当我们谈论工业4.0时需要记住的一件事是该主题具有非常广泛的定义和范围。这可能意味着很难，我们在这里将尝试做的是介绍一些关键领域当前的可能性，阐明与这些领域相关的挑战，以及我们在未来几年可能会看到的情况。

 

　　数字孪生和虚拟工厂

 

　　数字孪生——流程、生产线和工厂的虚拟复制——是工业4.0的一个方面，有可能改变公司的运营方式，提高生产力、效率和可持续性。TNA Solutions全球扩展现实经理娜塔莎·阿维兰吉介绍了与数字孪生相关的“虚拟工厂”概念及其带来的好处。

 

　　TNA的虚拟工厂是一种开创性的、高度先进的解决方案，它利用扩展现实 (XR) 的力量为任何计划或当前的运营创建功能齐全的交互式数字孪生。它使所有利益相关者能够查看制造设施的任何更改或添加的结果，从而优化物理占地面积，并无缝集成生产线设备。

 

　　这意味着任何潜在的危险和挑战都可以在任何人踏入现场之前得到缓解。无论身处全球何处，所有利益相关者都可以进行虚拟会面，通过减少差旅来节省时间并减少碳足迹。此外，虚拟工厂的远程功能有助于沉浸式和交互式培训，以及获得虚拟支持。

 

　　云和边缘计算

 

　　越来越多的公司正在采用云计算作为其工业4.0战略的基石。将数据存储在云端可以更有效地处理数据，从而实现生产、供应链、销售和分销的真正连接和集成。

 

　　但对于许多生产商来说，最好对数据保持更多的控制。也许是因为生产需求需要这样做，例如在紧急安全问题需要实时数据分析以减少停机时间的情况下。对于这些来说，边缘计算是合乎逻辑的方法，因为数据靠近源头，但它们仍然可以保持必要的安全级别。因此，一家公司采用哪种方法，无论纯云计算还是云与边缘的结合，完全取决于他们的具体运营，罗克韦尔自动化欧洲、中东和非洲区域总监萨钦·马图尔解释道。

 

　　每种方法都有其独特的优势和用例，并且可以战略性地组合它们来满足不同的需求。云计算涉及使用托管在互联网上的远程服务器来存储、管理和处理数据、应用程序和服务，从而提供多种方法来增强价值链，具有可扩展性、灵活性、可访问性、降低基础设施成本和增强协作，而边缘计算涉及处理更接近源的数据，例如物联网设备，因此具有低延迟、带宽优化、离线操作和数据隐私等优势。云计算和边缘计算的结合使企业能够利用这两种方法的优势。关键的实时处理可以在边缘进行，而复杂的分析和长期数据存储则在云端处理。

 

　　人工智能和机器学习

 

　　人工智能和机器学习可以帮助公司利用工厂车间、其他业务部门以及合作伙伴或供应商有时生成的大量信息。它可以提供对各种流程的可预测性和自动化的见解，以提高整个运营的效率、安全性和可持续性。三菱电机F&B/CPG/FMCG/LS全球总监马尔特·施吕特详细解释了这些技术目前如何为包装行业及其他行业的客户提供支持。

 

　　利用数据采集和人工智能解决方案（例如机器学习和深度学习）来驱动自动化流程的最先进机械能够随着时间的推移提高能力和生产力。随着更多数据的生成和分析，流程可以变得更加稳健。人工智能的最终实现将是支持闭环规范性维护流程优化。设备将能够识别工具是否磨损，通过自动调整速度和运动模式，可以延长工具的使用寿命，同时满足产品质量目标，同时维护专家会收到通知并安排干预。

 

　　采用的速度是否发生变化？

 

　　以上概述了该行业采用工业4.0技术的方式，但其中许多技术已经存在多年，我们仍然感觉好像处于采用的早期阶段。我们有兴趣了解受访者是否认为整个行业在理解这些变革性概念的可能性方面进展缓慢。

 

　　“包装行业在实施新技术方面往往比较保守，”马尔特·施吕特说道， “设备的生命周期可以超过15年。再加上较高的成本敏感性，排除了先进技术的实施。但在过去的几年里，许多事情变化得更快。在电商行业，减少批量甚至‘批量大小’变得越来越普遍，每天数百万个包装单元必须100%定制。”

 

　　可以公平地说，新冠疫情也有助于加快采用速度。通过迫使我们将许多日常活动转移到网上，它向我们表明，必要时可以快速实现变革。“这场疫情证明，该行业正处于过渡阶段，这是必然的，”娜塔莎·阿维兰吉说， “旅行受到严格限制，而在限制解除后很长一段时间内出现的数字替代方案仍在继续。虚拟会议现在已经司空见惯，虚拟工厂等解决方案将其提升到了许多人以前从未经历过的水平。此外，还存在与熟练和非熟练劳动力相关的劳工问题——寻找和留住人才变得越来越困难。”

 

　　萨钦·马图尔同意采用率正在加快：“去年我们与一家研究公司合作，调查了全球数百家制造商。我们发现客户通常会在大约15-20年内采用和创新大量技术，而在制造业，他们只用了两年就做到了。这就是新冠疫情带来的加速。”

 

　　对于马尔特·施吕特来说，至关重要的不仅是收集数据，还要确保将其转化为有用的信息，并通过使用分析来创造增值见解，各个公司也应该避免试图在数据上做太多事情。 “逐步实现工厂数字化非常重要。成功之路是确定最紧迫的需求和/或痛点，并用数字技术解决它。完成第一次实施后，可以重复这一策略来优化其他活动，并最终优化整个工厂。”

 

　　工业5.0

 

　　围绕工业5.0概念的讨论正变得越来越响亮。简而言之，工业5.0可以作为工业4.0技术的补充，但它将工人的福祉置于中心位置。“工业4.0打开了个体资产或系统数字化的大门，创建了自动化孤岛，”马尔特·施吕特说道， “下一步是将它们连接起来，将整个环境数字化，连接虚拟和物理世界。整个工厂的兼容性和互操作性是未来成功的关键词，因为未来的工厂将是高度模块化和灵活的。实际上，我们将在工厂中看到工业2.0到5.0的流程和机器彼此相邻。”

 

　　萨钦·马图尔还热衷于强调工业5.0为何如此重要且独特的概念：“2.0的口号是电气化，3.0是自动化，4.0是数字化。这与技术本身无关。无论是电气还是自动化，都是人性化，这就是区别。简而言之，它是关于该技术的应用，以及这对我的孩子、你的孩子或那些尚未出生的孩子有何影响？”

 

　　接下来是什么？

 

　　有许多趋势将推动下一代数字技术——无论是对供应链可视性的日益关注、从全球化向本地化的转变，还是对整个供应链可持续性的持续需求。“包装的下一步与其他行业或传统制造组织相同，”萨钦·马图尔说， “他们需要更多地以用户为中心来真正定义数字化的含义。无论是与云计算还是边缘计算有关，他们在采用数字技术时都需要更加明确其目标结果。”