自工業(ye) 革命以來，科技進步大幅推動了工業(ye) 生產(chan) 力的發展。蒸汽機的出現給19世紀工業(ye) 革命提供了人力無法企及的物理動能。20世紀初，電力的普及讓大規模製造成為(wei) 可能。1970年代，製造自動化技術讓工業(ye) 生產(chan) 效率大幅提升。這三次科技浪潮每一次都徹底改變了工業(ye) 生產(chan) 的麵貌，我們(men) 不妨將之稱為(wei) 工業(ye) 1.0、工業(ye) 2.0和工業(ye) 3.0。但此後，製造業(ye) 卻放慢了發展腳步，與(yu) IT、移動通信和電子商務等劃時代的創新相比，近30年工業(ye) 技術並沒有取得突破性的進展。

如今，我們(men) 終於(yu) 迎來第四波工業(ye) 創新浪潮，這就是工業(ye) 4.0，它以9大類科技技術為(wei) 基礎。在這次工業(ye) 轉型中，傳(chuan) 感器、機器、工件和IT係統將在整條價(jia) 值鏈上融合到一起。這種實體(ti) 設備與(yu) 互聯網相互連接的製造係統能對數據進行收集分析，對錯誤進行預判，並能不斷進行自我調整，從(cong) 而適應不斷變化的環境。在生產(chan) 效率方麵，在未來5-10年，越來越多的公司將采用工業(ye) 4.0技術，除生產(chan) 資料以外的可變成本將降低15-25%，工業(ye) 部件製造企業(ye) 將獲得最大的生產(chan) 效率提升（20-30%），例如汽車製造企業(ye) 生產(chan) 率將提高10-20%。工業(ye) 4.0技術將大大提升製造效率，推動經濟轉型，改進勞動力就業(ye) 結構，並最終改變公司乃至國家之間的競爭(zheng) 格局。

工業(ye) 4.0的9大類技術中的很多技術其實已經應用在製造業(ye) 中，但工業(ye) 4.0技術將這些技術整合到一起，成為(wei) 完整的生產(chan) 流程，這將改變供應商、製造商和消費者之間的關(guan) 係，以及人與(yu) 機器之間的關(guan) 係。

大數據和數據分析技術

對於(yu) 製造領域，大數據分析還是新鮮事物，但它已經能幫助企業(ye) 改進產(chan) 品質量，節省能源並提高設備的性能。在工業(ye) 4.0的環境下，對不同數據源（設備、係統和企業(ye) ）進行收集和分析將成為(wei) 未來企業(ye) 進行實時決(jue) 策的標準配備。

半導體(ti) 製造商收集生產(chan) 過程中的數據，這幫助它在生產(chan) 流程的早期預判出故障的芯片，從(cong) 而提高生產(chan) 質量。

自動機器人技術

很多生產(chan) 行業(ye) 已經廣泛采用機器人進行生產(chan) ，但今天的機器人技術變得更加強大。自動機器人不但更加靈活和智能，更可以在彼此之間進行溝通互動，甚至具備學習(xi) 新技能的能力。這些新機器人不但在性能上遠超目前的工業(ye) 機器人，更在成本上大大降低。

機器人設備製造商提供生產(chan) 的機器人就具備相互溝通的能力。這些機器人可以在一起合作，根據生產(chan) 線上的工序調整自己的行動。這些機器人還搭載了先進的傳(chuan) 感器和控製單元，能與(yu) 人類進行緊密的合作。ABB公司推出了雙臂機器人YuMi，它可以與(yu) 工人肩並肩的工作，它們(men) 具備計算機視覺係統，不但可以識別零件，還能保證與(yu) 人進行安全的互動。

模擬技術

在工程設計領域，不少公司都采用了3D模擬技術來設計產(chan) 品的結構和材料。未來，模擬技術將擴展到更廣的範圍。人們(men) 可以用實時數據來模仿物理世界，將新產(chan) 品放入虛擬的生產(chan) 環境中。在進行實際生產(chan) 前，公司可以對這些新產(chan) 品進行測試和優(you) 化，從(cong) 而減少設備裝配調試的時間並提高產(chan) 品質量。

西門子公司開發了一個(ge) 虛擬機器係統，它可以通過真實數據對機器進行模仿。這個(ge) 係統最多能減少設備裝配調試時間達80%。

水平和垂直係統整合技術

今天大部分公司的IT係統並未完全整合。公司、供應商和顧客常常是各自為(wei) 戰。在企業(ye) 內(nei) 部，工程設計、生產(chan) 和職能部門也往往相互隔絕。即便是工程設計這一環節，也沒有幾家公司能做到設計——製造——自動化的三點一線。但隨著工業(ye) 4.0技術的發展，公司、部門和能力將成為(wei) 更加緊密的整體(ti) ，一條橫跨公司的數據網絡將讓價(jia) 值鏈真正實現自動化。

Dassault Systèmes和BoostAeroSpace為(wei) 歐洲航天和國防工業(ye) 搭建了名為(wei) AirDesign的合作平台。該平台搭建在私有雲(yun) 上，參與(yu) 的合作夥(huo) 伴可通過該平台進行複雜的合作以及數據交換。

物聯網技術
目前內(nei) 置傳(chuan) 感器和計算機的互聯產(chan) 品數量仍有限。然而，隨著物聯網時代的到來，以及連接標準的統一，越來越多的產(chan) 品將相互連接。屆時，身處不同地理位置的產(chan) 品設備將能進行互動和溝通，並由中央處理器集中控製。物聯網將實現決(jue) 策的去中心化，互聯設備能進行自動分析和決(jue) 策，對環境變化進行實時反應。

博世集團旗下的Rexroth公司推出一套自動生產(chan) 係統。通過無線電編碼，不同位置的工作站可以感知每件產(chan) 品需要進行的生產(chan) 步驟，並自動執行生產(chan) 流程。

網絡安全技術
隨著工業(ye) 4.0時代的到來，原先相互隔絕的設備將相互連接，工業(ye) 係統和生產(chan) 線將連接成一體(ti) 。到時，網絡安全的重要性將大幅提高。安全可靠的網絡通信以及身份辨別和接入管理係統將變得至關(guan) 重要。
去年，歐洲幾家大型工業(ye) 設備製造商已經通過聯手和並購的形式與(yu) 網絡安全公司進行了合作。

雲(yun) 計算技術

很多企業(ye) 已經開始使用職能和數據分析的雲(yun) 應用。未來更多的生產(chan) 數據和功能將搭載在雲(yun) 端，為(wei) 生產(chan) 製造提供更多的數據相關(guan) 服務。隨著技術的進化，未來的監測和控製流程也可能會(hui) 遷移到雲(yun) 上。

增材製造（3D打印）技術

目前一些企業(ye) 已經開始采用3D打印技術，但大多數都處於(yu) 試驗階段或用於(yu) 製造獨立部件。未來3D打印技術將廣泛應用到小批量生產(chan) 和大規模定製領域。3D打印技術將大大降低企業(ye) 的庫存成本和物流成本。

飛機製造企業(ye) 已經開始使用3D打印技術降低飛機的重量，節省稀有材料如鈦的使用量。

現實增強技術

現實增強係統可以在很多方麵協助工人生產(chan) ，例如通過手持設備挑選倉(cang) 庫中的配件或發送維修指令。這些係統目前還處在實驗期，但未來這些技術將為(wei) 工人提供實時信息，幫助他們(men) 進行實時決(jue) 策，改善生產(chan) 流程。

比如，未來工人可以裝備現實增強眼鏡等設備，當他們(men) 檢查一台設備時，計算機就將故障原因和維修指南發送到工人的眼鏡上。

另一種應用是虛擬訓練係統。西門子為(wei) Comos軟件開發了一套發電站虛擬操作訓練係統。操作人員佩戴現實增強眼鏡，訓練他們(men) 在緊急狀況下的操作。