自1765年以來(lái)，各種工業(yè)革命極大地改變了制造業(yè)的面貌，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化的生產(chǎn)，所需的人力越來(lái)越少。如今，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)化，人工智能，機(jī)器學(xué)習(xí)和互連性的結(jié)合正在推動(dòng)工業(yè)4.0，從而開(kāi)創(chuàng)了制造和生產(chǎn)的新時(shí)代。全球主要行業(yè)-包括化學(xué)品（2019年預(yù)計(jì)為39,380億美元），快速消費(fèi)品（2017年估值為10,020億美元）和汽車制造業(yè)（2018年估值為1,680萬(wàn)億美元）都可以從流程優(yōu)化中受益，以進(jìn)一步提高效率并減少與能源和資源有關(guān)的成本。通過(guò)簡(jiǎn)化運(yùn)營(yíng)，他們還可以減少環(huán)境足跡。

圖1清潔技術(shù)集團(tuán)的四次工業(yè)革命

2019年，工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)價(jià)值已達(dá)到1680億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為8.9％。在清潔技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)創(chuàng)新過(guò)程優(yōu)化解決方案的初創(chuàng)企業(yè)的投資正在增加（見(jiàn)圖2）。

圖2 Cleantech Group的工業(yè)流程優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)投資活動(dòng)

初創(chuàng)企業(yè)推進(jìn)創(chuàng)新

創(chuàng)新者正在部署許多不同的解決方案來(lái)優(yōu)化工業(yè)流程，包括：

MakinaRocks，由股權(quán)投資的創(chuàng)新者與現(xiàn)代等大型企業(yè)集團(tuán)合作，以預(yù)測(cè)和檢測(cè)制造過(guò)程中的異常情況，從而改善控制能力。 Beyond Limits取得了可喜的發(fā)展勢(shì)頭，最近從BP Ventures和Group 42籌集了1.33億美元的增長(zhǎng)股權(quán)資金。Beyond Limits采用認(rèn)知方法對(duì)AI云計(jì)算進(jìn)行操作，可提供洞察力并實(shí)現(xiàn)包括石油、天然氣和公用事業(yè)領(lǐng)域在內(nèi)的多個(gè)行業(yè)的人工決策流程自動(dòng)化。

初創(chuàng)企業(yè)也在開(kāi)發(fā)交鑰匙解決方案，將硬件和軟件結(jié)合起來(lái)以優(yōu)化生產(chǎn)線和工藝。Arculus正在使用AI驅(qū)動(dòng)的自主移動(dòng)機(jī)器人以及流程優(yōu)化軟件來(lái)開(kāi)發(fā)模塊化和靈活的裝配區(qū)。 通過(guò)偏離一維裝配線，既減少了所需空間，又提高了生產(chǎn)率（由于縮短了交貨時(shí)間）。 除此之外，該公司還為倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用程序提供自動(dòng)化的人對(duì)人軟件解決方案，以及為車隊(duì)提供智能交通管理平臺(tái)（可以與第三方機(jī)器人集成）。 它最近從Atomico，Visionaries Club和La Famiglia籌集了1700萬(wàn)美元的A輪融資。 目前的客戶包括保時(shí)捷，西門子和奧迪。

▲圖3從線性生產(chǎn)到模塊化生產(chǎn)，來(lái)源（Arculus）

初創(chuàng)企業(yè)正在利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）收集和分析運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)以優(yōu)化過(guò)程變量。 Samsara為大型無(wú)線傳感器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了IoT硬件和軟件解決方案，用于實(shí)時(shí)資產(chǎn)監(jiān)控。可以在生產(chǎn)線上遠(yuǎn)程監(jiān)控過(guò)程變量和資產(chǎn)狀況，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)。Samsara于2020年5月籌集了4億美元的成長(zhǎng)股權(quán)融資。另一家創(chuàng)新企業(yè)IndustrialML已開(kāi)發(fā)了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的分析平臺(tái)，以使工廠更智能。它通過(guò)使用基于生產(chǎn)線和機(jī)器的傳感器，并結(jié)合基于ML的實(shí)時(shí)分析來(lái)監(jiān)控過(guò)程，該實(shí)時(shí)分析可以預(yù)測(cè)并警告事件。 IndustrialML是2020年MassChallenge的決賽入圍者，是Plug and Play物聯(lián)網(wǎng)第13批的一部分。

盡管這些創(chuàng)新者都針對(duì)不同的市場(chǎng)提出了不同的基于技術(shù)的解決方案，但要脫穎而出并真正競(jìng)爭(zhēng)，初創(chuàng)企業(yè)需要確定其技術(shù)的正確用途并提供全面的業(yè)務(wù)解決方案。同樣重要的是要專注于短期目標(biāo)，而不要過(guò)度投入資源以取得成功。實(shí)際上，該見(jiàn)解中包含的初創(chuàng)企業(yè)正在利用行業(yè)巨頭構(gòu)建的數(shù)據(jù)中心和平臺(tái)托管功能；換句話說(shuō)，初創(chuàng)企業(yè)不會(huì)一次進(jìn)入多個(gè)垂直領(lǐng)域。

來(lái)自行業(yè)的推動(dòng)

政府、企業(yè)和其他組織正在與創(chuàng)新者一道，加速采用工業(yè)4.0解決方案。

政府正在意識(shí)到改變現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要性。因此，他們正在通過(guò)研究補(bǔ)助金和財(cái)務(wù)激勵(lì)措施（針對(duì)公司）促進(jìn)變革性技術(shù)。美國(guó)政府已設(shè)立了幾項(xiàng)致力于智能和先進(jìn)制造的基金，包括1000萬(wàn)美元的“智能制造創(chuàng)新研究所獎(jiǎng)”和6700萬(wàn)美元的能源效率和可再生能源辦公室基金。各國(guó)政府還建立了必要的框架，工作組和組織，以監(jiān)督新技術(shù)的采用。德國(guó)Plattform Industrie 4.0的建立是為了開(kāi)發(fā)技術(shù)框架，而美國(guó)的NIST組織則支持將機(jī)器人技術(shù)集成到工業(yè)環(huán)境中。

同時(shí)，企業(yè)正在通過(guò)支持工業(yè)4.0的技術(shù)來(lái)提供構(gòu)建模塊。例如，微軟通過(guò)其混合云和深域功能將自己確立為Industry 4.0解決方案的托管合作伙伴，而ABB則領(lǐng)導(dǎo)著可與第三方軟件集成的協(xié)作機(jī)器人的制造。通過(guò)合作，企業(yè)正在利用自身的不同優(yōu)勢(shì)和技術(shù)來(lái)推動(dòng)這場(chǎng)新的工業(yè)革命。微軟和日立正在使用日立的物聯(lián)網(wǎng)解決方案和微軟的Azure云平臺(tái)開(kāi)發(fā)用于制造和物流的下一代數(shù)字解決方案。施耐德電氣與埃森哲合作，還建立了數(shù)字服務(wù)工廠，以加快支持工業(yè)4.0的數(shù)字解決方案的開(kāi)發(fā)。大眾汽車正在與Amazon Web Services和西門子合作開(kāi)發(fā)“工業(yè)云”，它將充當(dāng)?shù)谌絻?yōu)化解決方案的測(cè)試平臺(tái)。

企業(yè)可以訪問(wèn)更深的領(lǐng)域知識(shí)和基礎(chǔ)架構(gòu)，并且現(xiàn)在正使用它來(lái)開(kāi)發(fā)適用于工業(yè)4.0的總體解決方案，該解決方案也可以通過(guò)第三方解決方案進(jìn)行補(bǔ)充。例如，西門子在其MindSphere操作系統(tǒng)上允許“附加組件”，創(chuàng)新者可以在其中開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序并將其上傳到其云存儲(chǔ)中，并利用其托管服務(wù)。通過(guò)收購(gòu)，企業(yè)正在將創(chuàng)新解決方案與其平臺(tái)相集成，并增強(qiáng)其產(chǎn)品線。

技術(shù)壁壘

盡管自動(dòng)化和大數(shù)據(jù)分析提高了工業(yè)流程的生產(chǎn)率和效率，但確實(shí)帶來(lái)了自身的技術(shù)挑戰(zhàn)。物理和數(shù)字系統(tǒng)都需要保護(hù)免受網(wǎng)絡(luò)威脅，因此建立了一個(gè)框架，其中包括主動(dòng)監(jiān)視和應(yīng)急計(jì)劃。如果數(shù)據(jù)流量很高或沒(méi)有正確的訪問(wèn)控制，則中斷流程的情況也很常見(jiàn)。

當(dāng)今的行業(yè)不僅需要提高生產(chǎn)力和效率，而且還必須具有韌性。尤其是2020年，遠(yuǎn)程控制的自動(dòng)化工業(yè)流程變得尤為重要，因?yàn)樵摿鞒滩灰蕾囉诂F(xiàn)場(chǎng)的勞動(dòng)力。這個(gè)領(lǐng)域取決于極其強(qiáng)大和安全的網(wǎng)絡(luò)以及認(rèn)知AI。

密切關(guān)注...

深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：一種補(bǔ)充技術(shù)，可以增強(qiáng)AI處理能力和電源效率。Deeplite 正在開(kāi)發(fā)AI驅(qū)動(dòng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并將其應(yīng)用在傳感器，相機(jī)和車輛等邊緣設(shè)備中。

先進(jìn)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）：結(jié)合可穿戴技術(shù)和先進(jìn)的人機(jī)界面，行業(yè)可以利用AR進(jìn)行維護(hù)和質(zhì)量保證方面的大規(guī)模轉(zhuǎn)型。Augmate正在開(kāi)發(fā)AR可穿戴產(chǎn)品，并與Toyota，UPS和L'Oréal等公司合作。