2011 年 4 月 1 日，《VDI Nachrichten》杂志发表了一篇题为 "工业 4.0：随着物联网走向第四次工业革命 "的文章。作者在文章中描述了一种模式转变，即所谓网络物理系统中的智能产品未来应通过嵌入式传感器和执行器在其自身的制造过程中发挥积极作用。从那时起，大约 14 年过去了。工业 4.0 的愿景现在已成为全世界每个人的口头禅。然而，在许多情况下，工业 4.0 的愿景与现实之间仍存在相当大的差距。从整体上看，企业规模越小，这种差距似乎就越大。
从技术债务到数字需求：
为什么变革是不可避免的
这种不情愿的一个方面可能是所谓的 "技术债务"，它不容易消除。这首先包括机电一体化设备和 IT 基础设施的巨大差异。通常，车间与公司各级部门之间也缺乏纵向联网，或直接导致缺乏（中央）数据收集和（分散）工艺链数据的可用性。此外，在过去，制造企业似乎可以毫不费力地满足客户的要求，即使没有广泛的数字化努力。然而，越来越多的迹象表明，数控制造中的工业数字化愿景也已跨越了真正革命的转折点。这主要是出于监管责任的考虑，例如工艺和产品的碳足迹或其可追溯性。此外，越来越多的客户要求其供应商横向融入全球价值网络。此外，自人工智能出现以来，数字化以及以数据为基础的可优化流程链的明显可计算优势不断巩固。这方面的例子包括
I提高效率：工业 4.0 技术实现了更高的生产率和更短的吞吐时间。
提高精度： 实时监控和数据驱动的调整提高了加工过程的质量。
成本效益：减少停机时间，优化资源利用率，从而降低成本。
灵活性和定制化：可快速适应客户不断变化的要求，批量可小到一个。
可持续发展： 提高效率和减少浪费促进了可持续生产实践。
逐步整合，实现数字化成功
中小型数控制造企业尤其面临着尽可能广泛地实施工业 4.0 技术并将其巧妙地集成到现有制造结构中的挑战。不过，我们不建议匆忙进行系统转换，而是建议逐步进行整合。成功的关键在于在快速实现改进与可持续投资之间取得平衡。建议首先将单个关键设备联网，实施标准化接口（如 OPC UA (UMATI)），并使用基于云的解决方案进行初始数据分析。即使是简单的传感器改造和数据采集系统，也能为流程提供有价值的见解，而制造平台则能使较小的公司获得现代技术。同时，应规划长期的现代化步骤：
- 制定整体数字化战略
- 逐步更新机器园区
- 开发面向未来的 IT 基础设施
- 投资于进一步培训和资格认证
- 为员工创建新的能力档案
- 促进开放的创新文化
数字双胞胎和人工智能：数控制造的新维度
机器和流程的数字双胞胎与人工智能相结合，为数字参与提供了新的动力。ChatGPT 等人工智能生成工具为这一领域打开了一扇迷人的可能性之窗。从作业定价、详细的生产计划、自适应流程监控和优化到预测性维护和服务，范围非常广泛。甚至根据 CAD 数据进行自动数控编程似乎也不再是不可能的事。
引领数控革命的工业 4.0
工业 4.0 技术在制造业中的应用与数控和 CNC 技术早期的应用极为相似：最初由于投资成本高、缺乏标准、经验不足和专业技术水平参差不齐等原因，人们并不情愿采用这种技术，但现在，这种技术的巨大潜力再次显现出来，只要成功整合，就能彻底改变制造业。
如今已经显现的优势--效率提高、基于数据的流程优化、灵活性和可持续性--实际上与数控和数控机床早期仅在设想中讨论、后来完全实现的优势相似。无论过去还是现在，成功的关键在于：循序渐进、深思熟虑的方法--从小事做起，迅速取得初步成功，并实施长期、全面的数字化战略。这样，今天的数字化转型也将取得巨大成功，就像当年传统加工向数控加工的飞跃一样。