从工业4.0到工业5.0的演变
发布于2024-09-02
制造业一直走在技术创新的前沿。从1700年代蒸汽机的出现到亨利-福特发明流水线生产，制造业一直是社会变革的最大推动力之一。
如今，制造业再次经历了一系列前所未有的变革。
机器人技术、先进传感器、设备连接和高级分析技术的普及，推动了现代工业4.0制造业的发展。现在，这一领域正准备迎接另一场变革，向工业5.0世界过渡。
本文将讨论工业4.0和工业5.0之间的区别、从工业4.0向工业5.0演进过程中面临的挑战，以及尽可能实现无缝过渡的一些方法。
工业4.0与工业5.0
目前，大多数现代工厂都被归类为“工业 4.0”，即我们通常所说的“智能工厂”。
工业4.0的标志是利用物联网 (IoT)、人工智能 (AI)、云计算和边缘计算等先进技术，向更加互联和智能的制造环境转变。4.0时代引入了实时收集、分析和使用海量数据的能力，从而增强了决策流程、预测性维护和整体运营效率。最终，工业4.0将全面超越工业3.0，创造出更加敏捷、高效和快速反应的制造系统。然而，工业4.0仍主要集中在制造业方面，以求更快、更稳定地生产出更多、更优质、更低成本的产品。
工业5.0是对工业4.0已有技术的扩展和深化，高度重视以人为本。工业5.0试图重新定义制造业及其他领域--包括供应链和整个运营环境--以创造一个更具凝聚力、适应性、以人为本和可持续发展的工业环境。
这种范式的转变超越了把机器仅仅视为提高生产力工具的观点，而是倡导一种协作协同，通过技术提高人的能力、创造力和决策过程。其根本目的是实现先进技术系统与人类独特见解和价值之间的平衡共生，确保工业进步既能提高效率，又能促进整个社会的福祉。这场工业革命的重点在于促进人类与机器之间的无缝沟通和互动。
演变的驱动力
虽然工业4.0和工业5.0之间的区别是清晰明确的，但我们仍有必要了解推动这一演变的广泛社会和地缘政治因素。
工业5.0的一个主要驱动力是面对全球挑战的应变能力。
从2020年开始，COVID-19及其影响暴露了全球制造网络的脆弱性。而工业5.0非常注重生产过程的弹性和灵活性，以建立能够更有效地适应和从意外事件中恢复的系统，进而应对这些挑战。
此外，COVID-19还引起了人们对工人健康和安全的高度重视。工业5.0试图利用工业4.0的技术进步（即传感器和视觉系统）来降低风险、创造更安全的工作环境并最大限度地减少事故。
当然，推动这一演变的另一个重要因素是对更具创新性、可持续性、可靠性且能更快进入市场的产品的需求。但是，工业5.0将如何促成这些变化呢？
工业5.0将通过整合数字双胞胎与生成式人工智能，简化新概念的原型设计。这种整合可以在产品进入市场之前，从成本、性能、质量和耐用性等方面对多种设计方案进行评估，从而加快开发过程并提高最终产品的质量。此外，工业5.0还非常注重可持续发展，产品应更易于回收利用，污染更少。因此，在技术进步和消费者需求变化的推动下，工业5.0有望更高效地提供创新、高效且可持续的产品。
面临的障碍
尽管迈向工业5.0有明显的好处和理由，但这一演变并非没有挑战。目前仍在采用的工业4.0是实现工业5.0的一大障碍。
从工业3.0到工业4.0，中间经历了近40年的时间。值得注意的是，从工业4.0到工业5.0的出现仅用了短短十年的时间，这证明了技术进步的迅猛速度及其对制造业和生产业带来的变革性影响。
因此，我们现在看到这样一种现象：很多公司仍在对工业4.0进行概念验证评估，而有些公司则已经在利用工业5.0了。目前，虽然大型企业在工业4.0方面进行了大量投资，但小型生产基地和生产流程通过全面数字化项目采用工业4.0的比例仍然相对较低。
采用工业4.0技术的主要障碍包括新设备、新技能和专业知识所需的高额资本支出，以及对云计算等现代模式缺乏信任和对数据安全的依赖。在整个行业完全接受工业4.0之前，工业5.0要得到广泛应用还需要一段时间。
采用工业5.0的另一个挑战是，它代表了一种固有的不同制造思维和方法。
与以往的演进（如工业3.0到工业4.0）不同，工业4.0到工业5.0的演进与其说是技术进步的挑战，不如说是思维方式进步的挑战。整合新的数字化项目需要从首席执行官到操作员再到生产车间的全员紧密配合。企业需要对自己的工业5.0有一个清晰的愿景，然后在各个层面部署这一理念。这就需要新的流程和运营方式，包括从操作员到车间员工的更多授权。
结语
与人类历史上的多次工业革命一样，现代制造业又将迎来一次非凡的演变。从工业4.0到工业5.0的过渡标志着制造业的一次重大变革。
实现这一转变需要整个行业转变观念，改变工厂的运营方式、人机互动方式以及整个生态系统的融合方式。一旦实现了这一点，我们就能进入工业5.0时代，实现更高的可持续性和复原力，提高工人的安全性，并建立更强大的供应链。
作者简介
Hector Barresi是一位屡获殊荣的工业技术顾问、咨询师和公开演讲人，专长于工业自动化、智能制造和数字化。他曾在Honeywell、Danaher、IDEX和General Electric等公司担任高管职务，并以打造全球顶级产品创新组织而闻名。值得一提的是，他开创了Honeywell XYR5000（市场上第一个工业无线传感器系列）和开创性的Tintelligence智能调色平台，为涂料行业带来了重大变化。