什么是工业 4.0？

在过去的历史上，数次工业革命颠覆了企业、政府乃至整个人类社会的经济和政治命运。第一次工业革命始于 18 世纪末的英国，当时的蒸汽发动机使纺织业从手工生产方法转向了机器生产方法。大约一个世纪后，铁路运输、电报通讯和电力供应的发展推动了第二次工业革命。直至第二次世界大战以后，1947 年，美国发明了晶体管，迎来了第三次工业革命。数字计算机推动了交通运输和通信技术方面的进步。

工业 4.0 的定义

今天，我们正处于第四次工业革命的浪潮中，即工业 4.0。这一词汇源自 2011 年德国政府的一项高科技策略计划，但直到 2016 年世界经济论坛以其作为主题后才逐渐盛行。与之前的工业革命相比，这场革命正在以指数级的速度发展。有鉴于其速度、范围和影响，工业 4.0 为企业和人口带来了影响、机会和风险。

工业 4.0 的相关性

工业 4.0 对企业产生了重大影响。为了采用相关技术，企业不仅需要更高的运营效率和更强的竞争力，具备适应新的客户消费模式的能力，还需要提高员工技能水平。

根据麦肯锡和世界经济论坛预计，到 2025 年，工业 4.0 的技术可通过新产品和服务，为全球经济带来高达 3.7 万亿美元的价值。这些技术能够根据消费者的时间要求和消费模式，进行设计、定制、制造以及交付。更高的自动化程度需要更高级的技能，所需支付的工资也会更高。然而，技能不高的员工可能会被机器取代，导致劳动力问题，加剧社会紧张局势。

这些技术还会增加不法分子造成业务中断的风险。例如，众所周知的 2021 年 Colonial Pipeline Company 和 JBS Foods 的勒索软件攻击事件，导致汽油和食品供应受到冲击，影响了部分美国人民的生活。因此，数据安全成为了当今确保安全和高效商务的关键问题。

对于政府来说，移动平台和互联网技术已逐渐透明化，可见性更高，可与普罗大众即时通信。但是，这些技术也可以绕过传统的政府控制形式，因为群体可以在常规通信渠道之外自行组织和沟通。现在，高速发展的各种事件和情境能够瞬间激起民众的情绪，因此政府领导人在制定决策和政策的过程中必须更加敏捷。

工业 4.0 的技术

新技术可用于实现第四次工业革命，从逻辑上可以分为：(a) 物联网 (b) 按需计算 (c) 认知计算 (d) 信息物理系统和 (e) 数据分析。

物联网

物联网 (IoT) 指的是内嵌传感器、软件甚至是处理器的物理对象，然后通过有线或无线通信技术连接到网络。物联网通过互联网与其他对象或系统通信和交换数据，以此采用新技术。智能家居技术可持续监视和控制家居设备，为消费者带来各种好处。数字孪生则是物理对象的数字表示，采用持续更新的物理对象数据，从而助力企业加快原型创建并持续监视设备性能。

按需计算

按需计算可用于在系统与系统之间交互时减少数据延迟，并创建单个数字线程以高效地调度业务流程。云计算是一个常见的例子，但另一种分布式计算形式，即边缘计算，对于关键任务系统来说十分重要。边缘计算可以近距离为系统提供足够的计算能力来实现接近于零的延迟。

认知计算

认知计算包括人工智能 (AI)、机器学习和计算机视觉应用，在计算方面模拟人类大脑的功能，有助于改善决策。多年来，全自动驾驶汽车一直处于原型阶段，但我们开始看到，在日常通勤交通工具（例如自动平行泊车系统）中的自动化水平不断提高。具有 AI/机器学习功能的设备维护平台将采用数据科学算法和历史数据，生成推荐方案来改善预防性维护的间隔时间，从而降低成本。

信息物理系统

信息物理系统是由基于计算机的算法控制的机械系统。现在，机器人技术在现代制造和物流运营中被广泛采用。增材制造俗称 3D 打印，可让您进行定制、快速制作原型并大批量生产形状复杂的零件。

数据分析

数据分析是指将原始数据转化为切实可行的洞察和趋势。嵌入式传感器和互联设备生成了大量实时数据。这些数据适合存储在数据湖中，该存储架构专门用于存储原始数据和结构化数据。另一个则是称为数据仓库的数据存储架构，汇集了来自多个来源（包括数据湖）的数据，可推动使数据可视化和分析，助您做出更好的决策。

工业 4.0 与制造业

毫无疑问，制造业是受工业革命影响最大的领域。现在，制造业还出现了许多新术语，例如智能制造和智能工厂。为了避免混淆，智能制造是总称，指通过更智能的设备、设施、产品、数据和流程来实现工业实践现代化。这个术语包含两个并列的概念，即工业 4.0 和智能工厂。借助新的工业制造技术（例如物联网、机器人技术和增材制造），智能工厂的生产环境只需要少量人为干预。

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造成工业 4.0 实施混乱的另一个原因是可选择的技术太多。随着当今变化速度不断加快，制造商很难理解和发现这些技术所带来的商机。企业之所以需要投资于新技术，不仅仅是为了保护企业不被市场颠覆，更是要引领市场。不幸的是，我们正朝反方向发展：72% 的制造业受访者表示，他们投资于新技术是为了保护业务免受影响，只有 28% 的受访者依靠投资于新技术来颠覆市场。（来源：Punit Renjen, “Success personified in the Fourth Industrial Revolution,” Deloitte Insights, 2019 年 1 月 19 日）

工业 4.0 与 Oracle

只有一件事是毋庸置疑的：工业 4.0 需要新的软件。从用于运行传感器的本地程序，到监视和协调多条生产线资源的制造执行系统，所有这些新技术都需要一种新型的 IT 架构。此外，通过与企业资源计划和其他供应链管理软件相集成，企业可确保有条不紊地生产产品设计，以及使用跨多个工厂的合适材料和资源来生产优质产品并提高利润率。

Oracle 提供广泛的技术解决方案，可以助您改进产品创新、增强客户和现场服务、赋能智能工厂并提高整个价值链的可见性。互联数字主线可将客户使用情况和反馈信息提供给产品生命周期管理 (PLM) 应用，从而提高产品质量并缩短产品开发周期。内置的传感器和区块链技术可以实现对工厂内部乃至整个价值链的货物和服务的可见性和控制。物联网生产监视软件可帮助制造商预测维护需求、减少停机时间、分析质量问题以及管理工厂和企业层面的运营。这些可随时部署的集成解决方案提供单一信息源，助您快速完成实施并加快价值实现速度。

企业和政府需要意识到工业 4.0 带来的巨大变化，并做好相应的准备措施。重要的是，我们拥抱工业 4.0，不仅仅是为了降低风险，更是要把握这场新革命所带来的种种机会。通过采用工业 4.0，企业可以提高生产力，减少浪费，创建更可持续的生产流程。