自工业革命开始以来，每一次技术进步都能够带来工业生产效率的大幅提高。19世纪初，蒸汽机促进了现代工厂的建立，到了20世纪，电气化带动了工业大规模生产并在70年代实现了自动化。然而在随后的几十年里，工业技术进步仅仅是量的增加，与信息技术、移动通信、电子商务等相比突破甚微。

　　现在，我们正处于第四波工业浪潮中：新兴的数字技术产业被称为工业4.0，具体即指九项基础技术进步驱动的转型。在这些转变中，传感器、机器、工件和IT系统将相互联接起来，超越单个企业扩大到价值链。这些联接系统可以与基于因特网协议的其它系统相互作用，分析数据、进行预测和自动配置来适应变化。工业4.0可以实现跨设备的数据收集和分析，更加灵活高效地生产出低价高质的商品。这反过来还将提高生产效率、转变经济发展模式、促进工业增长，最终提升企业和地区的竞争力。

　　波士顿咨询公司发布报告介绍了工业4.0时代的九大技术趋势，并探讨其潜在的技术和经济效益，为制造商和生产设备供应商提供信息。这九大技术进步已应用于制造业，而随着工业4.0的到来，它们将改变生产方式：独立和优化的单元将完全整合为自动化的生产流程，改变供应商、生产商和客户之间的传统关系，也改变了人和机器之间的关系。

　　一、大数据及分析

　　基于大数据的分析模式最近只在全球制造业大量出现，它的优势在于能够优化产品质量、节约能源，提高设备服务。在工业4.0背景下，将对来自开发系统、生产系统、企业与客户管理系统等不同来源的数据进行全面的整合评估，使其成为支持实时决策的标准。例如，德国的开云棋牌官网在线客服制造商英飞凌已经采用了将单芯片关联的方式，帮助检测有故障的芯片来提高生产质量。

　　二、自主式机器人

　　许多行业的生产商长期使用机器人来处理复杂的作业，但机器人却在不断进化，甚至可以在更大的实用程序中使用。它们变得更加自主、灵活、合作。最终，它们将与人类并肩合作，并且人类也要向它们学习。这些机器人将花费更少，并且相比于制造业之前使用的机器人，它们的适用范围更广泛。

　　在许多行业中，机器人已经被长期使用来处理复杂的任务且仍在不断发展。它们正在变得更加自主灵活，最终将学会与人交往，和人类安全地共同工作并向人类学习。这些机器人将价格更低且用处更大，能够承担更为复杂的角色。

　　例如，顾家家居已经使用了欧洲制造商的机器设备。这些机器人是相互连接的，以便他们可以协同工作，并自动调整行动，以配合下一个未完成的产品线。高端传感器和控制单元可保证与人类密切合作。同样，工业机器人供应商ABB推出一款有两支手臂的机器人，它被称为“玉米”，专门设计用来与人类一起组装产品（如电子消费品）。计算机视觉技术的应用保证了安全互动和零件识别的实现。

　　三、仿真模拟

　　在工程阶段，运用了3D仿真材料和产品，但在未来，模拟将更广泛地应用于装置运转中。模拟将利用实时数据，在虚拟模型中反映真实世界，包括机器、产品、人等等，这使得运营商可以在虚拟建模中进行测试和优化。例如西门子就开发出了可以模拟的虚拟机器，从而使加工过程减少了80%。

　　四、水平和垂直系统集成

　　目前，大多数的IT系统都没有被完全整合，公司、供应商和客户之间联系并不密切，从企业到车间的功能也缺乏完整的一体化。即使是工程本身，从产品到工厂自动化，缺乏完全集成。随着工业4.0的到来，公司和部门间将更具凝聚力，数据整合网络的发展将使价值链实现真正的自动化。

　　例如，达索系统和云供应商Boostaerospace联手为欧洲航空航天和国防工业建立了一个合作平台——AirDesign。该平台可以作为一个工作空间设计和制造业的合作车间，也可作为一个私有云服务。它负责管理多方之间的交换产品和生产数据的复杂任务。

　　五、物联网

　　如今，只有一些制造商的传感器和设备进行了联网和嵌入式计算，它们通常处于一个垂直化的金字塔中，距离进入总体控制系统的智能化和自动化水平仍有一定距离。随着物联网产业的发展，更多的设备甚至更多的未成品将使用标准技术连接，可以进行现场通信，提供实时响应。

　　驱动和控制系统供应商博世力士乐，生产了一种半自动的阀门生产设施，可以分散地分析生产过程。产品通过无线电频率识别码进行识别，并且工作站能够“获知”每个产品必须执行的生产步骤，从而适时地进行特定的操作。

　　六、网络安全

　　许多企业依然依赖于未连接或者脱机的管理和生产系统，而到了工业4.0时代，连接性增强，网络安全威胁也急剧增加。不过人们可以对整个新框架充满信心，工业设备供应商正联手同网络安全公司进行合作和收购。

　　七、云计算

　　在工业4.0时代里，更需要跨站点和跨企业的数据共享，与此同时，云技术的性能将提高，只在几毫秒内就能进行反应。其结果是设备数据将存储在云中，生产系统可以提供更多的数据驱动服务，许多工业监测和控制处理也将进入云端。

　　八、增材制造

　　企业已开始采用增材制造，比如用3D打印生产单个组件。进入工业4.0，这种增材制造方法将在小批量定制产品的生产中更加广泛地应用，它可以催生多种复杂而轻巧造型设计。高性能且分散的增材制造系统将减少运输距离和库存。例如，航空公司已将增材制造工艺应用于新设计中，既能减轻飞机重量，还能降低钛等原料的费用。

　　九、增强现实

　　增强现实技术支持各种服务，比如你可以在仓库里挑选部件并通过移动设备发送维修指令。这些系统目前正处于起步阶段，未来，企业将更加广泛的使用增强现实技术为工人提供实时信息，改进决策和工作程序。目前这种系统已经以谷歌眼镜的形式进入了市场，工人可以透过虚拟现实的眼镜看到实际的场景。

　　另一个应用程序是虚拟培训。西门子已经开发了一个虚拟工厂操作员培训模块，利用增强现实眼镜，创造了以工厂人员处理突发事件的数据为基础的3D环境。

　　工业4.0的影响

　　量化影响：以德国为例

　　为了对工业4.0的潜在的世界范围内的影响有更进一步的量化的理解，我们对德国制造业展望进行了分析，发现第四次技术革命会引发四个领域内的收益：

　　生产力方面。在接下来的五年到十年，工业4.0将会对德国制造业领域内的更多企业产生推动作用，并提高生产力，预计产值讲会从900亿欧元提高到1500亿欧元。不计算材料的成本，生产成本可能会提高15%到25%；如果把材料成本计算在内，生产成本可能会提高5%到8%。工业各行业差别很大。工业零部件制造商有望实现生产力最大的一些改进（20-30%），例如，汽车公司可以预期增加10-20%（图3）。

　　税收增长方面。工业4.0也将推动收入增长。厂家提高设备和新的数据应用需求，以及消费者对更广泛的定制产品的需求将越来越多，这可以税收增加300亿欧元，或德国的大约占GDP的1%。

　　就业方面。工业4.0将使德国在未来五年内就业增长6%。（如图4）在同一时期，机械工程部门对员工的需求可能会上升10%之多。然而，也会因此需要会不同技术的人。在短期内，自动化的趋势将取代一些操作简单、重复率高的低技能的工。同时，软件、连接和分析越来越多地被使用，将增加对软件开发和相关技术员工的需求。

　　投资方面。在接下来的十年里，为适应生产过程一体化，德国生产商投资约2500亿欧元。工业4.0将直接影响生产商和他们的劳动力以及供应制造系统的公司。