工业4.0是下一代工业自动化解决方案，允许关联机构优化他们的工厂，通过工业设备的互联和不断增加的计算来增强他们的生产效率的生产流程。第四次工业革命的概念是21世纪技术、工业、社会模式和流程的快速变化，以及它们的互联性和智能自动化的增加所产生的。这是工业发展的新篇章，其动力来自与第一、第二和第三次工业革命相当的非凡技术进步。这些进步正在将物理、数字和生活世界融合在一起，既创造了巨大的前景，也带来了潜在的危险。这不仅仅是技术驱动的变革；这是一个帮助利益相关者利用融合技术创造一个包容的、以人为本的未来以实现发展的可持续性。互操作性、信息透明、技术辅助、去中心化决策是建立工业4.0的基本原则。图1提供了在识别和实施工业4.0方面的解析。物联网促进了设备之间的相互通信，从而创建了物理世界数据的虚拟副本。这有助于操作人员进行可视化/分析所涉及的相关过程，并最终自己做出决定，使执行任务自动化成为可能。
工业4.0被认为是一系列颠覆性的和不断增长的生产创新和工业流程的飞跃，目标是在生产率、安全性和相关成本方面实现卓越的效果。各种关键技术正在工业领域中得到实践(图2)。
从提高产量和质量到相关的安全性和成本，工业4.0为日常工业问题创造了解决方案。它展示了资产利用和资源能源优化的各种范例。图3总结了一些可以通过工业4.0实现的主要附加功能。
采用工业4.0的主要挑战:
工业4.0解决方案提供商面临诸多挑战。包括在实现最佳性能的方面，一些与系统中不同技术的有效实施相关。尤其是物联网、人工智能、多协议通信接口等多方面技术的整合。来自不同的供应商，包括专有软件框架是主要的障碍。此外，智能工厂需要其设备的稳健运行，以确保自动化流程无缝运行，并避免任何功能故障。因此，实施最佳的功能安全措施是任何工业制造商的主要关注点。这是通过遵守全球各机构监管的严格工业标准和认证来确保的。
图5展示了一个典型的工业4.0用例，涵盖不同的设备、能源和专用传感器。在这种情况下，供应链配备了对不同设备以及整个工厂运营的实时跟踪和监测。所有单位通过中央云服务器共享信息，促进资源利用、能源和流程优化方面的运作，同时改善最终产品/服务。在整个操作过程中获得的大量数据提供了以自动化方式在每个层面上得到了其功能性的增强。然而，自动化的成功将需要对流程的充分理解，以及操作技术、信息技术和综合数据分析方法的有效融合。
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