学习。这些机器人将花费更少，并且相比于制造业之前使用的机器人，它们的适用范围更广泛。
在许多行业中，机器人已经被长期使用来处理复杂的任务且仍在不断发展。它们正在变得更加自主灵活，最终将学会与人交往，和人类安全地共同工作并向人类学习。这些机器人将价格更低且用处更大，能够承担更为复杂的角色。
例如，顾家家居已经使用了欧洲制造商的机器设备。这些机器人是相互连接的，以便他们可以协同工作，并自动调整行动，以配合下一个未完成的产品线。高端传感器和控制单元可保证与人类密切合作。同样，工业机器人供应商ABB推出一款有两支手臂的机器人，它被称为“玉米”，专门设计用来与人类一起组装产品（如电子消费品）。计算机视觉技术的应用保证了安全互动和零件识别的实现。
（3）仿真模拟
在工程阶段，运用了3D仿真材料和产品，但在未来，模拟将更广泛地应用于装置运转中。模拟将利用实时数据，在虚拟模型中反映真实世界，包括机器、产品、人等，这使得运营商可以在虚拟建模中进行测试和优化。例如西门子就开发出了可以模拟的虚拟机器，从而使加工过程减少了80%。
（4）水平和垂直系统集成
目前，大多数的IT系统都没有被完全整合，公司、供应商和客户之间联系并不密切，从企业到车间的功能也缺乏完整的一体化。即使是工程本身，从产品到工厂自动化，缺乏完全集成。随着工业4.0的到来，公司和部门间将更具凝聚力，数据整合网络的发展将使价值链实现真正的自动化。
例如，达索系统和云供应商Boostaerospace联手为欧洲航空航天和国防工业建立了一个合作平台——AirDesign。该平台可以作为一个工作空间设计和制造业的合作车间，也可作为一个私有云服务。它负责管理多方之间的交换产品和生产数据的复杂任务。
（5）物联网
如今，只有一些制造商的传感器和设备进行了联网和嵌入式计算，它们通常处于一个垂直化的金字塔中，距离进入总体控制系统的智能化和自动化水平仍有一定距离。随着物联网产业的发展，更多的设备甚至更多的未成品将使用标准技术连接，可以进行现场通信，提供实时响应。
驱动和控制系统供应商博世力士乐，生产了一种半自动的阀门生产设施，可以分散地分析生产过程。产品通过无线电频率识别码进行识别，并且工作站能够“获知”每个产品必须执行的生产步骤，从而适时地进行特定的操作。
（6）网络安全
许多企业依然依赖于未连接或者脱机的管理和生产系统，而到了工业4.0时代，连接性增强，网络安全威胁也急剧增加。不过人们可以对整个新框架充满信心，工业设备供应商正联手同网络安全公司进行合作和收购。
（7）云计算
在工业4.0时代里，更需要跨站点和跨企业的数据共享，与此同时，云技术的性能将提高，只在几毫秒内就能进行反应。其结果是设备数据将存储在云中，生产系统可以提供更多的数据驱动服务，许多工业监测和控制处理也将进入云端。
（8）增材制造
企业已开始采用增材制造，比如用3D打印生产单个组件。进入工业4.0，这种增材制造方法将在小批量定制产品的生产中更加广泛地应用，它可以催生多种复杂却轻巧的造型设计。高性能且分散的增材制造系统将减少运输距离和库存。例如，航空公司已将增材制造工艺应用于新设计中，既能减轻飞机重量，还能降低钛等原料的费用。
（9）增强现实
增强现实技术支持各种服务，比如你可以在仓库里挑选部件并通过移动设备发送维修指令。这些系统目前正处于起步阶段，未来，企业将更加广泛的使用增强现实技术为工人提供实时信息，改进决策和工作程序。目前这种系统已经以谷歌眼镜的形式进入了市场，工人可以透过虚拟现实的眼镜看到实际的场景。另一个应用程序是虚拟培训。西门子已经开发了一个虚拟工厂操作员培训模块，利用增强现实眼镜，创造了以工厂人员处理突发事件的数据为基础的3D环境。
2 工业4.0的影响
（1）量化影响：以德国为例
为了对工业4.0潜在的世界范围内的影响有更进一步的量化的理解，我们对德国制造业进行了分析，发现第四次技术革命会引发生产力、税收、就业和投资等四个领域内的收益。
生产力方面。在接下来的五年到十年，工业4.0将会对德国制造业领域内的更多企业产生推动作用，并提高生产力，预计产值将会从900亿欧元提高到1 500亿欧元。不计算材料的成本，生产成本可能会提高15%到25%；如果把材料成本计算在内，生产成本可能会提高5%到8%。工业各行业差别很大。工业零部件制造商有望实现生产力最大的一些改进（20～30%），例如，汽车公司可以预期增加10～20%（见图3）。
图3 工业4.0将大力推动生产力的发展
税收增长方面。工业4.0也将推动收入增长。厂家提高设备和新的数据应用需求，以及消费者对更广泛的定制产品的需求将越来越多，这可以增加税收300亿欧元，约占德国GDP的1%。
就业方面。工业4.0将使德国在未来五年内就业增长6%。（如图4）在同一时期，机械工程部门对员工的需求可能会上升10%之多。然而，也因此需要会不同技术的人。短期内，自动化的趋势将取代一些操作简单、重复率高的低技能工种。同时，软件、连接和分析越来越多地被使用，将增加对软件开发和相关技术员工的需求。
图4 德国工业4.0将促进本国就业增长
投资方面。在接下来的十年里，为适应生产过程一体化，德国生产商投资约2 500亿欧元。工业4.0将直接影响生产商和他们的劳动力以及供应制造系统的公司。
（2）对生产商的影响
下一波的制造业将影响生产商的整个价值链，从设计到售后服务。①顺延着整条价值链，生产过程将通过集成IT系统实现优化。因此，今天孤立的制造单元将被完全自动化的、集成的生产线所取代；②通过生产商和供应商的合作，产品、生产过程和生产自动化将设计和委托在一个集成的过程中。物理原型将减少到绝对最小；③生产过程灵活度增加，并允许小批量的经济生产。机器人、智能机器和智能产品，可以彼此沟通，并作出一定的自主决策，因此灵活度得以提高；④生产过程会通过学习自我优化设备，例如，在感觉到某些未完成产品的属性时调整自己的参数；⑤利用自动车辆和机器人的自动化物流，会根据生产需要自动调整。
工业4.0会比如今更快的响应客户的需求。它提高了生产过程的灵活性、速度、生产率和质量。它为业务模式、生产流程和其他创新奠定了基础。这将使更多的工业生产商投资于工业4.0技术，以提高产品质量，并可以定制产品。
（3）对制造系统供应商的影响
由于制造商需要与工业4.0相关机器有更强的连接与互动，制造系统供应商不得不在其产品中扩大信息技术的作用。无论是在云端，还是在嵌入式设备中，将部署更多模块化的功能。系统的整体功能性和复杂性的增加，会需要更多的决策调配。此外，在线下载软件的门户网站与合作伙伴关系可以提供更加灵活和适应性更强的设备配置。自动化架构也将发生演变来适应不同的用途。供应商需要为这些不同的情况做好准备，来应对这些变化。
工业自动化供应商和大多数机床制造商已经拥有了显着的软件开发能力，但工业4.0还需要更多。日益增长的互联互通的机器、产品、零件和人类也需要新的国际标准，在未来的数字化工厂中这些标准可定义这些元素间的相互作用。目前这些标准的开发工作仍处于起步阶段，在传统的标准化机构和新兴财团的推动下不断前进。德国工业4.0是第一个推动力。2014年3月在美国由制造业、互联网、信息技术以及电信领域的公司联合成立的工业互联网联盟（IIC）异军突起。随后，一个新的机构——成立于德国的Dialogplattform工业4.0组织，将会抵消工业互联网联盟的强势地位。其他几个标准化组织也显示出了对该领域的野心。
3 前方的路
工业和国家将以不同的速度和不同的方式迎接工业4.0。具有高水平的产品变型的产业，如汽车、食品和饮料行业，将受益于更大程度的灵活性，因为可以促进生产力的增长。比如半导体和药品等需求高品质的产业，将受益于数据分析驱动的改进，能够显著减少错误率。拥有高成本技术劳动力的国家可以利用工业4.0赋予的更高的自动化程度。此外，充满年轻、技术娴熟的员工的新兴市场可能抓住这一机会，创造出全新的制造理念。为了积极适应转型，生产者和系统供应商必须采取果断行动，以顺应九大技术趋势。他们还必须注意基础设施建设和教育的需要。
（1）生产者必须设置优先项和提高劳动力
生产商必须在生产过程中设置优先级，提高员工的工作能力，例如，①确定改进的关键领域，如灵活性、速度、生产率和质量。然后，考虑如何在指定的领域利用九大技术趋势；②分析员工的长期影响，并进行战略性人力资源规划。适应角色、招聘和职业培训，为员工提供额外所需的信息技术技能。
虽然这些改进已经保持了现有产业的显著潜力，但新兴领域可以通过采用工业4.0创新的工厂布局和生产流程等来打破现有的标准。
（2）供应商必须利用技术
制造系统供应商需要了解他们如何能在新的案例中使用新的技术，为他们的客户赚取最大的收益。可以利用这些技术满足不同的需求，如增强网络化的嵌入式系统和自动化、新的软件产品的开发和新服务（如分析驱动的服务）的交付。因此，他们必须夯实基础：例如定义利用哪种商业模式能够满足增强的，或者新的需求；建立技术基础，如分析工具库；建立适当的组织结构；发展在数字世界中必不可少的合作伙伴关系；参与和塑造技术标准化。
（3）基础设施和教育必须学着适应
为了迎接工业4.0，生产者和供应商必须努力适应基础设施和教育。这是最好的解决途径，通过政府、行业协会和企业的综合努力来实现以下目标：升级技术基础设施，如固定和移动宽带服务。基础设施必须提供快速、安全、可靠的，足以让企业依赖的接近实时的数据；使学校的课程、培训和大学课程适应工业4.0的需要，加强创业的方法，以提高其信息技术相关技能和劳动力的创新能力。