从第一次工业革命开始至今已经有两百多年，从蒸汽技术革命、电力技术革命到计算机及信息技术革命，技术的变革会对世界产生翻天覆地的变化。而最有可能引领第四次工业革命的是建立在电气化与自动化基础上的广泛、深度应用的数字化技术。
1 . 工业革命的目的是生产效率的提高
我们为什么盼望工业革命？
因为它能提高生产效率，从而使人们更快速的创造财富，为 人们提供更丰富的物质财富。欧美国家工业革命百余年，在物质财富上就反超了中国古代几千年的积累。只要某种新技术能显著提高生产效率，用更短的时间、更低的成本制造出更多更好的产品，就会被迅速推广、广泛采用，直到全世界都使用这种新技术，这个新老技术更迭的过程叫做工业革命。回顾过去，无论第几次工业革命，其最终目的都是使用技术手段提高生产效率。
2．提高效率的手段是分工的细化
那么，生产效率是怎么提高的呢？
现如今，人们都有一个常识：10个人在一条产线上分工合作流水作业比10 个人分别在10个作坊里从头开始制造产品效率要高。因为细化的分工协作可以让专业的人做专业的事，从而提高效率。
我们带着这个观点再去回顾前三次工业革命，这三次工业革命就是对生产过程的进一步分工，使得每个人只承担分工后的一部分工作，将剩下的部分交给技术去完成；
第一次工业革命是蒸汽技术革命，本质是替代了提供动力和控制动力的分工，将提供动力的部分交给了机器（蒸汽机）去完成，而解放人去操作、控制机器；
第二次工业革命是电气技术革命，是在提供动力的层面进一步细化分工，替代了生产动力和使用动力的部分分工。所谓的电气化，举个例子：电厂只承担提供动力的部分，于是电能被集中生产、输送到使用端，而用户需要根据需求形式（驱动机器、照明、制冷制热等）使用动力；
第三次工业革命是信息技术革命，是在控制动力的层面进一步分工，本质是在发出指令的部分和执行指令的部分分工。所谓的自动化，举个例子：发送电子邮件时，编辑好文本并按下发送键，电脑会自动将文本转化为设备能理解的语言（电信号），传送到接收端再自动转换为文字。对比信息技术革命前只能打电报，靠人将文本转化为机器信号（摩斯电码），通过电报机发出，接收端再靠人将信号转换成文字。人只承担下达指令的部分，而将转化指令、执行指令的部分交给了机器。
因此，我们可以猜想，第四次工业革命，也会是通过技术手段把工作的分工再进一步的细化。
3．进一步分工细化的手段是数字化的深度应用
那么在可以预见的未来我们有哪些技术手段可用呢？
制造业从业者们一直都在思考如何 能够进一步的细化分工协作、优化生产流程，如何能把生产流程的每一个步骤都拆开，他们想把生产过程中的研发、生产、质控和维保等环节进一步分工。随着技术的进步，他们有了以下的法宝：
a.数字化双胞胎技术
所谓数字化双胞胎是指对工厂的所有生产设备、生产的产品以及提供支持的全业务流程（供应商管理、质量管理）等建立一套电脑系统里的数字化虚拟工厂，然后通过各种手段保持虚拟工厂与实际工厂的相关设备与产品的状态实时跟踪、更新。从而在系统里虚拟工厂就可以快速监控实体工厂的一切，并通过对虚拟工厂下达指令来改变实体工厂的运作。这样管理与技术人员不在工厂中，也可以实时、全面的地知晓并控制实体工厂的一切事物。可以在电脑前坐等产品的生产。
数字化双胞胎技术的详细情况可以参考这个答案：
5-10年后，你觉得哪些科技会让我们“遗忘”现在的生活？ – 江云平的回答 – 知乎
b.3D打印技术
3D打印技术的一个特点是，人们将产品的参数输入设备后，所有的制造工作将由设备独立完成，不再需要人干涉。既然人的工作仅仅是设计和输入，那么完全可以通过网络将数据包发送给远在千里之外的3D打印机，然后坐等产品生产。
关于3D打印的详细介绍可以参考这个答案：
3D 打印机有哪些种类？分别是如何工作的？ – 西门子中国的回答 – 知乎
c.工业机器人技术
工业机器人的广泛应用，会越来越多地替代重复的操作岗位。一个岗位被替换为机器人后，人需要做的就是向他输入指令，让机器执行生产过程，直到出现故障后进行维保。随着技术的进步，工业机器人的可靠性越来越高、替代范围也会越来越广，当需要维护的频率降到一年只需要几次时，就可以通过维护工程师的出差解决的方式解决。甚至机器人替代了工厂所有的岗位，自动维保机器人可以检修维护工厂设备，保障产线正常运行。那时，完全可以通过网络将数据包发送给远在千里之外的机器人，然后坐等产品生产。
也许，你在新闻里见过一些机械臂，可以在一些特定的工站上做一些重复的动作，大概是像这样：
上面的视频可能不会让你觉得惊艳。但是随着技术的深入，机器人已经可以做得更多。如下面视频中看到的，现在，它们可以自己寻找找路径，完成给设备上料、卸料的工作，配合全自动产线，可以取代绝大部分的人力工作。在西门子成都的数字化工厂，注意视频中机器人每个动作前都有一个信息采集识别的动作，通过摄像头、传感器或扫码枪，这个过程采集的信息都可以接入前文提到数字化双胞胎技术，实现更好的信息交互：
d.人工智能
通过以上介绍的技术，能大致能够构建一个全自动化的工厂。由可移动的机器人或AGV小车等将原材料送进全自动的生产流水线，由固定式机械臂和全自动生产设备制造产品。通过数字化双胞胎技术，采集每一个环节的所有数据，对整个生产过程进行实时监控，适时做出干预。
随着收集的数量越来越多，一些针对特定事件的处理就可以交给人工智能去完成。一开始，这种判断是程序预先设置好的（也是现在已经实现的），例如，产品在经过焊接炉后进行检测，发现焊接点质量不合格，向系统发出质量失败的信号，机遇人工智能技术的决策系统收到这个信号后就可以给移动式机器人下达指令，将这个问题件拿出生产流程单独处理。
再后来，通过对大数据的挖掘和机器的自主学习，人工智能就可以做一些更复杂的决策工作，比如：通过查阅数据库里，分析质量问题重新焊接后的修复率，判断重新焊接修复零件缺陷，还是直接报废，或是使用其他手段，从而发出得出最恰当的处置指令。这种基于历史数据的处置方式，可能比人工的判断更为恰当。
随着人工智能技术的完善和发展，以及数据库的完善，需要人去干预的活动会越来越小。那时，最懂智能工厂的也许就是智能工厂本身。
5G技术与数字云
通过以上的介绍，我们发现这些法宝的共同点是人将需求发送给工厂/设备，然后坐等生产。于是要解决的问题来了：如何记录、管理以及应用收集的海量数据？针对确实需要人工干预的情况，如何第一时间准确地与人工智能沟通需要发送的需求数据包，以及工厂/设备反馈的信息数据包的及时性、安全性和便利的可调用与分析性如何解决？
其实我们已经有足够的技术手段来保证这一切，使用5G通信技术超高速的数据传输效率，不仅是及时，甚至可以做到即时的数据传输和反馈。
至于这些海量数据的安全储存、快速查询与分析需求，云技术完全可以胜任。例如，西门子的MindSphere将各种来自用户的指令与需求、设备的信息数据储存在云端，可以在任何一个客户端随时调用，不用担心数据丢失，或者海量无法筛选，更不用考虑硬盘损坏的情况。将信息数据储存在云端，由专业机构统一管理和维护也是分工细化、集中处理的一种方向。
关于mindsphere, 可以参考这个文章：
当然在工业领域应用的前沿，还有很多这样类似的技术，例如，从最基础的利用 excel软件收集数据，使用公式编辑数据，到各种工程模拟软件进行数值仿真模拟，到去年开始兴起的机器人流程自动化（RPA）等它们的共性是通过对工作的分析，把其中的一部分交给机器、设备、程序或软件来解决，从而解放人的一部分负担。这和前三次工业革命一样，数字化技术可以细化分工，最终提高效率。
数字化所需要的各个方向的技术已经一一突破，这让我想起了一句话：“空有灵感毫无价值，行之有效的发明应实现批量生产并广泛应用——维尔纳.冯.西门子”现在，我们需要把这些行之有效的数字化技术整合成解决方案并广泛推广应用。这些点点滴滴的技术进步与发展前景使得人类看到了第四工业革命的希望，也因此有了我们在讨论题主这个问题。
4．数字化的深度应用便是第四次工业革命
数字化技术被广泛而深度地应用后，也就是第四次工业革命完成时会是什么样？工厂将出现在地理上最适宜的地方，比如采矿企业建在矿山资源的旁边、噪音大企业的可以放在荒芜人烟的沙漠等。这些工厂在现实世界里是真正的无人工厂，机器们自动生产、自动维护并自动将产品运输到消费地。同时，这些工程在虚拟世界里又是人满为患的工厂，全世界的人都不停地可以给它们下达不同的指令，等待它的反馈，繁忙地一刻不停息。
而绝大部分的人们会生活在设施发达、配套完善的大城市或是风景优美、气候适宜的乡间别墅。人们足不出户就可以在数字的世界里向遥远的工厂下达指令，通过数字化技术去驱动以电气化为动力的自动化设备提供产品。
西门子曾经发布提问：5-10年后，你觉得哪些科技会让我们“遗忘”现在的生活？其中有各领域专家和参与者分享对未来的洞见，供知友参考。
所以，如果你要是问我 最有可能引领第四次工业革命的是哪种技术？我会说：当然是建立在电气化与自动化基础上的广泛且深度应用的数字化技术！
本文由西门子工程师撰文回答，希望对题主和关注这个话题的知友们提供帮助
特别鸣谢本文作者：
西门子工业自动化产品（成都）有限公司
环境、健康与安全工程师 @江云平
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来源：知乎 www.zhihu.com
作者：西门子中国
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