工業(yè)4.0，是當(dāng)前全球工業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)熱門話題。它是指通過(guò)將物理系統(tǒng)、數(shù)字系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)緊密集成，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)智能制造和智能工廠的目標(biāo)。工業(yè)4.0在智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、個(gè)性化等各個(gè)方面均有突破，正在成為制造業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)。

一、工業(yè)4.0的概念和原理

工業(yè)4.0是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)傳輸和分析、虛擬仿真、智能決策和人機(jī)協(xié)作等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化和信息化的全方面融合。其核心理念是實(shí)現(xiàn)“智能制造”，即通過(guò)智能化的生產(chǎn)和管理，使制造企業(yè)更加協(xié)同、靈活和智能化。

工業(yè)4.0的核心原則是實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)互通、信息透明、虛實(shí)融合、智能化決策”。具體而言，就是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的自動(dòng)化、智能化和柔性化，并且讓制造企業(yè)可以更好地適應(yīng)市場(chǎng)的需求。

二、工業(yè)4.0背后的九大新興技術(shù)

工業(yè)4.0依賴于九大技術(shù)支柱。這些創(chuàng)新技術(shù)連接了現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界，讓智能自主系統(tǒng)成為可能。雖然企業(yè)和供應(yīng)鏈已經(jīng)在使用其中一些先進(jìn)技術(shù)，但只有綜合運(yùn)用這些創(chuàng)新成果，才能充分釋放工業(yè)4.0的全部潛能。

1. 大數(shù)據(jù)和人工智能分析

如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0？數(shù)據(jù)是關(guān)鍵。從工業(yè)4.0的定義中可以看出，工業(yè)4.0是一場(chǎng)以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的工業(yè)革命。在工業(yè)4.0 時(shí)代，企業(yè)可以通過(guò)各種數(shù)據(jù)源采集大數(shù)據(jù)，包括工廠設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備、ERP 和 CRM系統(tǒng)，以及天氣應(yīng)用和交通應(yīng)用等。企業(yè)可以運(yùn)用人工智能 (AI) 和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)支持的分析解決方案來(lái)實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)，并利用從中獲得的洞察提升供應(yīng)鏈管理各個(gè)領(lǐng)域的決策和自動(dòng)化水平，比如供應(yīng)鏈計(jì)劃、物流管理、制造、研發(fā)和工程、企業(yè)資產(chǎn)管理 (EAM) 和采購(gòu)領(lǐng)域。

2. 橫向和縱向集成

工業(yè)4.0的基本框架是橫向和縱向集成。所謂橫向集成是指“現(xiàn)場(chǎng)”（包括生產(chǎn)車間、各種生產(chǎn)設(shè)施以及整個(gè)供應(yīng)鏈）的各種流程緊密集成。所謂縱向集成是指組織的所有層級(jí)都能串聯(lián)起來(lái)，數(shù)據(jù)可以自由流動(dòng)，從車間到管理層，再?gòu)墓芾韺拥杰囬g。換句話說(shuō)，生產(chǎn)與研發(fā)、質(zhì)量保證、銷售和營(yíng)銷及其他部門和流程緊密集成，從而減少數(shù)據(jù)和知識(shí)孤島，簡(jiǎn)化運(yùn)營(yíng)。

3. 云計(jì)算

云計(jì)算是工業(yè)4.0和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“重要推手”。目前，云計(jì)算為大多數(shù)先進(jìn)技術(shù)（從 AI 到機(jī)器學(xué)習(xí)再到物聯(lián)網(wǎng)集成）奠定了基礎(chǔ)，為企業(yè)創(chuàng)新提供了助力。驅(qū)動(dòng)工業(yè)4.0技術(shù)的數(shù)據(jù)常居云端，作為工業(yè)4.0核心的信息物理系統(tǒng)也使用云技術(shù)來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信和協(xié)調(diào)。

4. 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR)

通常，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是將數(shù)字內(nèi)容疊加到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。借助 AR 系統(tǒng)，員工在觀察實(shí)物（例如設(shè)備或產(chǎn)品）時(shí)，可以使用智能眼鏡或移動(dòng)設(shè)備查看實(shí)時(shí)IoT數(shù)據(jù)、數(shù)字化部件、維修或裝配說(shuō)明、培訓(xùn)內(nèi)容等。如今，AR技術(shù)方興未艾，而且對(duì)維護(hù)、服務(wù)、質(zhì)量保證以及技術(shù)人員培訓(xùn)和安全有著重大意義。

5. 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT)

物聯(lián)網(wǎng)，確切地說(shuō)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，對(duì)于工業(yè)4.0具有舉足輕重的意義。這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)常?；Q使用。工業(yè)4.0中的大多數(shù)實(shí)物（設(shè)備、機(jī)器人、機(jī)械、裝備、產(chǎn)品）都通過(guò)傳感器和 RFID標(biāo)簽提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括有關(guān)其狀態(tài)、性能或位置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。借助這項(xiàng)技術(shù)，企業(yè)可以更順暢地運(yùn)營(yíng)供應(yīng)鏈，快速設(shè)計(jì)并修改產(chǎn)品，防止設(shè)備停機(jī)，掌握消費(fèi)者偏好，追蹤產(chǎn)品和庫(kù)存等等。

6. 增材制造/3D 打印

增材制造或3D打印起初是作為一種快速設(shè)計(jì)原型的工具，現(xiàn)在已得到廣泛應(yīng)用，從大規(guī)模定制到分布式制造，不一而足。借助 3D 打印技術(shù)，零件和產(chǎn)品可以作為設(shè)計(jì)文件存儲(chǔ)在虛擬庫(kù)存中，并在需要時(shí)按需打印，從而減少場(chǎng)外/離岸制造的成本和需求。3D 打印的應(yīng)用范圍每年都在不斷擴(kuò)大，材料也日益多樣化，比如，金屬、高性能聚合物、陶瓷甚至生物材料等基礎(chǔ)材料都能用于3D打印。

7. 自主機(jī)器人

隨著工業(yè)4.0浪潮的到來(lái)，新一代自主機(jī)器人也在崛起。自主機(jī)器人經(jīng)過(guò)編程可以自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)，盡可能減少人工干預(yù)。從庫(kù)存掃描無(wú)人機(jī)到用于揀選和放置貨物的自主移動(dòng)機(jī)器人，不同的自主機(jī)器人在尺寸和功能方面千差萬(wàn)別。這些機(jī)器人搭載了先進(jìn)的軟件、AI、傳感器和機(jī)器視覺(jué)，能夠執(zhí)行高難度和精細(xì)的任務(wù)。它們可以識(shí)別和分析從周圍環(huán)境接收的信息，并采取相應(yīng)行動(dòng)。

8. 數(shù)字孿生

數(shù)字孿生是基于IoT傳感器數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的機(jī)器、產(chǎn)品、流程或系統(tǒng)所作的虛擬化模擬。作為工業(yè)4.0的核心組成部分，數(shù)字孿生可幫助企業(yè)更好地了解、分析和優(yōu)化工業(yè)系統(tǒng)及產(chǎn)品的性能與維護(hù)。舉例來(lái)說(shuō)，設(shè)備操作員可利用數(shù)字孿生找出具體的故障零件，預(yù)測(cè)潛在的問(wèn)題并延長(zhǎng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)間。

9. 網(wǎng)絡(luò)安全

在工業(yè)4.0浪潮下，連接點(diǎn)和大數(shù)據(jù)的使用量激增，有效的網(wǎng)絡(luò)安全措施變得至關(guān)重要。通過(guò)實(shí)施零信任 (Zero Trust) 架構(gòu)以及機(jī)器學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈等技術(shù)，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的威脅檢測(cè)、預(yù)防和響應(yīng)，減少網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)泄露和生產(chǎn)延遲風(fēng)險(xiǎn)。

三、SAP工業(yè)4.0解決方案在制造企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用

SAP工業(yè)4.0解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)人員、數(shù)據(jù)和資產(chǎn)的統(tǒng)一互聯(lián)，使得企業(yè)可以獲得近乎無(wú)限的優(yōu)化空間。下面通過(guò)幾個(gè)示例揭示了SAP工業(yè)4.0解決方案如何幫助企業(yè)提高制造和供應(yīng)鏈的效率、可視性以及可持續(xù)性：

1. 協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)：SAP工業(yè)4.0解決方案支持企業(yè)構(gòu)建協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)。通過(guò)平臺(tái)，企業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員和利益相關(guān)方可以訪問(wèn)和共享設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與洞察。通過(guò)采用這種開放式方法，各個(gè)職能部門可以加強(qiáng)協(xié)作、創(chuàng)意共享和知識(shí)交流，從而做出更明智的設(shè)計(jì)決策，更快速地開發(fā)出以客戶為核心的創(chuàng)新型產(chǎn)品。

2. 預(yù)測(cè)性維護(hù)：SAP工業(yè)4.0解決方案通過(guò)集成物聯(lián)網(wǎng)傳感器和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，制造企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備健康狀況。預(yù)測(cè)性維護(hù)算法可以提前識(shí)別潛在故障。這樣，企業(yè)可以主動(dòng)采取維護(hù)措施，并且有望將停機(jī)時(shí)間減少50%，將資產(chǎn)壽命延長(zhǎng)40%。

3. 供應(yīng)鏈優(yōu)化：SAP工業(yè)4.0解決方案支持企業(yè)獲取整個(gè)全球供應(yīng)鏈的端到端可視性。通過(guò)整合來(lái)自供應(yīng)商和內(nèi)部團(tuán)隊(duì)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及與庫(kù)存水平、生產(chǎn)計(jì)劃和客戶需求有關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，企業(yè)可以優(yōu)化物流，平衡供需，改進(jìn)訂單履行，并提高整個(gè)供應(yīng)鏈和制造流程的效率。

4. 敏捷制造：SAP工業(yè)4.0解決方案借助人工智能和數(shù)據(jù)分析工具，企業(yè)可以收集并分析來(lái)自社交媒體、在線評(píng)論和客戶支持互動(dòng)等數(shù)據(jù)源的實(shí)時(shí)客戶洞察和反饋。研發(fā)團(tuán)隊(duì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可以利用這些數(shù)據(jù)，洞察消費(fèi)者偏好、痛點(diǎn)和新興趨勢(shì)。通過(guò)將反饋納入設(shè)計(jì)流程，企業(yè)可以快速開發(fā)更契合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品，提高客戶滿意度和忠誠(chéng)度，并推動(dòng)創(chuàng)新。

5. 質(zhì)量控制與缺陷檢測(cè)：SAP工業(yè)4.0解決方案能夠使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，從所有生產(chǎn)線收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。通過(guò)持續(xù)監(jiān)控制造和生產(chǎn)流程，你可以檢測(cè)異常、識(shí)別質(zhì)量問(wèn)題并快速采取糾正措施，確保始終交付高質(zhì)量產(chǎn)品。

6. 循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐：SAP工業(yè)4.0解決方案支持循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，專注于減少浪費(fèi)并很大限度地重復(fù)利用、翻新和回收物料。通過(guò)利用大數(shù)據(jù)分析和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，你可以跟蹤產(chǎn)品生命周期，實(shí)施逆向物流來(lái)處理產(chǎn)品退貨，并優(yōu)化寶貴資源的回收。此外，基于人工智能的數(shù)據(jù)分析工具還能幫助產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員直接從繪圖板開發(fā)產(chǎn)品， 提高產(chǎn)品的可持續(xù)性，減少資源浪費(fèi)，并且更輕松地回收或重新利用產(chǎn)品。

7. 碳足跡監(jiān)控與優(yōu)化：借助SAP工業(yè)4.0解決方案，企業(yè)可以收集和分析有關(guān)能源消耗、運(yùn)輸排放以及其他碳足跡來(lái)源的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量和監(jiān)控排放量，你可以確定需要改進(jìn)的領(lǐng)域，實(shí)施節(jié)能措施，并制定碳減排戰(zhàn)略，幫助實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)大的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

借助SAP工業(yè)4.0解決方案，企業(yè)不僅能在工廠中運(yùn)行智能的自主制造流程，還能開發(fā)智能產(chǎn)品，管理智能資產(chǎn)和設(shè)備，并提供新興的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和決策支持技術(shù)，賦能員工。

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