世界現在正處於第四次工業革命的黎明，也就是所謂的“工業4.0”——從計算機系統到網絡物理系統的轉變，由物聯網、雲計算和人工智能等技術推動。
在最嚴格的意義上，工業4.0是將新技術集成到當前的工業流程中，本質上是創建智能網絡，其中智能機器與機器交互成為常態。例如，裝配線上的機器可以智能化地監控和預測故障，而這些故障又可以自動觸發維護程序。
儘管自動化和人工智能接管世界的情況似乎有些過於誇張，而且在不久的未來不太可能，但很有可能的是，機器互聯將很快成為製造領域的下一個大事件。以下是將工業生態系統定義為工業4.0的關鍵組成部分：
互通性
這指的是機器，傳感器，設備和人員進行通信和共享信息的能力。
信息透明度
信息透明度定義為系統將從物理世界獲得的數據聚合到虛擬副本中的能力。
技術援助
技術援助是指系統協助人類解決問題和做出決策的能力，同時還能夠在某些任務中為人類提供物理幫助。
分散的決策
分散決策是指系統自主決策的能力，本質上是採用人工智能執行任務，人為干擾最小。
但是，向工業4.0過渡涉及各種挑戰；例如確保數據安全和網絡物理系統的高度可靠性，避免因自動化等原因造成的工作損失。此外，為了通過防止停機來提高機器的可用性，維護服務在製造業中變得至關重要。因此，轉型到工業4.0也意味著必須升級現有的維護操作。
目前，預防性維護（PM）是廣泛採用的維護策略。它本質上意味著定期安排維護 - 當機器仍處於工作狀態時 - 以避免任何重大故障的發生。如今，車輛，電器，機器等通常採用預防性維護策略進行維修。對於工業4.0來說，這還不夠，因為將技術融入現有流程的潛在原因包括提高運營效率和可靠性，實現成本效益以及發展業務。由於以下原因，預防性維護不提供這些服務：
PM不符合成本效益
因為它是基於時間的，因此需要定期維護，如果過早地進行維護，則特別會增加所產生的成本。
PM需要大量的資源投入
通過定期維護，實體需要投入更多備件。如果未正確規劃維護，這可能會再次增加成本。
無法避免計劃外的停機時間
雖然PM可以在很大程度上避免由於定期維護而導致的意外停機，但在意外停機的情況下，它會耗費時間和資源。
PM是勞動密集型的
PM通常在完全工作狀態的設備上進行，導致不必要的停機時間，以及投入不必要的勞動力。此外，由於PM是勞動密集型的，維護人員也需要定期接受培訓，考慮到製造商爭取最大的資源生產率，這是昂貴且非常不方便的。
製造商越來越多地採用工業4.0技術來使其運營變得更加智能，並且狀態監測正在成為一種主動，經濟高效且及時維護的顛覆性解決方案。
狀態監測
狀態監測是預測性維護的一個組成部分。作為其名稱的暗示，與預防性維護不同，預測性維護依賴於機器的狀況而不是定期設置的時間表。
狀態監測是指監測機器的某些參數，以識別早期階段任何故障的發展。例如，目前採用預防性維護策略，一旦車輛行駛了一定距離（例如15,000公里），就需要對車輛進行維修；無論車輛狀況如何，這都可以完成，有時可能沒有必要。相反，通過狀態監測，車輛維修可以在12,000公里或20,000公里處完成，這完全取決於其狀況，因此帶來許多額外的優勢。
工業4.0中狀態監測的相關性
工業4.0技術的興起為大幅提高生產運營的可靠性和效率提供了機會。來自微軟，Seebo和IBM等公司的狀態監測解決方案承諾可以輕鬆過渡到工業4.0。
為了明確狀態監測的方式，簡要概述德國造紙廠如何利用該戰略使其更接近工業4.0，這將是有益的。三菱HiTec紙業歐洲公司生產熱敏成像紙，在德國的工廠部門使用現代方法進行塗層。他們面臨的挑戰是如何保持大型高速風扇用於烘乾塗層，使其質量不平衡，最終導致工廠關閉。為了解決這個問題，設計了一種能夠持續監控風扇振動的系統。在採用一種條件監測維護策略的情況下，他們能夠識別出逐漸出現的故障，比如漂浮乾燥器的不規則性。這種早期的識別使他們能夠快速地安排維護，並且能夠計劃停機所需的停機時間，最終增加機器的可用性，並降低總體運營成本。
如上所述，狀態監測是工業4.0的重要組成部分，以下是它提供的一些主要好處：
- 減少意外停機時間
- 降低勞動力成本
- 提高機器可用性和過程可靠性
- 提高工作安全性
- 與預防性維護相比，估計節省8％至12％的成本
除了這些之外，還有許多其他優勢在工業4.0下，主要的一點是它為更容易採用智能解決方案鋪平了道路。
結論
雖然絕大多數行業仍然處於傳統裝配線和自動化流程的小規模實施之間，向工業4.0的過渡成為一項巨大的挑戰。然而，為了趕上激烈競爭的市場，行業需要尋找能夠在不影響其性能的情況下快速過渡到4.0的解決方案。狀態監控就是這樣一種解決方案，可以簡化這種轉變，為採用工業4.0鋪平道路。
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