工業4.0是下一代工業自動化解決方案，允許關聯機構優化他們的工廠，通過工業設備的互聯和不斷增加的計算來增強他們的生產效率的生產流程。第四次工業革命的概念是21世紀技術、工業、社會模式和流程的快速變化，以及它們的互聯性和智能自動化的增加所產生的。這是工業發展的新篇章，其動力來自與第一、第二和第三次工業革命相當的非凡技術進步。這些進步正在將物理、數字和生活世界融合在一起，既創造了巨大的前景，也帶來了潛在的危險。這不僅僅是技術驅動的變革，這是一個幫助利益相關者利用融合技術創造一個包容的、以人為本的未來，以實現發展的可持續性。

互操作性、信息透明、技術輔助、去中心化決策是建立工業4.0的基本原則。圖1提供了在識別和實施工業4.0方面的解析。物聯網促進了設備之間的相互通信，從而創建了物理世界數據的虛擬副本。這有助于操作人員進行可視化/分析所涉及的相關過程，并最終自己做出決定，使執行任務自動化成為可能。

圖1 工業4.0的設計原則

工業4.0被認為是一系列顛覆性的和不斷增長的生產創新和工業流程的飛躍，目標是在生產率、安全性和相關成本方面實現卓越的效果。各種關鍵技術正在工業領域中得到實踐（圖2）。

從提高產量和質量到相關的安全性和成本，工業4.0為日常工業問題創造了解決方案。它展示了資產利用和資源能源優化的各種范例。圖3總結了一些可以通過工業4.0實現的主要附加功能。

圖2 工業4.0關鍵促成因素

圖3 工業4.0的優勢

采用工業4.0的主要挑戰

工業4.0解決方案供應商面臨諸多挑戰。包括在實現最佳性能方面，有一些與系統中不同技術的有效實施。尤其是物聯網、人工智能、多協議通信接口等多方面技術的整合。來自不同的供應商，包括專有軟件框架是主要的障礙。此外，智能工廠需要其設備的穩健運行，以確保自動化流程無縫運行，并避免任何功能故障。因此，實施最佳的功能安全措施是任何工業制造商的主要關注點。這是通過遵守全球各機構監管的嚴格工業標準和認證來確保的。

圖4 工業4.0解決方案提供商面臨的挑戰

圖5展示了一個典型的工業4.0用例，涵蓋不同的設備、能源和專用傳感器。在這種情況下，供應鏈配備了對不同設備以及整個工廠運營的實時跟蹤和監測。所有單位通過中央云服務器共享信息，促進資源利用、能源和流程優化方面的運作，同時改善最終產品與服務。在整個操作過程中獲得的大量數據提供了以自動化方式在每個層面上得到了其功能性的增強。然而，自動化的成功將需要對流程的充分理解，以及操作技術、信息技術和綜合數據分析方法的有效融合。

圖5 與工業4.0相關的供應鏈-產品/服務運營的通用實例

瑞薩電子——您工業自動化和

工業4.0的合作伙伴

瑞薩電子為廣泛的工業自動化應用提供最先進的解決方案，支持工業4.0標準的實施。我們的產品組合包括高端工業級IC，包括MCU/MPU、功率器件、傳感器、通信接口和多種連接解決方案。無論您是在開發電機驅動、系統控制、傳感器解決方案、工業網絡還是通信接口，瑞薩都以專用的工業自動化解決方案加速應用程序開發，同時保持強大的工業控制、功能安全性。“成功產品組合”涵蓋模擬+電源+嵌入式處理設備以及支持的軟件框架，以確保最終產品能夠以最佳方式協同工作，幫助客戶加快上市時間。瑞薩電子專注于工業、基礎設施和過程自動化，為其全球客戶和合作伙伴提供完整的成功產品組合解決方案。同時，我們不限于工廠自動化，在廣泛的領域為所有類型的工業4.0應用提供高效的解決方案。

圖6 Renesas電子產品組合及相關工業應用/技術

工業4.0徹底改變了整個自動化流程。云計算、數據分析、人工智能和機器學習（ML）等新興技術在下一代智能工業自動化設計中發揮著至關重要的作用。工業4.0允許整個制造運行具有更大的靈活性，這有助于確保更高的設備利用率，進而有助于實現收入增加和未來增長。開發數十億智能設備的道路正在拓寬，并創造出前所未有的新工業應用和業務流。釋放你的想象力，因為即將到來的未來會超出預期！

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