公司在制造自動化、智能和創新方面取得了長足的進步，這在制造的端到端工作流程中隨處可見。德國科學家于 2011 年首次提出工業 4.0 或第四次工業革命的概念，作為政府的一項戰略。

優先考慮靈活的大規模生產，包括產品的敏捷定制、人、機器、設備和傳感器的協調、信息透明度以及在分散的制造點做出決策的能力。

促進工業 4.0 需要新的制造工藝、技術、培訓和系統。工業物聯網 (IloT) 在連接各個部分以及實現分散的流程和決策方面發揮著關鍵作用。

10 年后的現在，公司在制造自動化、智能和創新方面取得了長足的進步，這些在制造的端到端工作流程中隨處可見。

讓我們來看看。

IIoT 和數字孿生的工程和產品設計

構思一個新產品，然后構建產品并測試它的工作原理，是兩件不同的事情。

很多時候，工程部門發布產品設計，然后一個單獨的工程師團隊根據產品的實際工作方式審查設計并請求產品更改。雖然這種迭代設計可以提高產品質量，但修改需要時間和金錢。

現在有了 IIoT 虛擬數字孿生，產品設計師可以執行假設虛擬表示，以了解產品在各種場景中的表現。數字孿生是一個計算機程序，它注入有關物理對象或系統的真實世界數據，然后輸出該對象或系統將如何工作的預測或模擬。

數字孿生模擬改進和修改產品。由于數字孿生是產品模擬，因此使用它們可以消除在發現缺陷并且修復成本更高時在制造車間浪費的時間。

“來自數字雙胞胎的實時數據讓設計師能夠實時‘看到’[產品]功能是如何被使用或被忽略的，以及可能由于糟糕的文檔而導致的誤用模式，”W. David Stephenson 說， 斯蒂芬森戰略，物聯網咨詢公司。“通常，產品可以通過軟件更新進行數字化更新，從而減少維護問題并提高客戶滿意度和忠誠度。

例如，特斯拉通過無線軟件更新來做到這一點。”

制造車間的自動化、實時可見性

工業 4.0 的核心前提是分散制造。

從 IT 的角度來看，這意味著更多的計算在企業邊緣和中央數據中心之外遠程運行。正是傳感器、機器人、自動化和視頻流等 IIoT 技術促進了邊緣制造。

在制造車間，重點是自動化制造流程以及對該流程的可見性，以提高效率和節約成本。尤其是在重復制造環境中，重復制造一盒早餐麥片或一卷紙巾等單一物品，IIoT 機器人通過忠實地一遍又一遍地執行相同的操作來實現自動化裝配線，沒有可能引入錯誤的偏差。

這種自動化可以加快流程并降低制造成本，但需要注意的是，人類必須能夠在必要時進行干預。

這就是實時可見性的用武之地。

當特定過程或設備發出故障信號時，內置于機器人和其他自動化制造設備中的傳感器會發出警報。由于警報是在問題發生之前對其進行預測，因此可以執行預防故障的搶先維護。

傳感器和視頻流支持的 IIoT 可見性起著關鍵作用，因為重復制造的平均停機時間成本估計為每小時 6,000 美元。

生產工廠還配備了攝像機，可以從每個工廠的各個點流式傳輸視頻。制造主管如果不在現場，可以通過智能手機觀察可能出現問題的制造過程，并立即做出響應。出于安全目的，也可以通過攝像頭視頻流持續監控制造車間和安全設備籠中的設備、產品和其他企業資產。

SAS 的 SAS 解決方案架構師 Evan Guarnaccia 表示：“僅僅進行離線分析是不夠的，因為目標是提前確定下游問題，這需要實時監控關鍵組件的事件信息，”它可能是一個小型電動機，當它出現問題時，會引發更大的故障，或者它可能是一個非常昂貴的組件。”

具有視頻流的主動式 IIoT

早期的 IIoT 是圍繞傳感器、機器人和自動化構建的。隨著越來越多的制造在分散的工廠中進行，這些 IIoT 技術將繼續發揮關鍵作用。

接下來，我們可以期待看到更多的視頻流，允許主管和經理觀察他們無法親自到場的工廠的實踐，并對他們所看到的做出主動響應。

從歷史上看，制造工程師在嘗試就產品設計相互交流時遇到了挑戰。今天，制造工程師可以與可能相隔半個地球的設計工程師進行視頻流傳輸。通過動手實踐，制造工程實際上可以向設計工程師實時演示產品的復雜性。

這有助于更及時、更有效地進行產品修訂，并增加了數字孿生的力量，使該學科的設計和制造方面的工程師能夠在單個芯片、螺栓、引擎或用戶之前虛擬瀏覽產品接口已安裝。