4.0技术对环境可持续性的影响及应用示例

可持续运营与计算机3（2022）203了解工业4.0技术在改善环境可持续性方面的应用Mohd Javaida，Mohd，Abid Haleema，Ravi Pratap Singhb，Rajiv Sumanc，埃内斯托·冈萨雷斯da印度新德里Jamia Millia Islamia机械工程系b印度旁遮普邦贾朗达尔的B R Ambedkar国立技术学院工业和生产工程系c工业&生产工程系，G.B. Pant University of Agriculture Technology，Pantnagar，Uttarakhand，印度d智利库里科塔尔卡大学工程学院工业工程系aRT i cL e i nf o关键词：工业4.0应用维度环境可持续技术a b sTR a cT工业4.0技术为未来的创新和业务增长提供了重要的前景。人工智能（AI）、物联网（IoT）、大数据、机器学习（ML）等技术以及其他即将到来的先进技术正在被用于实现工业4.0。本文探讨了工业4.0技术如何帮助制造业和其他行业创造可持续发展的环境。工业4.0技术和通过先进技术实现的关键相互关系应该对环境产生积极影响。在工业4.0时代，制造业与信息和通信系统紧密相连，它更具可扩展性、竞争力和知识性。工业4.0提供了一系列原则、指导和技术，用于建设新的和现有的工厂，使消费者能够通过可扩展的机器人技术、信息和通信技术以生产率选择不同的模式。本文旨在研究工业4.0对可持续制造业的重大益处，并确定工业4.0的工具和要素。4.0发展环境的可持续性。这项基于文献综述的研究旨在确定工业4.0技术如何帮助改善环境可持续性。它还详细说明了工业4.0在环保方面的作用工业4.0在创造可持续发展环境方面的20个主要应用被确定和讨论。因此，它可以更好地了解生产环境，供应链，交付链和市场结果。总的来说，工业4.0技术似乎是环境可持续的，同时生产效率更高，减少资源消耗。1. 介绍工业4.0为社会和技术变革铺平了道路，这将极大地改变整个全球景观。这些信息被集成到组件中，并可以进行管理，例如，订购缺少的零件和设置单独的零件。 生产参数。与此同时，客户可以随时了解最新的生产情况。当工厂开始运行时，会产生更多的数据。准确的输出和实际的产品性能数据可以被收集、分析和检索到开发中。在这里，工业4.0技术增强和优化了新技术和工艺[1今天，世界各地的公司和非营利组织花费大量的时间，金钱和精力开发新的方法来对抗过去的挑战∗ 通讯作者。有害的后果。工业4.0技术使生产线、业务流程和团队能够在不受地理位置、时区、网络和任何其他方面限制的情况下进行协作。在智能工厂中，增加或减少产量的速度更快。这将导致更高的收入 生产设施。云和大数据将确保物联网和工业物联网（IIoT）设备将用户体验联系起来，创造出超级精益制造。云存储是高效和功能丰富的，以及灵活，最新和稳定。云计算还提供了一个流行的论坛，用于跨国界将商品连接到公司，并且非常适合处理物联网生成的大数据[4采取对社会负责和环境可持续的活动必须需要制造业，这对全球健康产生了积极的大规模影响。如果人们电子邮件地址：mohdjavaid@jmi.ac.in（M.Javaid），ahaleem@jmi.ac.in（A.Haleem），singhrp@nitj.ac.in（R.P. Singh），raje. gmail.com（R.Suman），santibanez. gmail.com（E.S. Gonzalez）。https://doi.org/10.1016/j.susoc.2022.01.008接收日期：2021年5月16日;接收日期：2021年9月9日;接受日期：2022年1月24日2022年1月26日在线提供2666-4127/© 2022作者。由Elsevier B.V.代表KeAi Communications Co.出版，这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）可在ScienceDirect上获得目录列表可持续运营和计算机期刊主页：http://www.keaipublishing.com/en/journals/sustainable-operations-and-computers/M. Javaid，A. Haleem，R.P. Singh等人可持续运营与计算机3（2022）203204心理影响。将可持续发展作为创始理念将彻底改变公司的运作方式，而不是事后的想法。为了确定废物控制、资源优化、碳中和和水等环境问题的合适解决方案，可以使用人工智能和机器学习（ML）等技术[7可持续发展的心态建立了一个建设性的反馈循环，这将导致越来越多的个人和组织。态度的普遍改变可能会反映出放松规章和现行立法以促进可持续增长。工业4.0通过无线网络技术和物联网功能将机器、传感器和其他设备连接到负责监控生产和效率过程的人员。这些技术的开放性为操作员提供了做出适当决策所需的广泛知识。它改善了连通性，使生产链任何部分的运营商都能收集大数据和专业知识，以支持发展，并识别创造力和变革的关键领域[11发展中国家在低技能、低收入和低收入方面低成本制造业受到重复性低技能活动自动化程度不断提高的威胁。创新需要更高水平的专业知识，增加制造业的资本密集度，提高创新生态系统的价值，并使生产者拥有良好的数字技术和准备。今天的枢纽中的基础设施提高了效率，部分补偿了收入的增加;它还降低了资本成本，减缓了向海外低工资国家出口的需求。事实上，工业需求的新发展已经回到一些工业化经济体。其他考虑因素，如市场亲民性、技术工作的提供和环境协调，也起着至关重要的作用。工业4.0和绿色制造的技术齐头并进，并指导生产谈判。与此同时，环境成本和长期增长现在被考虑[14可持续态度的推进涉及集体-形成、创新和发展环境友好型、成本效益型和以人为本的做法。如果我们想拯救世界，并渴望一个可持续的未来，我们必须现在就采取行动，尽我们的一份力量，因为迫在眉睫的气候危机的严重性。工业4.0结合了新兴技术的发展、机器人和人工智能的进步、先进传感器、云计算、物联网、移动设备和许多其他应用。几十年来，生产方法和工艺不断进步，使公司能够提高产量、效率和产量[18，19]。通过提高效率和稳定性标准，工业4.0可以完全解决机器连接的可靠性问题。信息技术（IT）安全问题正变得更加紧迫。与此同时，职业准备的目标可能是维护和监督网络，这是一个对技术员工的需求可能会增长的行业。新的人机交互方式最终将在下一次革命的预期中出现。网络和认知计算也将有助于提高输出一致性，因为技术减少了生产线任务中的人为错误。这种转变可能会为该行业的制造商带来更可靠的产品线[20关于工业4.0的各种研究论文已经发表，但本文旨在讨论工业4.0的好处。4.0可持续的制造业。 为了进行这项研究，相关进行研究论文并确定可持续环境的重要应用。1.1. 研究的需要工业4.0技术使所有利益相关者，除原材料和产品外，都能成为可持续发展的资源， 城市和未来的增长。需要研究工业4.0技术在可持续环境方面的应用。投资者、客户、媒体、监管机构和其他利益相关者这给公司带来了越来越大的压力，要求他们考虑自己的商业影响并做出回应。气候变化影响着我们的产品和营销方式。它带来了积极的三重底线。当今的可持续发展业务必须有效地涵盖社会、财务和可持续性目标。工业4.0最有前途的方面是虚拟和物理世界的融合[23，24]。它引起了商界和学术界的兴趣。引用新的市场进入者，更快的更新产品概念发布，以及更吸引人的用户界面可以帮助制造商创造一个可持续的环境。工业4.0可以从产品和用户体验关系中获得关键知识，以开发环保产品。工业4.0将继续激发创造力多年;仍然有很多成熟的技术可用。工业4.0汇集了我们运营公司所需的许多创新，并创造了一个不断发展的论坛，帮助我们扩大和发展。数字数据与知识产权相结合，管理公司可持续的产品细节。为了推动制造商、生产和服务网络，所有特殊的东西都包含在现实的单一版本中[251.2. 工业4.0的制造商已经实施了他们的工业4.0创新计划，这些计划现在领先于竞争对手。 他们可以通过数据驱动输入优化的模块化高效自动化进入随后的制造和交付时代，从而完全控制供应过剩和物料流动。工业4.0的优势包括增强竞争力和性能，提高多功能性和弹性，以及增加盈利能力。工业4.0还将促进消费者服务。智能工厂技术令人着迷和兴奋;工业4.0的优势仍然应该是每一次对话的关键。这包括增强机器人技术、机器对机器连接、非处方制造和决策的技术。工业4.0的技术使制造商能够实现更好、更高效的产品。换句话说，这可以产生更多和更快，同时使资本更具成本效益和可靠性[28，29]。这些创新使数据民主化成为可能，在更广泛的层面上提供洞察力，并整合工业4.0及其软件。工业4.0愿景将使设备相互连接，并在制造工厂的墙壁之外建立连接。 数据已经成为许多企业的现代资产。来自传感器和设备的大量数据具有巨大的重要性，这些数据被很好地组织起来。现在，在工厂里，有一种创造性升级的愿望-投资于能力建设和文化转型是最重要的行动。提高分析和新兴技术的技能将为不断变化的世界培训劳动力，并使他们为进一步学习做好准备，同时保持他们的相关性[30，31]。通过其整个价值来利用这些创新也至关重要链和向外渗透到组织间的供应链网络。这将是对人工智能和机器学习的有效利用，从供应链周围收集的实时数据中学习，同时提供智能见解以做出更好的决策。如果没有一个强大的合作伙伴网络（如初创企业和科技公司），所有这一切都是不可行的，这将创造易于获得和廉价的技术，使这场革命成为可能。此外，学术界将进行研究和开发，以进一步推进技术。支持工业4.0的制造业可以通过不同的制造流程监控、跟踪和追踪原材料和加工工作，以实现高效准确的出站运输。通过使用机器人和传感器，制造商将完全控制其工厂这种监管水平对于数字世界的一致性和生产力至关重要，消费者需求和工作环境迅速发展[32M. Javaid，A. Haleem，R.P. Singh等人可持续运营与计算机3（2022）2032051.3. 工业4.0对发展可持续环境的要求必须制定一项政策，使公司能够正确地采用工业4.0。持续的再培训和升级至关重要，因为技术发展和自动化淘汰了许多工人，并创造了新的工人。工业4.0可以在不同的市场和地区表现不同。因此，需要一个“变革性”的产业政策，将它们与新的数字技术联系在一起。它将包括一个全新的专业知识范围，重点是更大的多功能性和信息的使用和实时过程的可见性。对于特定的产品、执行和操作员，可能必须更改生产线配置。这可能需要走开，以补充生产线，并根据日常需要，维修或调整所需的另一个过程进行培训。随着工业4.0的发展，各大洲的工厂都在经历转型。重新审视传统工业的几乎每一个部分，从生产线到工厂车间到供应链，都是基于新的技术可能性和数据资源[35- 38]。物联网对于工业4.0的每一项倡议以及工业物联网技术都至关重要。工业4.0的整个理念，包括生产工厂中的机器人，温室中的传感器分配器和医院中的系统，包括来自各种设备和传感器的数据收集。IoT旨在收集数据。运行这些AI/ML应用程序需要大量的业务。物理系统做出响应，使用软件分析行动并跟踪结果。计算机和网络利用反馈回路来监视和协调物理过程.该概念侧重于将机器和应用程序嵌入到设备中，其中计算不是第一次使用，而是操作和机器学习循环。工业4.0非常重要，因为它的相关应用程序可以帮助几乎所有的生产公司，从中小型公司到大型公司，在每一个座右铭和企业语言下。那些采用工业4.0并将其纳入其公司的组织已经蓬勃发展[391.4. 工业4.0可持续制造可持续制造是一个趋势性的主题，在过去的许多年里取得了惊人的进展。 可持续制造寻求将可持续发展的基本价值融入工业部门。它有助于提高环境、社会和经济效率。工业4.0是一种社会技术哲学，包括通过整合数字化技术、大数据、网络物理结构、虚拟现实和云计算，实现技术、社会和组织方面的互动。工业4.0拥有可持续制造的巨大潜力，通过改进程序、缩短交货时间和提高企业效率来提高生产率。生产部门仍然面临着一些障碍和威胁[42大数据、分析和深度学习似乎看起来是匿名的，我们的大多数日常技术都发生了重大变化。这些改进中的一些已经变得更加有规律和有效，以与机器和知识进行交流。近年来，技术越来越多地被所有重要行业所接受，能源行业也不例外。数字电子设备取代文书工作不再是技术ad-vNavisphere的唯一关注点。下一步是重塑企业如何运作，与客户沟通和合作[46，47]。工业4.0是一个既定的概念，包括智能工厂环境中的可持续自动化和数据，以优化需求并提高灵活性和性能。可持续的数字化转型需要在智能电网建设、绿色能源管理和分布式输出方面取得这些进展。与此同时，硬件供应商及软件开发公司已掌握为大型业务流程创建及整合企业应用程序的专业知识，专注于内部可靠性及环境保护。数字化使企业有可能随着价格的下降和技术的发展，创造创新的商业模式、可再生能源生产和能源供应计划[481.5. 研究目标工业4.0是真正的变革，其主要目标是推动组织实现所需的成功参数。实施工业4.0技术最常见的战略目标是提高效率、改善客户服务、自动化开发以及整合制造和供应链。尽管工业4.0的变化可能是深远和广泛的，但许多读者会认为这一趋势正在演变。本论文实现了多个研究目标，有助于应对工业4. 0的挑战，以发展可持续发展的环境。本文的主要研究目标如下：研究问题1：研究工业4.0对可持续制造业的研究问题2：确定工业4.0发展环境可持续性研究问题3：研究工业4.0过程实现企业可持续发展研究问题4：通过工业4.0研究重大发展，创造可持续发展的环境研究问题5：识别和研究工业4.0应用，以开发可持续发展的环境1.6. 本文采用的研究方法这篇基于文献的综述是通过阅读许多关于工业4.0、可持续发展、环境和其他相关主题的相关论文、博客和书籍进行的。然后，作者对这些著作中所考虑的研究问题进行了批判性的评价。这篇文献综述提供了研究这一特定主题的详细状况。本文通常遵循一种组织模式，并纳入有关工业4.0可持续发展的概念类别。近218篇研究论文被识别和研究，以完成撰写本文。该研究领域是新的即将到来的，并进行实证或基于工具的研究不会代表未来的道路。基于文献综述的研究的目的是对正在考虑的研究问题有更深入的了解。我们还试图解释与这些技术相关的工作如何为解释以前的研究提供新的方法。在这里，审查，cri- tiquing，并综合代表性文献的主题产生新的结构和观点的主题在一个综合的方式。这篇基于文献综述的论文详细介绍了工业4.0在环境方面的功能。以往的文献综述研究在这方面是足够的，但有些缺乏一些广泛的评论。本文总结了各种发表的文章在有声望的期刊，并努力获得新的信息，在一个技术背景。基本的，应用的，分析的，定性的，定量的和其他类型的研究进行了简要讨论。1.7. 关于工业4.0可持续发展环境的一些研究当今的工业更加注重提高其可持续发展效率。除了行业要求外，对各种法规的反应也越来越多，有时，执行董事会要求适应更环保的运营。我们还看到许多员工对绿色生产充满热情。因此，引入工业4.0技术来创建一个可持续的环境平台。许多企业现在都把精力集中在平衡可持续发展目标上，考虑人、伙伴和利润。工业4.0正在改变游戏规则，破坏长期存在的现状，并提供专业知识和指导M. Javaid，A. Haleem，R.P. Singh等人可持续运营与计算机3（2022）203206图1.一、通 过工 业4.0 的 维度 创造环境可持续性。需要提高可持续性效率，特别是在制造层面[2，5，7]。事实上，数十年来，数字技术一直在帮助企业取得可持续发展的成功，重点是节能、减排和价值链优化。更新的战略必须侧重于市场和价值链，并且需要更好的洞察力和分析才能取得成功。随着当今物联网技术的丰富，企业需要找到一种解决方案，以提供与各种工艺选择相关的特定排放或废物。许多公司现在正在使用一系列数字资源来减少能源使用和生产浪费。另一方面，企业历来以美元或其他当地货币计算业绩[10，13]。今天这场数字革命正在重塑工业4.0的机遇，这将促进可持续发展。它提供了发展-更遥远的社会环境可持续性功能，如能源有害排放减少、可持续性和社会福利改善[2]。2. 各种工业4.0维度有助于发展环境可持续性图1反映了工业4.0哲学的许多关键维度，以开发整体可持续环境。工业4.0可持续发展的主要维度包括能源、材料、自然资源、废物排放等。这些维度进一步细分为：土地、水的利用率和资源的可回收性;损失率，能源部分的利用率;废料率，所采用的方法和材料的智能过程; 以及在废物排放情况下的危险水平、臭氧消耗和温室效应。适当的后续行动与这些尺寸毛皮-这将有助于实现可持续的环境发展[51一个健康的社会利用其人力、环境和财政资源来满足现有需求，并确保未来有足够的资源。工业4.0带来了进步，并在智能机械和其他技术设备的工厂和制造设施中开展了大量工作。这一刻鼓励我们思考工作场所中人的角色和价值。多年来，增材制造一直在创造重大发展。很长一段时间以来一直有创新，实现通常仅限于原型。近年来，出现了新的创新和应用浪潮，从工程和设计扩展到中小型制造业。厂商都已作好 很明显，随着工业物联网的不断普及，他们希望许多技术和解决方案都是开源的。 全球制造业[54以成功为例，工业4.0技术的发展，减少了浪费，节省时间、精力，并有助于创建智能生产系统。同样重要的是要记住，塑料包装是必不可少的在某些领域，如制药和医疗。工业4. 0的技术，例如机器人及模块化电子产品，有助减少塑料制造过程的用水量及即时废水清洗，从而大幅减少对塑料水系统的影响。计算机模拟现实可以提高管理实践中的行业。通过各种沉浸式技术对工具和工作等资源的管理变得更加简单。增强的真实性有助于该行业有效地维持其库存。一名工人将用智能手机在一个大仓库中找到所需的组件。论证现实还将导航到采取最短路径到行业的另一部分的组件来运输它。这也将提高员工的效率，并有助于遵守复杂的程序。一个可持续发展的社会必须考虑到许多个人利益，并有效地解决这些问题。M. Javaid，A. Haleem，R.P. Singh等人可持续运营与计算机3（2022）203207它是一个有效的领域和各种文化和观点的安全，每个行业都有自己的决策表[583. 在工业4.0中采用环境可持续性工业4.0的特点是一系列生态良好、稳定和长期的社会和经济增长因素和原则。这正在各种各样的应用中实施，以创造环境的可持续性。从技术上讲，每个数字公司都希望与众不同，因此今天它选择了环境可持续性。我们今天面临着真正的问题：已经变暖的环境、不可再生能源的过度消耗、生物多样性的枯竭、大范围的森林砍伐、极端的自然灾害、大规模的二氧化碳排放、低空气和水质量。工业必须通过使用工业4.0技术从可持续发展中受益[62工业4.0可以展示商业案例，开发适当的安全模型和应用程序。一个得到良好支持的设备集成商可以提供专用无线网络方面的经验。它可能是一个谁拥有的专业知识，最重要的是，有值得信赖的关系，与实际的技术供应商的问题。技术供应商为工业4.0制造场景带来了现实世界的行业集成专业知识，而设备集成商则负责做出转型承诺。合适的技术合作伙伴可以在不中断当前活动的情况下，充分了解传统电缆环境并顺利集成无线技术解决方案。 将我们的商店地板连接到 与实际虚拟相匹配的数字孪生将具有持续的优化循环，从而允许可扩展和敏捷的生产过程。基于对大数据的收集和分析，企业必须考虑他们的车间地板上发生了什么，以提供一个平台，使他们能够开发和验证模拟，并运行跨平台操作，代;一个工厂，把数据转化为实际信息的创造力和业务改进[65互联工厂和工业物联网互联工厂所有机器协作，使用数据、物联网和自动化来监控所有生产方面。通过开发简化和保护客户数字化运营的组件，我们的工业物联网场景范围得到了改进。工业4.0中的技术应该意识到，没有数字化转型的危险，没有网络基础架构的风险，没有昂贵的资本支出或其他问题。领导者还应谨慎处理他们可能面临的问题及其对长期竞争力的影响[70新型冠状病毒疫情亦显示数码科技在潜在保护环境方面的重要性。近几个月来，道路和空气流通急剧减少，减少了温室气体污染，许多人住在家里，每天依靠互联网资源旅行，购物和外出。这些挑战为数字化铺平了道路，新企业的引入集中在一个新的现代环境中，不涉及任何运营和交易[73许多司法管辖区已经创建了智能手机应用程序，将关键的卫生系统联系起来，并向消费者提供最佳实践、自我评估、风险和其他COVID-19预防措施的建议。这些应用程序经常提醒消费者一个积极的结果，允许他们隔离自己或在事件中致电提供商 症状[76为了更好地解释COVID-19病毒及其传播，患者对治疗的反应如何，人工智能被引入以审查数据集、病理记录和患者知识。大型IT公司、保险公司、保险和金融服务提供商以及学校都参与了一项前所未有的远程办公试验。虚拟办公室为员工节省时间、资源和能源，并有助于平衡就业和可持续增长与发展。降低管理费用和提高效率是对工人的激励措施的一部分[80，81]。数字化平台和服务为银行提供了简化流程、识别重复和繁琐活动以及与技术合作伙伴讨论自动化解决方案的机会。区块链银行使转账更快，更便宜。经过认证的交易包含在用哈希锁密封的块中。这些区块由区块链组成，因为其他网络验证了区块链上的锁定。积木此事务不能更改，并且不会受到不希望的更改的影响。不同的网站和应用程序允许直播。在COVID-19大流行期间，超市和互联网购物行业将发生革命[824. 工业4.0发展环境可持续性环境可持续性领域的关键工业4.0工具包括：物联网、基于数据的云计算、工业4.0的不同原理、产品和流程相关方面等。图2突出显示了工业4.0概念的各种工具，一个可持续的环境。通过对拟议的工业4.0工具和技巧的适当安排，可以实现可持续的环境发展。这些具体方面进一步阐述为：互操作性、实时系统、大数据和实时事实、生命周期评估、智能生产、传感器的效用、数字化等[85现有业务将随着人工智能、物联网、大数据等新技术的进步而改变。人工智能是工业4. 0的主要组成部分之一，它允许机器思考、学习和决策。 人类从黎明开始就一直在努力提高自己的能力和力量人性的一部分这些工具为先进的研究提供了可靠的设备[90，91]。另一个技术进步是物联网，计算机可以与其他人进行交互。物联网可以将工厂转移到智能城镇，村庄，智能城市，汽车和房屋变成智能家庭。工业4.0的另一个关键要素是广泛的数据分析。它主要用于收集客户的输入和数据，以便制造商为他们提供商品和服务。它提供足够的准时服务，因此将节省资源和时间[92，93]。工业4.0具有重大影响，并改变了其基础在全球经济的基础上为了做出决定，工程师们使用重新-大数据分析的结果。这些知识为预防机器意外停机而采取的修改和措施提供了优先权。大数据分析意味着预测性维护，可大幅缩短响应时间。供应控制自动化是制造商使用大数据分析的另一种形式。这意味着生产设施所需的人力投入和行动- [94]第95话被删它通过研究制造链的历史记录来运作，将它们与实时生产细节联系起来，并通过与控制工具相关联的执行器和复杂的机器人来自动化设备的物理改进。控制程序使用大数据分析为这些执行器和机器人提供有针对性的命令，这些命令可以在没有任何人为交互的情况下改变物理设备/机械配置。事实上，技术进步大多是进步的，过去的革命通常发生在几十年内。换言之，第一次现代网络基础设施已经嵌入到工业中[965. 实现环境可持续性的图3显示了工业4.0过程实现环境可持续性的概念化流程。工业4.0方面的流程优化领域的主要步骤是流程集成和可持续成果。这一切都始于应用智能和数字化维度，从而进一步实现高效和可持续的文化。方法/工艺的智能开发是生产环保产品的基本要素。整合是关于M. Javaid，A. Haleem，R.P. Singh等人可持续运营与计算机3（2022）203208图二、 工业4.0专用工具，实现可持续发展理念。图3.第三章。 工业4.0流程流程，实现环境可持续性成果。人机界面及其与智能工厂所承载的实时人工和虚拟化的关联[99在经济性、安全性、操作者健康、环境保护等不同维度智能化生产让制造业升级换代，即使在先进制造业中也是如此。 在所谓的制造商革命中，特定的实用创新者利用了将创新与生产联系起来的趋势。它承诺一种更有效的生产方法，通常包括越来越生态的过程，再制造工具，再利用成分和有机投入。在可持续生产中，通过收集替代能源和节能照明、设备和机械，Chelsea。这通常会增强许多消费者的购买体验[103工业4.0甚至以其他方式增加了消费者的服务和生活，例如先进的机器人有助于提高工业效率，并为最终用户提供更好的设备。增材制造可以轻松定制材料，以更少的工具和浪费创造新的结构和形式。工业4.0的理念要求在数字循环经济中制定零浪费政策，减少材料使用，并采用全新的产品设计和供应链方法。今天的传感器可以检测喷涂室中的温度、湿度和其他相关细节;因此，当发生任何变化时，机器M. Javaid，A. Haleem，R.P. Singh等人可持续运营与计算机3（2022）2032096. 通过工业4.0实现重大发展，以创造可持续发展的环境工业4.0融合了制造业的最新技术发展，并结合了物联网和服务互联网等网络物理结构。计算机在过去是在生产中实现的，而这种转变涉及到过程、协调和决策的智能相互关系，而没有人的交互。工业4.0的目标是改变当前的架构、生产和服务流程。运营商和分销商多年来一直使用这种方法来减少不确定性并提高性能。精益价值观允许变革以及精益和智能组织。为了建立精益供应链和网络，工业4.0技术得到了实施。设备的数字化带来了精益的现代化和技术的新发展。这是实现连续的组织卓越的唯一途径[108，109]。工业4.0用于实现整体效率和生产力，维修保养数字化变革包括自适应工程、自动化机器人、增加的真实性、大数据和分析、云基础架构、网络安全以及横向和纵向设备融合。通过集成工业4.0和精益，高效的维护系统可以与其他系统进行信息通信和中继。在现代市场重要的情况下，知识和研究研究有助于专家做出决策。机器将预见故障，重新配置自己，并通过适当的研究对变化做出反应。预测性管理将包括通过持续实时跟踪分析大量数据，基于回归分析等预测技术发送警报。采矿业拥有保持全球增长现有速度的秘诀。然而，对环境负责和安全的自然资源替代品的需求增加了对气候变化和排放的担忧[110采矿作业的生态效应可以大大降低通过像碳捕获和储存这样的技术，从水下储存地捕获二氧化碳，并在其源头的开采过程中将其困在大气中数千年或数百万年。它在矿山关闭和开采期结束时再生之后保持稳定的环境。 科学家们在金属污染的土壤中生产了一种植物生长聚合物。现代生产是一个不断发展的数字化、自动化和复杂的行业，严重依赖计算机和先进技术。工业4.0已经被赋予了一种货币来解释不断增长的网络化，自动化和人工知识的运动[113，114]。数字化解决方案对于高效的工厂准备至关重要，因为传统连续生产原理的优势可以与灵活装配的稳定性相结合。这种多功能性的增加使我们能够更快地适应消费者的需求。与传统的输送系统相比，它也需要较少的投资。原材料缺乏、生态退化和气候变化 是对自然资源型公司生产的持续威胁。因此，他们的目标是在最长的时间内寻求可持续的解决方案，使经济发展不会进一步恶化气候。工业4.0通过结构化方法创造可持续价值，包括产品、流程和系统级创新技术，以实现可持续生产，从而产生积极影响。这需要通过有效的废物管理系统，在整个生产过程中几乎永久地精益生产的最佳实践和技术，以适应持续-#21518;业的实践[115制造业中的可持续技术使其在环境上安全，方法上清洁。与我们不同栖息地的生态平衡相关的耻辱已经被工业化所满足。精益生产是一种先进的生产方式，在工业发展中与其他社会经济结构平等。这是用来减少，再利用，回收和恢复资源作为一个辅助机制，以实现可持续生产。工业4.0在创造可持续环境方面的主要发展如下：a. 使用工业4.0技术的智能生产智能生产可以被描述为以实时集成方式工作的IT技术的融合。数字技术通过自动电场检测和记录标签。这些芯片已经被使用，最近的设计发展已经提高了它们的可靠性，使它们现在可以用于生产目的。许多行业现在使用芯片来监控库存，减少意外停机时间并增加资产的使用。工业4.0的理念是人、程序和技术的顺利结合。因此，有必要以不会混淆工人的速度合并它们[119，120]。首先，进行准备评估，以确定工业4.0中简单，廉价和高效创新的前景。无人机的使用可以在各个项目阶段收集数据，为模型、仪器、自动报告、检查以及更高的决策和性能分析提供建议。工业4.0技术是一个坚实的基础，因为新工艺已经被整合并继续改变其面貌。服务不断更新过时的设备和技术方案，以继续发挥作用。提供基本报警控制、工艺和水操作员控制、数据收集和历史功能的控制和监测系统无一例外[121，122]。b. 工业4.0为水行业特别是工业4.0为改进资产控制提供了新的可能性，例如实时远程跟踪、智能水测量或警报驱动的预防性维护。通过可靠的监测，它提供了改善气候反应时间的方法，加强了社区反应和联系网络，并确保农村和城市地区的持续供水。这些能力使水务行业能够满足新兴需求，高效地处理设施和供应，并保持运营成本，同时更快更好地为客户提供服务。该行业目前正在经历零售和金融机构过去多年来的转型之旅[123，124]。c. 工业4.0降低能源消耗通过使用物联网技术，智能城市旨在提高生活质量，同时降低能源消耗。企业将联合起来，确保大都市社区发挥重要作用在能源革命中。公用事业公司期望发展智能社区和智能技术的愿景，例如智能停车场。这涉及分析基础设施和能力，以便在新的业务模式下提供资源。其程序确保国家与私营部门或更多人及持份者之间的关系符合共同利益。这意味着公司和社区被项目所吸引，支持创新，并建立有竞争力的商业模式[125，126]。实际上，制造商将评估并建立能够降低制造业务能耗、提高产量和废品率以及降低运输成本（由于客户索赔减少）的方案。工业4.0技术可以帮助人们从创新过程的一开始就了解他/她想要实现的目标，并可用于在每个子阶段做出决策。它总是根据研究和创新的经验从技术、效率和其他相关角度预测预期价值[127，128]。d. 通过工业4.0实现信息透明化信息的互联和透明使操作员能够在制造设施内外做出决策。这种同时整合本地和全球情报的能力M. Javaid，A. Haleem，R.P. Singh等人可持续运营与计算机3（2022）203210有助于提高决策能力和效率。大数据分析用于在巨大的数据集中为企业发现有价值的关联、模式、趋势和需求，以推动计算机技术的发展。工业4.0中的大数据分析在多个领域发挥着作用，包括智能工厂，其中对生产机器传感器数据进行分析，以预测维护和维修操作的需求制造商体验生产性能，通过自助服务系统实现实时数据，预测性优化维护，并通过使用自动化生产控制。大数据分析公司使用大量的客户数据，通过了解习惯和趋势来改善战略决策。它通过云计算和IIoT平台从智能传感器收集大量数据，以检测提高供应链管理效率的模式[129，130]。大数据分析将使他们能够检测秘密的输出因素。用问题的根源来解释瓶颈因素的根本原因，生产者使用选择性数据分析。这鼓励生产商提高产量，同时减少开支和废物处理。 为了优化供应链和价格改善，预测故障，产品创造和智能工厂设计，大数据分析至关重要。采用自助式工程分析将有助于整合来自制造设施的大量大型数据。自助服务框架实时分解数据，跟踪模式，错误，并可视化关键决策者。e. 工业4.0改善空气质量稳定的供电网络可以连接到虚拟发电厂和可再生能源基础设施，包括太阳能电池板。 这些设施使用基于软件的智能电网技术。自动化解决方案可显著降低城市排放和空气质量指数。没有烟雾产生，空气变得更清洁。可以在道路上进行交通管理并减少拥堵。它将通过智能化大大减少我们城市的能源摄入、浪费和碳排放。有必要建立一个平台，在零废物的基础上最大限度地重复利用、回收和更新不同行业的文化，以实现国家可持续发展目标[131，132]。数字化使共同市场的愿景成为可能。它允许业主、房东和相关在线公司共享他们的房屋、车辆、自行车和电器。数字化转型共享是解决过度消费和成本效益的方法。绿色科技时代正在崛起，新的数字化转型并驾齐驱。 然而，将两者都包括在内几乎从来都不是一种选择。只是在最近几年新技术和可持续性是否与指数增长相结合。任何组织都需要广泛的数字化流程来满足公司的基本需求。因此，累积的数字化为实现可持续发展目标提供了巨大的机会f. 工业4.0控制运营制造商可以使用工业4.0嵌入式技术（如智能仪表、激光投影和工业相机）收集装配和控制操作数据。这使得团队提高效率、可追溯性和竞争力。工业4.0，构建一个智能工程帮助人工智能、物联网、虚拟现实和机器人等先进技术的世界。 如今，各行业正在进行变革，使我们的客户和合作伙伴能够更好地了解这一事实，以提高安全性、竞争力和可靠性[133，134]。特别是，智能工厂的建设应侧重于互操作性，因为它确保输入功能达到预期结果。这有时是因为个别内部或外部组织不值得信任。历史记录显示，制造商和企业通常会满足他们的期望。制造商应该更好地利用云进行信息分析，并熟悉分散的创新流程。这还需要使用众包等现代方法来提供可用的数据集。技术创新也促进了电子商务的发展集成电路、计算机和航空航天。如今，人工智能、机器人、3D打印、传感器等技术正在推动我们进入工业4.0。这一最新的颠覆浪潮现在是一个主要的驱动力。商业和更广泛的经济运作方式可能会改变[135，136]。g. 利用工业4.0实现供应链互联供应链互联远远超出了生产业务。整个供应链也可以横向连接，包括供应商。工业4.0创造的社会不确定性与当时计算机所从事的社会不确定性非常接近;它对过程工业的未来至关重要，特别是生产部门。工业4.0更像是一种受监管的机制，而不是狂野的革命。它可以以自动化的方式预测未来世界，这将对制造和维护产生深远影响。传感器在采用工业4.0方面发挥着关键作用，而不仅仅是重要的智能供应链。传感器产生的数据必须得到正确的解释，并始终保持良好的质量。在未来，传感器将远远超过实际的制造过程，甚至在工业4.0中[137工业4.0技术还有助于上游、下游、和并发系统，如预测性维护。所有没有适当传感器的更高级别设备都是盲目的，并且在测量结果不准确的情况下做出错误的决定。维护团队应该感到惊讶的是，测量数据输出取决于完整和快速的传感器校准。它包括改造技术，将取代两家公司，使用智能机器自动化和改进地板。虚拟现实改变了工厂的制造系统和安装线，使生产商能够在模拟世界中向消费者展示他们的产品或流程。它使解决问题成为可能，并为消费者提供优质的产品。这些数据通常由物联网设备存储，用于检测指示即将发生的事件的趋势。7. 工业4.0应用于可持续环境工业4.0将物理操作和制造与数字技术相结合。组织可以使用机器学习和实时数据处理来提高效率，简化流程并促进发展。在工业4.0技术的帮助下，制造业将全面进入可持续发展时代。数字化制造提高了生产力、性能、多功能性和可靠性，使企业更有利可图、更持久。产量和效率的预期改善以及更低的管理费用，运营和资本成本是制造商投资智能制造的关键动力[140，141]。还有有利于工人和环境的可持续性优势，例如提高资源和能源生产力，部署可持续基础设施，工人健康和安全以及改善生活质量。表1讨论了工业4.0在可持续环境中的重要应用工业4.0可以用来更好地理解定性和因此，智能制造的数量优势。这些支持供应商的业务是组件包装和产品运输，并减少运输成本和交货时间。网络基础必须尽可能稳定、安全和面向未来，以解决大多数痛点并在工厂运营中获得价值。5G技术作为能够为大规模、敏感和工业自动化应用提供服务的单一基础设施，前景广阔。支持5G的网络物理网络和先进的蜂窝物联网正在为第四次工业革命奠定基础[216物联网可以帮助提高工业生产力，更好地了解气候效应。工业4.0的到来正好赶上气候行动最关键的十年。更好的5G网络将使物联网部署更加表面化。使用远程专家是我们正在工厂车间实施的一个令人兴奋的技术想法[219虚拟现