【导读】工业4.0指的是实体资产、自动化以及数码信息的智能集成，其目的是让那些与生产相关的实时性信息对所有决策制定者而言是透明的。透过精确的信息及减少浪费的高效系统，可快速做出决策。
预期到2019年在先进制造领域将会持续引入更多的工业4.0技术；那些尚未引进或太晚部署新技术的业者，可能要眼睁睁看着竞争对手们累积优势，如效率提升、减少浪费及停机时间、更敏捷的反应市场条件，并创造更高的利益。随着新的一年开始，智能工厂的八种趋势将在2019年得到更广泛的验证。
数字孪生的“接管”
数字孪生（Digital Twin）是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。
数字孪生提供了与工业部门中使用的物理组件相对应的虚拟对象。例如，制造汽车的机器人手臂可以使用数字孪生进行监控，数字孪生收集有关机械手臂操作的数据，并提供有关需要定期维护或更换的组件的信息。
数字孪生可以使预测性维护更加容易，并提供有价值的可视化功能以提高效率。虽然有很多方法可以收集和管理物联网信息，但数字孪生提供了一种更为直观而强大的方法。
人工智能和高级分析技术无处不在
多年来，预测性维护在工业环境中一直扮演着日益重要的角色，物联网组件的持续增长也提供了比以前更多的信息。
结合机器学习和其他人工智能工具，现代工业软件比过去凭借个人经验判断确定何时需要更换设备部件更加有效。
与其他技术不同，预测性维护的好处很容易计算。作为一种工业物联网技术，预测性维护一定会成为未来工业管理人员的优秀助手。
网络安全投资愈发重要
在早期阶段，物联网在执行任务的过程中时常会出现杂乱无章的情况。同时，对于许多公司而言，安全设备并不被视为重中之重。
现在这种情况正在改变，那些即将或已经投资物联网的公司正在越来越多地采取措施确保新的投资免受网络攻击。
这种改变的部分原因是因为现在的网络攻击越来越猖獗，越来越有利可图，而安全防范较低的工业设备尤其诱人。
制造业公司面临的挑战之一就是确保他们使用正确的安全条例并确保所有操作的合规性，因为没有一步到位的解决方案可以100%保护设备免受攻击者的“入侵”。
3D打印将用于制造最终产品
随着3D打印机变得成本更低、速度更快、更精确、更能与广泛的材料(包括生产级的)一起工作，它们越来越多地被用于制造最终产品，而不仅仅是模型。
这被称为“加法制造”，因为这些机器将给定的材料层层放置，以创造一个现成的对象。而不是“减法”的业务，即切割、钻孔和锤击材料。
随着生产工具的效率提高，生产成本也降低了40%，3D打印制造对法国飞机设计和制造集团Latécoère来说确实是有效益的，该公司的工程师与包括空中客车公司、庞巴迪公司和达索公司在内的航空巨头合作，开始探索在生产零件的过程中使用3D打印的想法。
大众和惠普计划在生产线上安装金属3D打印设备，与合作伙伴GKN粉末冶金公司合作，该公司向大众汽车(Volkswagen)供应零部件。
在2019年，GKN和大众计划为汽车3D打印小部件，最初是在小范围内开发这项技术。与此同时，大规模生产汽车的第一批结构部件预计将在未来两到三年内完成。
其他几家汽车制造商也在探索3D打印。2018年是许多制造商突破原型制造的一年。2019年将在此基础上发展，技术将变得更具有能力和成本效益，设计师将会利用它的优势来进行生产制造工具。
边缘计算将帮助工厂工人掌握更多信息
在英国，最新的预算显示，光纤和5G的投资金额将从2017年、2018年的2500万英镑增加到2023年、2024年的2.9亿英镑。
2018年8月，西米德兰被选为英国第一个5G试验室地。这项耗资数百万英镑的计划将为英国未来的5G技术推广铺平道路，这将使该地区成为该国第一个准备大规模测试5G应用和服务的地区。
这是全欧洲公共和私人5G计划的代表，这些计划可为智能工厂和供应链提供新的连接能力。
制造商越来越偏向使用移动技术，让工厂员工可以从大量数据点获取数据分析和重要警报。
自动机器人和其他过程也依赖于快速、可靠的连接。随着在2019年推出商用5G，制造商有更多选择和机会利用无线连接来满足其不断扩展的数据和自动化需求。
设备制造商们正在为更多的信息互通和移动劳动力创造条件。通过手机和平板电脑，员工可掌握这些自动化、智能化的应用程序，这有助于提高效率、协作和决策的效益。
其中一个元素是多访问边缘计算(或移动边缘计算)。它将云计算能力置于蜂窝网络的边缘，避免了网络拥塞，降低了成本。期望5G能与这项技术相融，并扩大其用途。
工业4.0将助跑可穿戴设备
工业4.0主要是为了使工厂变得更有效率，并为其提供获取关键信息的便捷途径。
这一点在可穿戴设备领域很明显，在这个领域，制造商开始使用数字性能管理和增强现实(AR)来实时地将正确的信息传递给合适的人。这些策略有助于交流交互式工作说明和标准操作程序。
据Capgemini公司称，沉浸式技术正从工业公司的“假设用途”转向实用型技术，AR成为早期赢家。
生物制药公司AstraZeneca在微软的HoloLens上使用了统一引擎，并开始运作AR设备的标准操作程序(SOP)，从而获得了成功。这允许操作人员在检查列表中导航，并在全息透镜的指导下执行任务。
同样，航空航天巨头波音公司也在使用增强现实(AR)技术为技术人员提供飞机布线原理图。通过AR技术，布线原理图会直接进入工作人员的智能眼镜视野中，该系统帮助员工在这项任务中释放了双手，从而将配线时间减少了25%。
AR已经在世界各地的智能工厂中投入使用，不少的工业公司也在进行试点。AR每年为电脑软件和服务公司PTC创造的价值已经达到2000万美元。
随着成功案例越来越频繁地出现，明年可能会有无数的AR试点计划在整个制造业内推出。
在可穿戴设备领域，我们可以期待靠紧身衣来判断工厂工人的安全和效率。
福特位于西班牙巴伦西亚发动机组装厂的员工已经用一套特殊的西装，该服饰配备了身体追踪技术。这家汽车制造商利用这项技术设计了较少身体压力的工作站，通过准确跟踪工人的动向，福特正在为其汽车生产流程提供数据驱动的改变，从而使其更安全、更高效。
随着越来越多的工厂员工为数字系统所装备，跟踪运动服和其他可穿戴设备将使员工能够更好地与此类系统进行交互，并使员工能够更深入地集成到前瞻性制造商的以数据为中心的战略中。
机器人即服务是可行的
“机器人即服务”(RoboticsAs AService)的理念正在制造业和物流领域取得进展，这是一种完全创新的机器人应用模式。特别适用于资金、人力匮乏但想增加效益的小型企业，它是网络应用最具效益的营运模式。
机器人即服务的理念正在制造业中迅速崛起，其最新支持者之一是工业机器人公司Kuka，该公司正在将这一想法提升到一个全新的水平。
这家德国公司早在2016年就被中国消费品制造商美的收购，最近宣布将推出一项新的产品。智能即服务主动性。其合作伙伴还有汽车制造业的保时捷集团(PorscheGroup)合作的制造业咨询公司MHP和保险巨头慕尼黑再保险(MunichRe)。
其理念是，这项服务为制造公司，尤其是汽车制造商，提供了一个机会，可以将其业务的资本密集型部分外包出去，避免前期投资成本，并降低风险。合作伙伴声称，智能工厂作为一种服务，可以将一些制成品的上市时间最低减少30%。
很明显，Kuka的愿景是非常远大的：租出机器人是一回事，租出整个工厂又是另一回事。然而，与此同时，也有许多公司致力于一种基于服务的工业机器人技术的版本。
根据ABI研究公司2018年5月的一份报告，机器人即服务是一个有弹性的概念，对不同的供应商来说意味着不同的东西。但一般说来，它被广泛地用来描述一种基于租用或租赁机器人的商业模式，而不是要求客户提前付费才能拥有机器人。
机器人即服务的理念使供应商把维护和升级纳入按需服务体系，这意味着随着智能、更灵活、可编程的机器人的出现，用户不再被快速贬值的资产所困扰。
云机器人和API将给制造商更大的控制权
机器人控制和开发环境正变得更加开放。API使最终用户能够根据自己的需要定制和优化机器人解决方案，并废除专有的控制系统。
微软最近宣布，Windows支持机器人操作系统（ROS）接入以及工业联盟的成员的加入。这标志着工业机器人技术发展有着更大的可能性。
ROS是一个灵活的框架，允许开发人员为高级机器人行为编写编程。传统上，工具、库和标准的集合只在Linux上有官方支持，但开发人员现在可以使用Windows10中的工具了。
此举将使微软与OpenRobotics和Ros工业联盟合作，将机器人操作系统引入Windows。微软还加入了一个联盟，该联盟致力于将ROS的先进能力扩展到制造业，并提高工业机器人的生产率和投资回报。
将不同的研究小组和拥有不同互补技能的公司汇聚在一起，对于工业机器人更成功更广泛的应用至关重要。
企业计算不再完全以云计算为中心，制造商和解决方案提供商越来越希望在尽可能接近云计算的地方完成数据处理。机器人技术和边缘计算将在未来的工业4.0中有着内在的联系。
与此同时，云机器人使得机器人在世界任何地方均可被远程控制。使全球劳动力之间的协作更加灵活和高效。
在未来的几年里，语音控制将通过能够处理自然语言的人工智能助手，开始发挥更大的作用，促进工厂工人进行更适宜的合作。
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