工业 4.0 技术：制定数字战略的技巧

无论是否准备好，制造业世界都在发生变化。这是使用工业 4.0 技术制定数字战略的入门指南。

无需重新讨论第一次、第二次或第三次工业革命。

那些有兴趣追踪过去两个世纪制造业进展的人可以在互联网和其他地方找到大量信息。

现在更重要的是要认识到 a) 我们正处于第四次工业革命的早期阶段，其变革潜力远远超过其前辈，b) 掌握这些新技术对我们未来的成功至关重要。

但是这个叫做工业 4.0 的东西是什么？自人类磨砺第一块岩石以来，它与日常技术进步有何不同？

这是一个深刻的问题，但简单来说，当前的工业革命是由数据和数字化定义的。这是一个机床和工厂都很智能的环境，以前不同的系统相互通信，决策是基于分析而不是推测做出的。
 

这也是厂商必须努力掌握的环境。正如蒸汽动力让位于电力，机械控制系统成为计算机和软件控制系统的牺牲品一样，虚拟化和大数据也将增强——在某些情况下，取代——我们目前的制造方法。

以下是工业 4.0 的一些关键组件，如果他们想要在这个勇敢的新数字世界中取得成功，机械车间、钣金制造商以及制造业中的任何人都应该熟悉这些组件。

什么是工业物联网 (IIoT)，有什么好处？

如果您家中有可联网的烟雾探测器或智能恒温器，那么您已经熟悉物联网 (IoT)。现在将相同的技术应用到 CNC 机床或其他工业设备上——你猜对了——你现在是 IIoT 的用户，它是关于机器性能、生产状态、潜在维护需求等等的无数数据的来源.

事实上，IIoT 有能力收集如此多的信息，以至于它被认为是所谓的大数据的来源，这是一种名副其实的信息洪流，应该保持必要的涓涓细流，以获得最大的利益。然而，如果实施得当，工业物联网允许设施避免“过度依赖部落知识”，并降低技术人员将他们来之不易的经验带到别处时所带来的风险。

山特维克可乐满数字加工总监 Jeff Rizzie 表示，IIoT 与该公司的 MachiningInsights 等分析软件一起，让这些人更有效率。他还表示，对于尚未使用 IIoT 的商店来说，现在是开始的好时机。

工业云计算

在大多数但并非所有情况下，从物联网设备流出的数据最终会进入云端，尽管它的名字很高，但实际上只不过是亚特兰大、里诺或其他地方的超级连接、服务器填充的数据中心。与 IIoT 一样，您可能每天都在使用云，甚至都没有考虑它。您的银行软件在云中，Facebook、Dropbox、Words with Friends 以及当今使用的几乎所有基于计算机的服务或移动应用程序也是如此。

为什么这对制造商很重要？我想到了几个答案。第一个是刚才描述的：与 IIoT 的互操作性，以及远程监控和管理生产过程的机会。这为无人值守制造及其诸多好处打开了大门。

但也越来越多地使用来自 Autodesk 360、MachiningCloud 和许多企业资源规划或 ERP 系统等基于云的软件即服务 (SaaS) 产品。这些提供了简化的部署以及大大降低的投资成本，同时让更小的制造商能够访问曾经遥不可及的高端软件系统。 Epicor Software 的 Tom Bidinger 说，云计算“有能力彻底改变我们开展业务的方式。”

什么是数字孪生？

云与另一个主要的工业 4.0 发展密切相关：数字双胞胎，也就是虚拟双胞胎。无论您怎么称呼它，制造商都使用这些数字复制品来验证产品设计、模拟故障模式、预测现场性能并收集真实世界的实时使用数据。

Autodesk 的 CAM 产品经理 Al Whatmough 指出，数字双胞胎提供了多种改进机会。 “它可以像刀具路径模拟一样简单，然后可以将加工数据与数字双胞胎联系起来进行性能分析。另一方面，工厂车间的数字孪生使工业或制造工程师有更大的能力优化他们的整个运营。”

增材制造

然后是3D打印。乍一看，可能不清楚为什么增材制造 (AM) 被视为工业 4.0 技术，但毫无疑问它确实如此。 “经济高效地进行小批量打印的能力使更多制造商能够实现大规模定制，而不仅仅是行业巨头。”

这就是 MakerBot Industries 首席执行官 Nadav Goshen 的观点，他指出 3D 打印的发展已经远远超出了其作为快速原型制作技术的最初用途。设施用它来制造固定装置和其他工具。飞机制造商使用它来生产关键的发动机部件、HVAC 管道和结构部件。汽车制造商开始将其视为最终用途制造技术的价值。名单还在继续。

但同样，为什么 3D 打印属于工业 4.0 的范畴？更重要的是，为什么制造商要采用它？有很多原因。首先，它是一种固有的数字技术。它利用云进行数据交换和协作。它在很大程度上是自动化的，促进了本地制造，并且比减材制造工艺浪费得多。尽管 AM 尚不具备机器学习和 AI（人工智能）的能力，但请放心：它即将到来。

说到人工智能，它是工业 4.0 拼图的另一块。增强现实和虚拟现实 (AR/VR)、先进的机器人技术和自动化、边缘计算、网络物理系统 (CPS) 等也是如此。这似乎需要解决很多问题，但确实如此，但对于那些正在考虑如何实施数字制造战略的人来说，请采纳 Jeff Rizzie 的建议：从大处着眼，从小处着手并迅速行动。

特别感谢 Sandvik Coromant、MakerBot、Autodesk、Epicor Software 和其他人在撰写本文时提供的帮助。

您如何利用自动化和数据来提高制造能力？在下面的评论中分享您的想法和见解。

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您准备好迎接工业 4.0 了吗？制定数字战略的提示

制造业正处于第四次工业革命的早期阶段——其变革潜力远远超过其前身。

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