工业4.0承诺颇丰，其中包括大幅提高生产力、灵活性与安全性；边缘到云计算的显著进步；强大的分析功能；系统适配简便，提供大规模定制等等。您已经读过所有这些宣传，它们的发展愿景看似清晰，但实现上述愿景的路径和时间并非如此。无论是对您的业务而言，还是对您的客户来说，它都有可能带来令人生畏的复杂性和风险。

在其著作《第四次工业革命》中，世界经济论坛创始人Klaus Schwab写道：“与过去几次工业革命不同，这次工业革命正在以指数速度而不是线性速度演进发展......它不仅是在改变行事的‘内容’和‘方式方法’，也在改变我们的‘工作角色’。”

这不仅仅是一场加速发展的技术军备竞赛。大量业务基本要素也在发挥作用。这也进一步增加了不确定性。您既不能保持观望，坐视先发优势丧失。但也不应甘冒奇险为现有客户群体提供他们无意接纳的技术。此外，您还要避免在有可能很快过时，永远无法产生回报的技术上进行大力投资。在加速发展和掌控风险之间进行平衡至关重要，这样才能灵活满足客户在多种类型的重新开发项目和新项目上的迫切需求。鉴于软件、安全、IT等领域需要更广泛的专业知识，制造商在投资方向、合作伙伴甄选、如何保障组织机构的敏捷性等方面面临着高难度的权衡取舍。在这种不断变化的环境中，不存在正确答案或无风险方法。但是一些明智的战略选择仍然能够帮助您更快地从目前阶段进入下一阶段。为了最大限度地把握住工业4.0机遇，本执行指南从契合实际的深入角度出发，介绍了六种有效的业务措施，帮助您掌握当今现状、未来趋势以及实现发展的最优路径。

解决突出问题

工业4.0是企业在运营中全面实现信息物理系统集成的一条捷径。它是（工业）物联网与运营技术和业务系统的集成。它不仅突破了企业壁垒，还最终实现了能够在强大的价值链条上连贯供应商、合作伙伴、经销商和用户的生态系统。与此同时，云计算、通信基础设施以及融合虚实世界的边缘技术正在同步发展，这也进一步推动了工业4.0的进程。然而将所有这些链路连接起来并不是一项简单的工作，尤其是在考虑到工业环境下严苛的工作条件和需求以及与各个独立构建块之间的相依性时。如今，对于在整个系统中确保信息的完整性与价值来说，网络边缘（数据源）技术起着越来越关键的作用。在对它们进行设计时，需要从系统层面彻底理解技术面临的多方面挑战。解决技术本身面临的挑战还远远不够。要实现工业4.0的愿景，也需要新的方法、新的工程模型以及新的专业知识。工业生态系统中的“岗位负责制”老惯例将遭遇挑战，新的合作伙伴关系将诞生。

这些变革诱发了有关工业4.0实施方式的大量猜测：哪些新兴趋势将长盛不衰，哪些将昙花一现；标准和安全等主要障碍将如何被化解；生态系统将如何演进发展，支持现有参与者和新兴参与者另辟蹊径，获取价值。有大量棘手的技术难题亟待解决，但是业务难题同样棘手。

下面是一些典型的业务难题示例。它们是否看似并不陌生？

对我们的业务和我们的客户而言，如今是否存在真正的ROI？

在对企业领导的调查中，大部分企业领导不了解工业4.0技术，不清楚工业4.0技术有望创造的机遇。相反，大部分人共同关心的问题是成本与可行性。然而，普及趋势和当前预期显示，市场对实现ROI的信心愈发强盛。在2015年的一项研究中，普华永道调查了26国工业部门的2,000多家公司。三分之一的调查对象认为所在公司的集成度与数字化水平已达到先进水平，72%的调查对象预计在2020年达到这个水平。超过85%的调查对象预计他们的先进数字化举措将帮助他们降低成本并提高收入。近25%的调查对象预计

在今后五年里有望实现超过20%的成本下降和收入增长。在本指南中，我们也将向您讲解ROI的大局观思维，探索当今的产品层面投资在系统层面效益与路线图效率方面的回报。

这是否是真正的最佳投资时机？

鉴于今天的不确定性和创新节奏，设备制造商（及其客户）面临着不断攀高的投资风险，很有可能在投资回报前，所投资的技术就已经过时。在快速投放市场的紧迫感与更保守的观望策略间求得平衡，是一件高难度的事情。最明智的投资不仅能够抓住稍纵即逝的机遇，同时还会高度重视前瞻性和长期路线图。

我们的组织机构是否已经做好准备？

毫无疑问，工业4.0要求组织机构进行一场思维和工作方式的变革。它将要求组织机构提高敏捷性、掌握新技能、强化内部团队间的协作，并加强与外部合作伙伴的关系。随着连接水平迈上新高，相依性进一步深化，企业必须采用更加系统化的方法来解决他们遇到的问题和交付价值。

我们该从哪入手？

我们该如何将新功能与既有系统相集成？如何满足标准？如何保障安全？我们的投资能否确保在新技术和新标准出现后不会过时？如何令客户信服我们的能力？这些都是优秀的问题！下面的指南为您提供了五个关键举措，便于您制造业务机遇，并且结合了切实可行的战略为您的发展提速。

• 兼容未来的工业以太网：填补标准差距
• 软件可配置I/O：整合产品灵活性与系统灵活性
• 更智能的边缘技术：数据源智能化
• 边缘安全、系统方法：保障关键环节的安全
• 生态系统同盟：将视线投向技术之外

关键举措：兼容未来的工业以太网

填补标准差距

通信基础设施是互联工厂的基干，因此，在推进工业4.0的进程中，众多重大挑战与机遇都与网络技术有关也就不足为奇了。一系列新兴趋势正在制造环境中集中涌现，每种趋势都加剧了网络需求的复杂性，其中包括无处不在的传感技术、不断增多的互联设备、云计算、机器间通信等等。

全面应对这样的趋势需要前所未有的互联互通水平，实现万物（以及云端）互联以及企业侧网络（IT）与运营侧网络（OT）的融合。为实现这样的目标，工业以太网正在逐步取代传统的现场总线技术，成为工业通信基础设施的标准基干。其带宽与灵活性为实现复杂的网络架构、更快速顺畅的运行以及更先进的分析与自动化提供了可能性。但由于以太网不具备现场总线系统所具备的内在确定性和讯息可靠性，OEM厂商已不得不开发自己的协议，以确保在时间敏感型应用内进行实时通信。

这对于简单用例十分有效，但如果在同一网络中引入多重协议，确定性性能往往会不断下降。因此，虽然工业以太网可满足工业4.0的核心要求，但要在系统层面或企业层面对它进行缩放，特别是采用符合实际的逐步缩放方法时，仍会带来巨大的挑战。

时间敏感网络（TSN）是在行业层面开发的一种通用标准，用于消除这类互操作性问题。它将统一现有协议，跨应用、跨带宽、跨IT/OT边界，一路直至边缘节点，提供可靠、确定的通信与扩展能力。然而，TSN的时序并不确定，这给任何试图依靠现有产品方案实现高速发展的企业都造成了障碍。

机遇

要确保新技术无缝地集成到复杂的多协议环境中，该如何操作？随着TSN的兴起，现在如何才能确保实现向前兼容，避免未来发生进一步的成本和干扰？对众多企业来说，选择是要么牺牲确定性性能，要么从零开始构建定制的交换技术。前者往往会吓退客户，后者则需要耗费大量时间与资源，延误产品的市场投放时间。

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