什么是工业4.0，如何实践?

简单地说，工业4.0是大规模使用自动化机器人、传感器物联网、供应链互联网、销售和生产大数据分析，通过人机协作提高整个制造价值链的生产率和质量。4.0工业后的生产链可以将其产值提高到原来的十倍以上，一般认为这是下一代工业革命的起源。

工业4.0的精神是链接和优化，链接制造相关的要素，优化提升企业的竞争力和盈利能力。日本制造商的目标集中在追求“零停机、零等待”，而德国工业4.0的最终目标是以相同的成本，实现经济批量尺寸1的“最大定制”生产灵活性。

以机械加工为例：如果机床上安装了多个传感器，则会采集零件加工过程中的各种过程数据，以监控刀具和机床状态。可在刀具过度磨损之前获得预警，并及时更换，以提高产品产量。就设备而言，您可以随时掌握机器的状态，制定维护计划，避免影响生产的意外停机。在本例中，连接了几个与制造相关的元素：传感器、机床、数据分析软件和生产执行系统。优化结果减少了因产量提高而造成的废料损失，延长了刀具寿命，降低了刀具成本，避免了意外停机导致的生产效率降低。

以运动鞋的定制生产为例:如果厂家在网站上提供运动鞋的各种配件、颜色、材质选择，让客户可以选择自己喜欢的配件的颜色和材质进行定制组合，然后在网上下单，那么企业就可以根据客户的喜好和尺寸来生产运动鞋，提高客户满意度。为了保持定制化生产的快速交付，企业必须连接客户网络订单数据、企业管理系统(原材料供应、生产调度)和工厂实体生产线。优化结果:定制产品的制造在很短的交货期内完成，甚至可以接受单个数量的订单，而不增加成本。

哪些与制造相关的要素可以相互关联?

存储在计算机中或通过网络可用的数据以及工厂中的物理对象可以连接元素。
计算机或网络数据，如零件设计图纸、传感器测量的监测数据、客户网络订单数据、企业管理信息、社区网站对特定产品的意见等。
物理对象，如在工厂组装的零件、机器人手臂、传送带、控制器、机床、检测机器等。
人也是一个环节。企业内部人员，如现场人员、产品设计师、企业决策者等接到预警后更换刀具的人员；企业之外的人员，如机器远程维护工程师、物流供应商、零售商、客户等，都是制造网络中的重要参与者。

工业4.0优化目标

工业4.0对于不同的行业有不同的含义：例如，在资源消耗大的行业中，链接的主要目的是节能；例如，对于具有非常多样化的产品线和高库存成本的B2C公司来说，引入链接和优化的目的可能是为了减少可以立即交付的库存。因此，每个公司都有自己的优化目标，这取决于导入项目的成本和效益。因此，工业4.0是一个自助餐，可以自由选择，而不是满座。

一般企业可以优化自己的目标，如工厂在资源方面的智能节能;在过程中，如用传感器监控生产线的加工状态，实时在线修正，或反馈工程设计修正以提高产品良率;例如，通过远程监控、数据分析、预见性维护等，最大化设备使用效率;在人力资源方面，如“增强现实”辅助人工操作，利用机械臂进行人机协作，提高人力资源利用效率;在库存方面，可以连接上下游制造商，实现实时供应链优化和批量优化;在质量方面，如统计分析和过程控制以提高产品质量;在供需匹配方面，数据分析可以推动需求预测或价值导向设计，优化供需匹配;在上市时间方面，如通过协同创造、开放式创新、同步工程、快速试生产和模拟等方式连接客户和合作伙伴，缩短上市时间;在售后服务方面，通过预测维修、远程维修、虚拟向导自助服务等方式提高客户满意度。

是行业4.0等于“机器人+自动化+大数据”

工业4.0的概念是连接和优化。机器人和数据分析都是优化的工具。是否使用它们取决于优化的目的。不同的行业有不同的优化目标:例如资源消耗大的行业，链接的首要目的是节约能源，所以生产线的监控很重要，机器人或自动化不是重点。

对于人工成本占比高的工厂，有些工厂用机械臂代替人工操作，将多个工序链接到自动化。如果引入成本效益，它将转向全自动化，甚至关灯。然而，有些生产线不适合用机械臂代替人工操作。您可以使用其他信息和沟通工具(如简单的定制工作指令或复杂的增强现实)来帮助员工进行操作，以减轻员工负担，提高生产率。这两家工厂都符合工业4.0的精神，但工具和手段不同。

大数据分析在工业4.0中有多种用途。例如，对于刀具成本高的工厂，可以使用数据分析来延长刀具寿命。对于产品线多样化、营销和库存成本高的B2C企业，可以将客户信息、社区网站讨论数据、区域收入增长和人口分布等链接起来进行数据分析和优化，实现精准营销、实时供应、减少库存。

因此，机器人或大数据是可用于实现行业4.0的工具或手段之一，但是否使用它们取决于工厂或企业的优化需求。介绍这些工具的成本和益处必须是主要考虑因素。

工业4.0与过去有何不同?

可以比以前链接更多的元素，响应速度更快，链接范围更广，可以优化的目标更多样，收益也更大。可以连接的元件比以前多。例如，一台机器或一条生产线可以连接到许多传感器，工业互联网可以以非常快的速度实时响应。连接的范围更广，例如，人、物、与整个产品生命周期相关的事物都可以被连接。还有许多可优化的目标，如自动响应工厂的各种意外情况，设备的预测性维护，以及产品的售后服务。

制造业的未来情况是怎样的?

一些行业适合大量的定制产品，未来的商业模式将会有很大的改变。以大量定制鞋为例，由于客户可以在网上选择定制产品并直接下单，制造业将有更多的机会从B2B扩展到B2C。

1. 产品正向响应式生产方向发展，即只有在接到订单后才开始生产，降低库存成本，减少滞销产品的损失。
2. 出现长尾效应：使用响应性生产，可以延长产品寿命周期。
3. 重新计算利润公式：制造业可以从B2B扩展到B2C。
4. 有了接受小批量订单的能力，新的客户和订单也会随之增加。

如果台湾不推行工业4.0怎么办?

制造竞争已经从成本、质量、交货、最低采购数量和定制服务满意度扩大。如果台湾工业不积极参与工业4.0转型，很有可能改变台湾企业在全球供应链中的角色和价值，甚至在下一次工业革命浪潮中被淘汰。

一些行业注重质量和成本，比如机械加工。竞争对手通过连接和优化来保持质量，同时也降低成本。尽管台湾保持现状，但它将很难维持目前的供应链地位。

在某些行业中，竞争对手之间的成本和质量几乎没有差异，但能够“快速交付和接受小订单的订单”的公司具有更大的优势。台湾现有的产业结构是由中小企业的主导。过去，它使用灵活的订单，灵活的生产和快速响应能力获胜。在未来，在这方面保持其优势必须依赖于行业4.0。

工业4.0将不可避免地改变国际工业的布局，并在未来重新分配价值和利润。当国际制造商系统地将制造和优化与远程通信工具联系起来，交付速度更快，批量只需一件就可以收到，台湾企业现有的优势不再存在，其在全球供应链中的角色也被取代，这将是未来的一大担忧。

工业4.0的定义是通过虚拟与真实的融合，实时掌握和分析最终用户，推动产品、服务甚至商业模式的创新。

“一切商业活动都从买方开始。”工业4.0是由客户服务研发、供应链和生产，以及整个系统或整个价值链的生命周期管理和服务驱动的。

未来工厂的“全生命周期管理和服务”，在工业制造生产过程的各个阶段可以达到的效率:

产品开发测试

• 缩短开发和测试时间和成本
• 协同研发

供应商/商业订单/采购

• 缩短喂养的时间，接收到生产订单
• 减少库存

生产:智能/模块化

• 大量定制，少量多样性
• 机器状态监测，预防性维护
• 生产线优化的自动调整

渠道销售

• 消费者获得个性化产品
• 企业与消费者的密切互动

客户服务

• 客户机器状态监控和预防性维护
• 客户机器的远程维护

工业制造供应链最终效应的好处包括对产品设计和开发的反馈、推动商业模式创新以及开发新市场和新业务。

如何做行业4.0？

上游、中游、下游的所有机器都连接到互联网，自动对话和通信(IoT):跟踪记录组件和产品的整个生命周期，实时分析生产数据。

新技术要求:

硬件包括传感设备、网络设备、机器人、可穿戴设备、3D打印、智能手机、平板电脑。
软件包括云平台、大数据分析、人工智能、虚拟现实VR/增强现实AR。

只有这样，才能解决制造业面临的市场快速变化、个性化需求、无法快速灵活适应的生产条件、劳动力短缺等问题。