“拒绝接受变化的人如同创造腐朽的人，人类唯一无需改变的机构就是墓地”— Harold Wilson 前英国首相
蒂普泰柯科技诞生根源：全球知名-波士顿咨询公司(BCG)分析报告
以下为波士顿公司关乎工业4.0著名的论点摘要：
自工业革命开始以来，技术进步推动了工业生产力的急剧增长。十九世纪蒸汽机驱动的工厂，电气化导致了二十世纪早期的大规模生产，并且工业在二十世纪七十年代变得自动化。然而，在随后的几十年中，工业技术进步只是增量，特别是与改变IT，移动通信和电子商务的突破相比。
然而，现在，我们处于第四波技术进步之中：新的数字工业技术的兴起，即工业4.0，这是一项由九项基础技术进步推动的转型。（参阅图1）在这种转变中，传感器，机器，工件和IT系统将在价值链上连接到单个企业之外。这些连接的系统（也称为网络物理系统）可以使用基于互联网的标准协议相互交互，并分析数据以预测故障，自我配置和适应变化。工业4.0将使跨机器收集和分析数据成为可能，实现更快，更灵活，更高效的流程，以更低的成本生产更高质量的产品。这反过来将提高制造业生产力，转变经济，
本报告描述了作为工业4.0构建模块的九大技术趋势，并探讨了它们对制造商和生产设备供应商的潜在技术和经济效益。为了证明我们的研究结果，我们使用了德国的案例研究，德国被公认为工业自动化领域的全球领导者。
技术进步的九大支柱
构成工业4.0基础的九项技术进步中的许多已经用于制造业，但在工业4.0中，它们将改变生产：隔离，优化的电池将作为完全集成，自动化和优化的生产流程汇集在一起，领先提高效率，改变供应商，生产商和客户之间以及人与机器之间的传统生产关系。（见图表2）
大数据和分析
基于大数据集的分析最近才在制造业中出现，它可以优化生产质量，节省能源并改善设备服务。在工业4.0环境中，来自许多不同来源（生产设备和系统以及企业和客户管理系统）的数据的收集和综合评估将成为支持实时决策的标准。
例如，半导体制造商英飞凌科技通过将生产过程结束时测试阶段捕获的单芯片数据与流程早期晶圆状态阶段收集的过程数据相关联，减少了产品故障。通过这种方式，英飞凌可以识别出有助于在生产过程早期排出故障芯片并提高生产质量的模式。
自主机器人
许多行业的制造商长期以来一直使用机器人来处理复杂的任务，但机器人正在发展以获得更大的效用。他们变得更加自主，灵活和合作。最终，他们将彼此互动并与人类安全地并肩工作并向他们学习。这些机器人的成本更低，并且具有比当今制造中使用的机器人更大的功能。
例如，欧洲机器人设备制造商Kuka提供相互作用的自动机器人。这些机器人是相互连接的，因此它们可以一起工作并自动调整其动作以适应下一个未完成的产品。高端传感器和控制单元可与人类密切合作。同样，工业机器人供应商ABB推出了一款名为YuMi的双臂机器人，专门用于与人类一起组装产品（如消费电子产品）。两个带衬垫的臂和计算机视觉允许安全的交互和部件识别。
模拟
在工程阶段，已经使用了产品，材料和生产过程的三维模拟，但在未来，模拟也将在工厂运营中得到更广泛的应用。这些模拟将利用实时数据来镜像虚拟模型中的物理世界，虚拟模型可包括机器，产品和人类。这允许操作员在物理转换之前测试和优化虚拟世界中下一产品的机器设置，从而减少机器设置时间并提高质量。
例如，西门子和德国机床供应商开发了一种虚拟机，可以使用物理机器的数据模拟零件的加工。这将实际加工过程的设置时间缩短了80％。
水平和垂直系统集成
今天的大多数IT系统都没有完全集成。公司，供应商和客户很少紧密相连。工程，生产和服务等部门也不是。从企业到车间的功能没有完全整合。即使是工程本身 - 从产品到工厂再到自动化 - 也缺乏完整的集成。但是，随着工业4.0的发展，公司，部门，职能和能力将变得更加紧密，因为跨公司的通用数据集成网络不断发展并实现真正的自动化价值链。
例如，DassaultSystèmes和BoostAeroSpace为欧洲航空航天和国防工业推出了一个协作平台。该平台AirDesign可作为设计和制造协作的通用工作空间，可作为私有云上的服务提供。它管理在多个合作伙伴之间交换产品和生产数据的复杂任务。
工业物联网
今天，只有一些制造商的传感器和机器联网并利用嵌入式计算。它们通常组织在垂直自动化金字塔中，其中具有有限智能和自动化控制器的传感器和现场设备输入到总体制造过程控制系统中。但是，通过工业物联网，更多的设备 - 有时甚至包括未完成的产品 - 将通过嵌入式计算和使用标准技术进行连接。这允许现场设备根据需要彼此通信并与更集中的控制器进行交互。它还分散了分析和决策，实现了实时响应。
博世力士乐是一家驱动和控制系统供应商，为一个采用半自动化，分散式生产工艺的阀门配备生产设施。通过射频识别码识别产品，并且工作站“知道”必须对每个产品执行哪些制造步骤并且能够适应于执行特定操作。
网络安全
许多公司仍然依赖于未连接或关闭的管理和生产系统。随着工业4.0附带的标准通信协议的连接性和使用的增加，保护关键工业系统和生产线免受网络安全威胁的需求急剧增加。因此，安全可靠的通信以及机器和用户的复杂身份和访问管理至关重要。
在过去的一年中，一些工业设备供应商通过合作或收购与网络安全公司合作。
云端
公司已经在某些企业和分析应用程序中使用基于云的软件，但对于工业4.0，更多与生产相关的事业将需要跨站点和公司边界增加数据共享。与此同时，云技术的性能将得到提升，反应时间仅为几毫秒。因此，机器数据和功能将越来越多地部署到云中，从而为生产系统提供更多数据驱动的服务。即使是监控和控制流程的系统也可能会基于云。
制造执行系统的供应商是已经开始提供基于云的解决方案的公司之一。
添加剂制造
公司刚刚开始采用增材制造，例如3D打印，它们主要用于原型制造和生产单个组件。通过工业4.0，这些添加剂制造方法将被广泛用于生产小批量的定制产品，这些产品具有结构优势，例如复杂，轻便的设计。高性能，分散的增材制造系统将减少运输距离和库存。
例如，航空航天公司已经在使用增材制造来应用新设计，以减少飞机重量，降低钛等原材料的费用。
增强现实
基于增强现实的系统支持各种服务，例如选择仓库中的零件并通过移动设备发送维修说明。这些系统目前处于起步阶段，但未来，公司将更广泛地使用增强现实技术，为工人提供实时信息，以改善决策和工作程序。
例如，工人可能会收到有关如何更换特定部件的维修说明，因为他们正在查看需要维修的实际系统。该信息可以使用诸如增强现实眼镜之类的设备直接显示在工作人员的视野中。
另一个应用是虚拟培训。西门子为其Comos软件开发了一个虚拟工厂操作员培训模块，该模块使用逼真的基于数据的3-D环境和增强现实眼镜来培训工厂人员处理紧急情况。在这个虚拟世界中，运营商可以通过点击网络代表来学习与机器进行交互。他们还可以更改参数并检索操作数据和维护说明。
工业4.0的影响
在欧洲，美国和亚洲的公司中，已经开始采用工业4.0的元素。
量化影响：以德国为例
为了定量了解工业4.0对全球潜在的影响，我们分析了德国的制造业前景，发现第四波技术进步将带来四个方面的好处：
生产率。在未来五到十年内，工业4.0将被更多公司所接受，将德国所有制造业的生产力提高900亿欧元至1500亿欧元。转换成本的生产率提高（不包括材料成本）将在15％至25％之间。在考虑材料成本时，将实现5％至8％的生产率提高。这些改进因行业而异。例如，工业零件制造商可以实现一些最大的生产率提升（20％至30％），汽车公司可以预期增长10％到20％。（见图表3）
收入增长。工业4.0也将推动收入增长。制造商对增强型设备和新数据应用的需求，以及消费者对更多种类越来越多的定制产品的需求，将推动每年约300亿欧元的额外收入增长，约占德国GDP的1％。
就业。在我们对工业4.0对德国制造业的影响的分析中，我们发现其刺激的增长将导致未来十年的就业增长6％。（参阅图4）在同一时期，机械工程领域的员工需求可能会增加10％。但是，将需要不同的技能。在短期内，自动化程度越高的趋势将取代一些执行简单，重复性任务的低技能劳动力。与此同时，越来越多地使用软件，连接和分析将增加对具有软件开发和IT技术能力的员工的需求，例如具有软件技能的机电一体化专家。（机电一体化是一个包含多个工程学科的工程领域。
投资。我们估计，调整生产流程以纳入工业4.0将要求德国生产商在未来十年内投资约2500亿欧元（约占制造商收入的1％至1.5％）。
德国的估计效益说明了工业4.0对全球制造业的潜在影响。工业4.0将直接影响生产者及其劳动力以及供应制造系统的公司。
生产者
下一波制造业将影响生产商的整个价值链，从设计到售后服务：
沿着价值链，生产过程将通过集成的IT系统进行优化。因此，今天的岛屿制造单元将被全自动化的集成生产线所取代。
产品，生产流程和生产自动化将通过一个集成流程并通过生产商和供应商的协作进行虚拟设计和调试。物理原型将减少到绝对最小值。（参见“组件制造商从更大的灵活性中受益。”）
组件制造商从更大的灵活性中获益
制造过程将增加灵活性并允许小批量的经济生产。机器人，智能机器和智能产品相互通信并做出某些自主决定将提供这种灵活性。（参见“汽车和下一波自动化。”）
汽车和下一波自动化
制造过程将通过学习和自我优化设备来增强，例如，当他们感知未完成产品的某些特性时，他们将调整自己的参数。
使用自动驾驶汽车和机器人的自动化物流将根据生产需求自动调整。
工业4.0可以比现在更快地响应客户需求。它提高了生产过程的灵活性，速度，生产率和质量。它为采用新的商业模式，生产流程和其他创新奠定了基础。随着越来越多的工业生产商投资工业4.0技术以增强和定制他们的产品，这将实现更高水平的大规模定制。
制造系统供应商
随着制造商要求工厂中具有工业4.0功能的机器和系统的更大连接性和交互性，制造系统供应商将不得不扩展IT在其产品中的作用。更改可能包括在云和嵌入式设备上部署更多的功能模块化。随着系统整体功能和复杂性的增加，需要更多地分配决策。此外，用于下载软件和协作伙伴关系的在线门户可以提供更灵活和适应性更强的设备配置。自动化架构也将针对不同的用例进行演变。供应商必须为这些不同的情景做好准备并支持这些转变。
工业自动化供应商和大多数机床制造商已经建立了重要的软件开发能力 - 但工业4.0将需要更多。此外，这些供应商将不得不与正在进入不断增长的车间和生产相关应用和数据驱动服务市场的IT厂商展开竞争。
机器，产品，零件和人类日益增长的互联性也需要新的国际标准，这些标准定义了未来数字工厂中这些元素的相互作用。制定这些标准的努力尚处于起步阶段，但正由传统的标准化机构和新兴财团推动。德国的Plattform Industrie 4.0是第一个驱动因素，但是由制造业，互联网，IT和电信公司于2014年3月成立的美国工业互联网联盟（IIC）已经成为一个突出的选择。随后，在德国成立了一个新机构Dialogplattform Industrie 4.0，以抵消IIC的强势地位。其他几个标准化组织也有野心。
未来之路
行业和国家将以不同的速度和不同的方式接受工业4.0。具有高水平产品变体的行业，例如汽车和食品和饮料行业，将受益于更高程度的灵活性，可以提高生产率，例如，需要高质量的行业，如半导体和制药，将受益于数据分析驱动的改进，可降低错误率。
拥有高成本熟练劳动力的国家将能够利用更高程度的自动化以及对更高技能劳动力的需求增加。然而，许多拥有年轻，技术精湛的劳动力的新兴市场也可能抓住机遇，甚至可能创造全新的制造概念。
为了积极塑造转型，生产商和系统供应商必须采取果断行动，接受技术进步的九大支柱。他们还必须解决适应适当基础设施和教育的需要。
生产者必须确定优先事项并提升劳动力
生产者必须在其生产流程中确定优先级并提高其员工的能力，具体如下：
确定需要改进的关键领域，例如灵活性，速度，生产力和质量。然后，考虑技术进步的九大支柱如何推动指定地区的改善。避免陷入增量方法; 相反，考虑通过九种技术的组合实现更多基本变化。
分析对员工的长期影响并进行战略性员工队伍规划。调整角色，招聘和职业培训，为员工提供所需的额外IT技能。
虽然这些改进已经为现有行业带来了巨大潜力，但新兴领域可以使用工业4.0技术，通过创新的工厂布局和生产流程来破坏现有标准。
供应商必须利用技术
制造系统供应商需要了解他们如何在新用例中使用技术，以便为其客户提供最大的利益。这些技术可用于不同的产品，例如网络化嵌入式系统和自动化的增强，新软件产品的开发以及分析驱动服务等新服务的交付。要建立这些优惠，他们必须建立正确的基础：
定义要针对其增强或新增优惠使用的业务模型。
构建技术基础，例如分析工具库。
建立正确的组织结构和能力。
发展在数字世界中至关重要的伙伴关系。
参与并塑造技术标准化。
与此同时，系统供应商需要建立基于情景的长期行业发展愿景，并确保他们的战略将为最可能的情景做好准备。
基础设施和教育必须适应
生产者和供应商必须努力适应基础设施和教育，因为他们接受工业4.0的技术。通过政府，行业协会和企业共同努力实现以下目标，可以最好地解决这个问题：
升级技术基础设施，例如固定和移动宽带服务。必须使基础设施快速，安全且可靠，以便公司依赖它来获得近实时数据。
调整学校课程，培训和大学课程，并加强创业方法，以提高劳动力的IT相关技能和创新能力。
工业4.0为创新生产者，系统供应商和整个地区提供了巨大的机会。但是，与之前的转型发展一样，工业4.0也对落后者构成严重威胁。随着商业模式，经济和技能要求的转变，我们可以看到公司和地区层面的高层职位发生重大变化。
转自BCG,作者：菲利普·吉尔伯特 马库斯·洛伦茨 迈克尔Rüßmann