Industry 4.0：看IBM如何讲述工业4.0
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工业4.0技术如何改变制造业？
工业4.0正在彻底改变企业制造、改进和分销产品的方式。制造商正在将新技术（包括物联网 （IoT）、云计算和分析，以及 AI 和机器学习）集成到其生产设施和整个运营过程中。
这些智能工厂配备了先进的传感器、嵌入式软件和机器人，可以收集和分析数据，从而做出更好的决策。当来自生产运营的数据与来自ERP、供应链、客户服务和其他企业系统的运营数据相结合，从以前孤立的信息中创造全新的可见性和洞察力时，就会创造更高的价值。
这种数字技术可以提高自动化程度，进行预测性维护，对流程改进进行自我优化，最重要的是，将效率和对客户的响应能力提升到前所未有的新水平。
发展智能工厂，为制造业进入第四次工业革命提供了难得的机会。分析从工厂车间传感器收集的大量大数据可确保制造资产的实时可见性，并可以提供执行预测性维护的工具，以最大限度地减少设备停机时间。
在智能工厂中使用高科技物联网设备可以提高生产率和质量。用 AI 支持的视觉洞察取代手动检测业务模型可减少制造错误并节省资金和时间。只需极少的投资，质量控制人员就可以设置连接到云的智能手机，从几乎任何地方监控制造过程。通过应用机器学习算法，制造商可以立即检测到错误，而不是在维修工作更昂贵的后期阶段。
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工业4.0的历史背景（从蒸汽机到传感器）
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第一次工业革命
从18世纪末的英国开始，第一次工业革命通过使用水和蒸汽动力，而不是纯粹的人力和畜力，帮助实现了大规模生产。制成品是用机器制造的，而不是手工费力地生产的。
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第二次工业革命
一个世纪后，第二次工业革命引入了装配线以及石油、天然气和电力的使用。这些新的电源，加上通过电话和电报进行的更先进的通信，带来了大规模生产和一定程度的制造过程自动化。
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第三次工业革命
第三次工业革命始于二十世纪中叶，在制造过程中增加了计算机、先进的电信和数据分析。工厂的数字化始于将可编程逻辑控制器（PLC）嵌入机器中，以帮助实现某些过程的自动化，并收集和共享数据。
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第四次工业革命
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哪些技术正在推动工业4.0？
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物联网
物联网 （IoT） 是智能工厂的关键组成部分。工厂车间的机器配备了传感器，这些传感器具有IP地址，允许机器与其他支持Web的设备连接。这种机械化和连通性使得收集、分析和交换大量有价值的数据成为可能。
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云计算
云计算是任何工业4.0战略的基石。全面实现智能制造需要工程、供应链、生产、销售和分销以及服务的互联互通和集成。云有助于实现这一目标。此外，使用云可以更高效、更经济地处理通常要存储和分析的大量数据。云计算还可以降低中小型制造商的启动成本，这些制造商可以随着业务的增长调整其需求并进行扩展。
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人工智能和机器学习
人工智能和机器学习使制造公司能够充分利用不仅在工厂车间，而且在整个业务部门，甚至从合作伙伴和第三方来源生成的信息量。人工智能和机器学习可以创建见解，提供运营和业务流程的可见性、可预测性和自动化。例如：工业机器在生产过程中容易发生故障。使用从这些资产收集的数据可以帮助企业基于机器学习算法执行预测性维护，从而延长正常运行时间并提高效率。
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边缘计算
实时生产操作的需求意味着必须在"边缘"（即创建数据的位置）进行一些数据分析。这样可以最大限度地减少从生成数据到需要响应的延迟时间。例如，检测安全或质量问题可能需要对设备采取近乎实时的行动。将数据发送到企业云然后再返回工厂车间所需的时间可能太长，并且取决于网络的可靠性。使用边缘计算还意味着数据保持在其来源附近，从而降低安全风险。
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网络安全
制造公司并不总是考虑网络安全或网络物理系统的重要性。但是，工厂或现场（OT，Operational Technology）中操作设备的相同连接可实现更高效的制造过程，这也暴露了恶意攻击和恶意软件的新入口路径。在向工业4.0进行数字化转型时，必须考虑包含IT和OT设备的网络安全方法。
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数字孪生
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智能工厂的特点
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用于最佳决策的数据分析
嵌入式传感器和互联机械为制造公司提供了大量的大数据。数据分析可以帮助制造商调查历史趋势，识别模式并做出更好的决策。智能工厂还可以使用来自组织其他部分的数据及其扩展的供应商和分销商生态系统来创建更深入的见解。通过查看来自人力资源、销售或仓储的数据，制造商可以根据销售利润和人员做出生产决策。运营的完整数字表示可以创建为"数字孪生"。
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IT-OT 集成
智能工厂的网络架构取决于互联互通。从工厂车间的传感器、设备和机器收集的实时数据可以立即被其他工厂资产使用，也可以在企业软件堆栈中的其他组件之间共享，包括企业资源规划（ERP）和其他业务管理软件。
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定制制造
智能工厂可以生产定制商品，以更具成本效益的方式满足个人客户的需求。事实上，在许多行业领域，制造商都渴望以经济的方式实现"批量大小"的调整。通过使用先进的仿真软件应用程序、新材料和技术（如3D打印），制造商可以轻松地为特定客户创建小批量的专用产品。第一次工业革命是关于大规模生产的，而工业4.0是关于大规模定制的。
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供应链
工业运营依赖于透明、高效的供应链，作为强大的工业4.0战略的一部分，供应链必须与生产运营相结合。这改变了制造商提供原材料和交付成品的方式。通过与供应商共享一些生产数据，制造商可以更好地安排交付。例如，如果装配线遇到中断，可以更改交付路线或延迟交付，以减少浪费的时间或成本。此外，通过研究天气、运输合作伙伴和零售商数据，公司可以使用预测性运输在正确的时间发送成品，以满足消费者的需求。区块链正在成为实现供应链透明度的关键技术。
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工业4.0和混合多云IT架构
对于寻求利用工业 4.0 的制造商而言，构建混合多云 IT 基础设施是数字化转型的关键组成部分。混合多云是指公司拥有两个或多个公共云和私有云来管理其计算工作负载。这使他们能够跨所有云优化其工作负载，因为某些环境更适合某些工作负载或更具成本效益。寻求数字化转型和安全开放环境的制造商可以将现有工作负载从本地位置迁移到最佳云环境。
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