Industry 4.0 illustrated - Resource efficiency through digitalisation
近年來，製造業面臨著新一輪危機，一方面人力和材料成本持續上漲，增加了工廠的生產成本。另一方面，產品的更新越來越快，庫存很有可能引發更大的風險。因此製造業需要一種全新的模式，而最新提出的工業 4.0 模式，正是針對當前製造業的困境而生。
自金融危機以來，全球各國對製造業的重視上升了一個層次。製造業是每一個發達經濟體的經濟支柱，包括生產加工、農產品和石油天然氣等，正是這些製造業的繁榮發展，進而有了運輸、電商等服務業。
過去，製造業經歷了三次重要的革命性改變。第一次工業革命始於英國，蒸氣動力推動了生產力和生產模式的階段性轉變，然後，第二次工業革命是以電力為基礎的變革，而第三次是一場無聲的資訊技術革命。而今天，人們正在經歷第四次工作革命。
第四次工業革命也是就工業4.0，是關於實體與數位、虛擬世界融合的話題，代表過去兩百多年來的重大結構性變化。生產的效率將提升到一個全新的水平，不需要太多的人力勞動，而是使用機器自動化並實現更高的價值轉換。
製造業競爭模式發生變化
未來製造業競爭模式將發生改變，廉價的勞動力不再是優勢。製造商需要重新思考整個價值鏈，如何透過供應鏈的優化使得產品更便宜，應用不同的思維和工具集，對收入、價值、成本、性能、服務和營運模式等進行模擬分析。
第四次工業革命，在很多方面對製造業的優勢起到重要作用，在數位化的支持下，管理者將變得更優秀，包括了創造力和創新方面，有利於企業建立強大的價值鏈，和獲得獨特的競爭優勢。
未來製造業供應商、製造商和客戶將緊密連接在一起，生產系統具有更快的響應速度，可以滿足個性化訂製的需求。供應商快速提供材料，並在更短的時間內回款，這樣有助於降低供應成本，釋放整個生態系統的財務壓力。
成本壓力是影響製造業的一個關鍵要素，引入先進的生產自動化和技術人才，合理投資可以獲得更長遠的利益。而工業 4.0 模式將實體和虛擬兩個世界連接，實現了過去許多不能實現的任務。
數位化技術改善資產效率
對於許多資產密集型的產業，資產績效管理將是十分重要的部分。例如採礦、電力、石油、天然氣、化工行業以及公用事業，這些行業正在利用工業物聯網，和認知計算技術，來改善運行的效率。
石油和天然氣行業，將是最有可能實現大數據價值轉換的領域，基於物聯網和感測器採集的數據，可以進行預測性維護，併發揮出更重要的作用。例如降低維護和營運的成本，提升生產的安全性等。
目前在工業物聯網領域，IBM、通用電氣、霍尼韋爾、Uptake和C3等公司，都推出相關的資產管理工具。IBM 公司的 Maximo 目標是對車輛、渦輪機和電梯的設施進行跟蹤分析。
霍尼韋爾的 Uniformance Suite 數位智慧分析平台，可將工廠數據轉化為可操作的資訊，從而實現智慧營運。而通用電氣提供的 Predix 平台，可以開發出適用於用戶自己的資產管理方案。
還有，Uptake 與羅羅公司合作，透過人工智慧軟體對發動機進行管理，其設備性能管理應用程序 Uptake APM 包括了設備類型、設備性能、故障機制和維護任務等資訊。而另一家創業公司 C3 則瞄準了醫療、電信、交通和公共服務領域。
生產模擬創造優勢競爭力
數位化只是第一步，工業4.0 技術將數位和實體領域結合在一起，以支持預測、警報和規範性響應。生產過程中存在多種可變因素，從材料的品質到內部工藝的變化，包括生產的環境、時間和生產方式，透過感測器收集結構化和非結構化數據，利用分析模型有利於產品問題發生之前辨識偏差，從而降低生產風險。
在新的製造模式下，利用數位化雙胞胎軟體，可對生產的各處環節進行模擬，以檢測產品的設計，材料用量，安裝方式是否符合要求。工業4.0 技術將更好的支持即時分析，和自動控制操作，工廠可以及時調整生產流程，以保證產品有更好的品質輸出。
目前，越來越多的公司，開始使用 3D 可視化和虛擬現實，來培訓操作員和維護人員，一些企業推出的沈浸式訓練模擬器，為操作員提供各種現場情況的虛擬體驗。除了操作員培訓和預測外，3D 虛擬化還可幫助操作員，在工廠營運開始之前做好準備。
利用虛擬技術可以減少工廠調試所需要的時間，驗證自動化設備的配置是否正確，以辨識和糾正自動化中的數據不一致和錯誤。先進的工廠設計軟體可以改善產品開發的工作流程，從而加速產品從設計、製造到交付的生命週期。這些技術也將成為未來製造業的優勢競爭力。
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