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【供应链技术证书】工业4.0和物联网

2026-09-24

受更快、更好、更高效地制造产品的需求驱动,我们用于制造产品的技术随着时间的推移发生了巨大变化。我们现在正处于工业4.0时代,但我们是怎样走到这一步的呢?

18世纪80年代末是工业革命时期。我们可以把这个时代称为工业1.0。物品不再由于手工制造,而是由以水力或蒸汽为动力的机器生产。

大约一百年后,也就是19世纪70年代左右,工业2.0到来了。创新是由电力和大规模生产装配线的引入所驱动的。广泛延伸的电报和铁路网络使货物、人员和思想的转移更加迅速。电力的普及使现代生产线成为可能。

20世纪60年代末,工业3.0兴起,其驱动力是可存储程序控制、计算机和自动化生产线。

今天,工业4.0由互联互通和信息物理系统所驱动。它将物理资产与先进的数字技术结合在一起:物联网、云计算、自主机器人、无人机和3D打印。自主设备之间以及它们通过互联网与IT系统之间的互联,是工业4.0的核心。

工业3.0和4.0都广泛使用计算机和自动化,那么两者之间的区别是什么呢?工业3.0对流程和系统采用集中控制,并由IT自动化单个机器和流程。工业4.0使用分布式智能和控制,利用物联网和云技术自动化跨多台机器和多个工厂的复杂任务。

在工业3.0中,连接是在工厂内部,通过专用线路和制造中的大批量生产来实现的。在工业4.0中,连接延伸到整个供应链,设备是自主的,制造是灵活的,并且在精益、可持续的环境中运行。工业4.0超越了公司和工厂的边界,带来了跨组织流程。在工业3.0中,对自动化流程的更改很繁琐。工业4.0支持业务流程乃至整个供应链的临时设计和重新设计。

机器控制,也称为运营技术,即OT,与信息技术融合。这被称为IT-OT融合。在工业3.0中,来自机器传感器的数据通过机器对机器的连接传递到后台系统。使用带机器对机器连接的传感器被视为OT,而用于工厂运营及更广泛业务的后台系统则是IT。

几十年来,OT和IT的集成必须由系统集成商进行定制,以实现制造线的自动化,从而导致了不灵活的解决方案。两者的融合使得集成无需花费数月或数年的努力。这使得在需求变化时重新设计生产线变得容易得多。

IT-OT融合提供了轻量、灵活的工具,可以轻松地重新编程机器以解决新任务。这极大地降低了自动化门槛,使以前被认为过于复杂或成本过高的领域也能实现自动化。

随着越来越多不需要用户具备任何编码知识即可使用的平台被引入,也就是所谓的低代码或无代码应用,员工现在可以对机器进行编程或重新编程,从而极大地提高了灵活性。

工厂中使用的智能传感器和员工佩戴的可穿戴设备有助于确保提高工人安全。传感器跟踪包裹的移动和状况。收集到的数据还提供有关运输问题、产品状况和潜在延误的信息。对消费者而言,智能手表等可穿戴设备上的传感器会传递有关佩戴者活动、位置等信息。

从3D打印、与员工并肩工作的自主机器人、增强现实和虚拟现实,到高度灵活的系统集成、云和大数据,工业4.0和智能工厂汇聚了一系列技术和概念。