短缺、技术转移、快速响应多样化需求等问题的关键。通过审查整个制造流程，甚至从小点开始，我们离提高现场效率又近了一步。
