小編導讀
與前三次工業革命一樣，這次工業革命會迅速採用創新和變革技術。這些技術將挑戰我們之前的所有假設，並改變我們對製造業的一切認知。這也意味著工人、製造商和政府需要為不可避免的變革做好準備，否則就會被時代拋棄。
為了降低生產成本，愛迪達在亞洲大量生產運動鞋。然而，從設計到商店出售需要耗時18個月。對於客戶來說，這個漫長的等待過程正在變得越來越難以忍受。客戶正在尋找獨特的定制產品，並希望立即嘗試最新款式。但是傳統的生產模式根本無法滿足這些要求，因此愛迪達正在創建一個“高速工廠”的概念，以便在更接近銷售網站的地方生產定制的運動鞋。
同樣，日本機床製造商大隈機械也開發了一套完整的銑削加工工藝，可以7×24小時自主運行。整個過程可以根據需要自動選擇和更換切削刀具，提供原材料和耗材，而不需要人為干預。工作人員只需在現場用平板設備上的監測應用執行高附加值的任務，來監督工廠運營。除此之外，工廠完全自動化運行。
這些例子讓我們意識到第四次工業革命已經來臨—這將改變當前我們的全球經濟模式，並決定未來我們如何創造經濟價值。與前三次工業革命一樣，這次工業革命會迅速採用創新和變革技術。這些技術將挑戰我們之前的所有假設，並改變我們對製造業的一切認知。這也意味著工人、製造商和政府需要為不可避免的變革做好準備，否則就會被時代拋棄。
革命萬歲
第一次工業革命以蒸汽機的發明為開端，用機器代替了手工勞動，並達到了難以置信的規模。第二次工業革命電力使裝配流水線和大批量生產成為可能。電腦的發明帶來了第三次工業革命，這使得機器人和機器自動化可以集成到流水線中，以説明或在某些情況下取代人類工人。
今天，製造業的發展方向已經與前三次工業革命大相徑庭。前三次工業革命的重點是集中化和大批量生產，以實現規模經濟；而第四次工業革命將以大規模定制和彈性生產為基礎，產品生產的地點盡可能靠近需求中心。
製造商不再只是生產和管理庫存，而是致力於建立高度整合的供應鏈，並根據上游供應商和消費者的即時需求進行動態調整。這需要在生產過程中即時預測並採取糾正措施。造成這種轉型和“變革”的原因是製造商在整個端到端生產過程中希望以最小的甚至不需人為干預的情況下完成所有生產流程。
所謂工業4.0製造模式很大程度上依賴於製造技術之間的自動化和資料交換，涉及資訊物理系統、物聯網（IoT）、雲計算和大資料等。
智慧工廠的分權和自動化
工業4.0模式旨在將工廠本身轉變為電腦或“智慧工廠”。在每家智慧工廠內，模組化生產流程通過資訊物理系統將電腦技術與機器相融合，而不僅僅是為了遙控和監測。這些模組化智慧工廠能夠自主決策如何實現生產的分權和自動化，並且能夠通過物聯網與人工作業員和其他智慧工廠進行溝通和合作，以完成一個全方位的供應鏈變更。
事實上，這就像IT行業多年來使用資料中心的情況一樣：通過虛擬化物理伺服器，以及業務流程自動化技術，使機器在一定程度上實現自我管理。而我們將繼續推動這些模式進一步開發新功能，例如軟體定義網路（SDN）、混合雲和人工智慧（AI）。
資料中心虛擬化現在可能已經成為主流，但是工業4.0運動對很多人來說仍然陌生。儘管如此，它在全球製造業的發展卻越來越快。德國政府在2013年創建了這個詞，同時也提出了一個使該國製造業全面電腦化的計畫。
2015年德國總理默克爾（Angela Merkel）在達沃斯舉行的世界經濟論壇上介紹了這一概念，並將其稱為“工業4.0”。她熱烈歡迎這種新模式，借此“快速融合線上世界和工業生產世界”。大部分工業化國家都受到了該事件的影響。
德國政府並不只是口頭說說而已，目前德國政府投資了2億多歐元用於鼓勵公民在學術、商業和政府領域進行切實可行的研究，而德國並不是唯一進行此類投資的國家。
工業4.0四大設計原則
以下四大設計原則可以支持和定義工業4.0：
1.互通性：機器、設備、感測器和人類通過物聯網或人聯網（IoP）相互連接和溝通。
2.信息透明度：資訊系統利用感測器資料建立數位工廠模型，就可以為現實世界創建虛擬副本。這需要收集原始感測器資料，整理出具有更高價值的資訊。
3.技術支援：第一，支援系統通過綜合分析資訊進行知情決策，迅速解決突發問題以幫助人類。第二，資訊物理系統可以處理各種令人不快、過於勞累或不安全的任務，來支持他們的人類同事。
4.分權決策：資訊物理系統自行做出決定並自主執行任務。只有在異常、干擾或目標衝突的情況下，任務才會被委託給更高級別來執行。
（資料來源：工業4.0情景設計原則）
工業4.0的技術挑戰
然而，革命既有挑戰性，也可能雜亂無章，而工業4.0也一樣。除了經濟生產力變化所帶來的文化和政治挑戰之外，推廣“工業4.0”模式還需克服幾項技術挑戰，包括：
1.集成新系統並對這些系統進行更多訪問，導致資料安全性問題大大增加。此外，專有生產知識也成為IT安全問題。
2.成功的資訊物理通信需要高度的可靠性和穩定性，但很難實現和維護。
3.以較少的人力監管維持整個生產過程可能困難重重。
4.如何解決由於技術問題導致出現嚴重損失的生產中斷也需引起重視。
企業在確保其資料中心技術可用、安全的情況下，建立資訊物理應用，不僅涉及軟體，還涉及工業機器以及工廠安全（工廠內每台機器、設備和控制儀器都變成了終端設備）。因此實現這項行業構想似乎困難重重。所有這一切都需要在網路上運行，這意味著全面實現這些革命性的變化，可能都是IT部門的工作。
工業4.0的應用性能管理比現在更為複雜。當一個傳統的軟體應用出現性能下降，或者變“緩慢”時，很難確定導致這個問題的原因。大部分企業已部署了一系列工具來監測和診斷這些問題，儘量避免半夜開電話會議，讓應用團隊和網路團隊互相指責：應用團隊認為問題由網路造成，而網路團隊則通過檢索冗長的日誌，力圖證明資料庫才是罪魁禍首。遺憾的是，對於許多此類事件的回應團隊來說，雖然有很多工具可以利用，但由於缺乏可視性，因而仍然無法完成診斷工作。
Gigamon視覺化平臺
現在Gigamon視覺化平臺可以很大程度上解決這種可視性缺乏問題。該平臺提供用戶交互的端到端視圖，不僅包含應用，還包含支持該應用的完整基礎架構。Gigamon視覺化平臺能夠幫助IT部門利用診斷工具更有效解決應用性能問題。
想像一下就在不遠的將來，企業要求IT部門診斷資訊物理系統下全自動流水線性能下降，或運行“緩慢”的原因。整個流水線和其所有的物理元件將成為新的“應用”，並帶來比傳統軟體應用複雜萬分的問題。
雖然看起來監測和管理工業4.0資訊物理應用的工作量巨大，但其解決方案與傳統網路的視覺化解決方案基本一樣。在整個流水線和智慧工廠網路中設置監測點，Gigamon視覺化平臺可以監測對運營商來說重要的資料變化，並智慧説明和增強監測和診斷工具，以應對可能出現的海量資料篩查。
除了應用性能問題，確保“智慧工廠”安全也將是一個更大的挑戰。向網路添加機器、感測器和其他難以計數的物聯網終端設備會產生額外的複雜性，而且，工業4.0模式的特性要求不僅連接可靠的企業網路，還要連接整個垂直和水準供應鏈。當界限概念徹底消失，網路幾乎跨越整個世界時，IT如何保護“網路”？
傳統的網路安全視覺化方法將開始出現問題。企業需要基於安全交付平臺的新方法，以即時持續性監測和向安全工具提供智慧資料，跟上工業4.0企業智慧工廠生成資料的容量和速度。
為不可避免的變革做好準備：首先解決視覺化問題
最後，性能管理和安全交互實現互信。供應商、工廠操作員、運輸和接收人員，以及消費者必須對能夠實現工業4.0規劃的基礎系統有信心。沒有這種信任，沒有嚴格遵守服務水準協定，沒有系統和資料的保密性和完整性，工業4.0模式就無法建立。因此，IT部門的挑戰將是跟上發展，並確保網路層面的儀錶化和視覺化不是馬後炮，而是將視覺化和安全交付平臺集成到智慧工廠設計的最初階段。
這一切都發生得太快。為什麼？因為工業4.0概念的首批推動者和採用者預計會從投資中獲得顯著收益，初期預測顯示收入增長超過30％，成本降低超過30％。這些財務數字的激勵以及必須在全球市場保持競爭力的緊迫性將促使企業做出戰略決策，支持工業4.0。企業員工、製造商、政府和IT從業人員一樣需要關注正在進行的變革，並為之做好準備。
責任編輯：劉瑤琪
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