自工業革命開始以來，每一次技術進步都能夠帶來工業生產效率的大幅提高。19世紀初，蒸汽機促進了現代工廠的建立，到了20世紀，電氣化帶動了工業大規模生產并在70年代實現了自動化。然而在隨后的幾十年里，工業技術進步僅僅是量的增加，與信息技術、移動通信、電子商務等相比突破甚微。

    現在，我們正處于第四波工業浪潮中：新興的數字技術產業被稱為工業4.0，具體即指九項基礎技術進步驅動的轉型（圖1）。在這些轉變中，傳感器、機器、工件和IT系統將相互聯接起來，超越單個企業擴大到價值鏈。這些聯接系統可以與基于因特網協議的其它系統相互作用，分析數據、進行預測和自動配置來適應變化。工業4.0可以實現跨設備的數據收集和分析，更加靈活高效地生產出低價高質的商品。這反過來還將提高生產效率、轉變經濟發展模式、促進工業增長，最終提升企業和地區的競爭力。

圖1 改變工業生產的9大技術

    波士頓咨詢公司發布報告介紹了工業4.0時代的九大技術趨勢，并探討其潛在的技術和經濟效益，為制造商和生產設備供應商提供信息。這九大技術進步已應用于制造業，而隨著工業4.0的到來，它們將改變生產方式：獨立和優化的單元將完全整合為自動化的生產流程，改變供應商、生產商和客戶之間的傳統關系，也改變了人和機器之間的關系。（圖2）

圖2 工業4.0正改變傳統制造業關系

一、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大量出現，它的優勢在于能夠優化產品質量、節約能源，提高設備服務。在工業4.0背景下，將對來自開發系統、生產系統、企業與客戶管理系統等不同來源的數據進行全面的整合評估，使其成為支持實時決策的標準。例如，德國的半導體制造商英飛凌已經采用了將單芯片關聯的方式，幫助檢測有故障的芯片來提高生產質量。

二、自主式機器人

    許多行業的生產商長期使用機器人來處理復雜的作業，但機器人卻在不斷進化，甚至可以在更大的實用程序中使用。它們變得更加自主、靈活、合作。最終，它們將與人類并肩合作，并且人類也要向它們學習。這些機器人將花費更少，并且相比于制造業之前使用的機器人，它們的適用范圍更廣泛。

    在許多行業中，機器人已經被長期使用來處理復雜的任務且仍在不斷發展。它們正在變得更加自主靈活，最終將學會與人交往，和人類安全地共同工作并向人類學習。這些機器人將價格更低且用處更大，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，以便他們可以協同工作，并自動調整行動，以配合下一個未完成的產品線。高端傳感器和控制單元可保證與人類密切合作。同樣，工業機器人供應商ABB推出一款有兩支手臂的機器人，它被稱為“玉米”，專門設計用來與人類一起組裝產品（如電子消費品）。計算機視覺技術的應用保證了安全互動和零件識別的實現。

三、仿真模擬

    在工程階段，運用了3D仿真材料和產品，但在未來，模擬將更廣泛地應用于裝置運轉中。模擬將利用實時數據，在虛擬模型中反映真實世界，包括機器、產品、人等等，這使得運營商可以在虛擬建模中進行測試和優化。例如西門子就開發出了可以模擬的虛擬機器，從而使加工過程減少了80%。

四、水平和垂直系統集成

    目前，大多數的IT系統都沒有被完全整合，公司、供應商和客戶之間聯系并不密切，從企業到車間的功能也缺乏完整的一體化。即使是工程本身，從產品到工廠自動化，缺乏完全集成。隨著工業4.0的到來，公司和部門間將更具凝聚力，數據整合網絡的發展將使價值鏈實現真正的自動化。

    例如，達索系統和云供應商Boostaerospace聯手為歐洲航空航天和國防工業建立了一個合作平臺——AirDesign。該平臺可以作為一個工作空間設計和制造業的合作車間，也可作為一個私有云服務。它負責管理多方之間的交換產品和生產數據的復雜任務。