工業(yè)4.0時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)

25年前，物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始為人們所知并改變我們的世界。物聯(lián)網(wǎng)不僅改變了我們溝通和互動(dòng)的方式，也改變了管理城市和企業(yè)的方式。它可以讓我們暢想一個(gè)智慧城市——我們周遭的環(huán)境、家庭內(nèi)部、城市交通、街道都可實(shí)現(xiàn)智能化，同時(shí)，生產(chǎn)流程，利用能源的方式，保護(hù)環(huán)境的方式等等都會(huì)因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)而煥然一新。

數(shù)字世界實(shí)際上和實(shí)體世界是相互聯(lián)系的。數(shù)字世界中有實(shí)體世界的影子，通過(guò)這些影子我們可以看到，有時(shí)他們是相互存在的，但有時(shí)只能從虛擬的數(shù)字世界中看到部分實(shí)體世界。將來(lái)，我們會(huì)看到一個(gè)更加豐富的數(shù)字世界，它能夠更加真實(shí)地反映出實(shí)體世界的變化。

智能化工廠(chǎng)

是制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

信息技術(shù)誕生之初是為了用于一些研究和發(fā)展項(xiàng)目，并不是用來(lái)改變我們的溝通方式，但是人們喜歡這項(xiàng)技術(shù)，所以后來(lái)它不僅用來(lái)連接機(jī)器，也應(yīng)用于商業(yè)和銀行體系中。當(dāng)然剛開(kāi)始會(huì)存在很多缺陷，新一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議——IPV6出現(xiàn)了。不管是版本4還是版本6，這樣新的技術(shù)可以讓我們的電腦和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)智能電網(wǎng)，一切都可以通過(guò)這個(gè)電網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行互動(dòng)。

以“智能家居”為例，通過(guò)信息技術(shù)，我們?nèi)粘＜彝ド畹暮芏喾矫婵梢詫?shí)現(xiàn)智能化。例如供暖，目前供暖主要依靠機(jī)械裝置，人們需要手動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)溫度，但是如果利用了信息技術(shù)和感應(yīng)器，供暖設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫。如果你不在家，溫度就會(huì)自動(dòng)降低，如果系統(tǒng)知道你快要回家了，供暖設(shè)備會(huì)重新啟動(dòng)。

還有“智能工業(yè)”，工廠(chǎng)的生產(chǎn)流程也可高度智能化。智能化的工廠(chǎng)完全可以由物聯(lián)網(wǎng)來(lái)控制，即生產(chǎn)流程完全由電腦來(lái)加以整合。實(shí)時(shí)的生產(chǎn)監(jiān)控程序知道需要怎樣的新材料，怎樣的工序來(lái)確保生產(chǎn)流程順利進(jìn)行。這個(gè)不是簡(jiǎn)單的生產(chǎn)自動(dòng)化的問(wèn)題，而是實(shí)現(xiàn)智能的控制，如果系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到生產(chǎn)流程中突然出現(xiàn)故障的話(huà)，機(jī)器會(huì)自動(dòng)暫停運(yùn)作，自我修復(fù)，而不是繼續(xù)運(yùn)行，不斷生產(chǎn)殘次品。所以通過(guò)信息技術(shù)，我們可以保證對(duì)能源最有效的利用，這些都是將來(lái)智能化工廠(chǎng)所應(yīng)具備的特點(diǎn)。

物聯(lián)網(wǎng)體現(xiàn)了一種全面的、整體性的發(fā)展觀(guān)念，這種全局的發(fā)展觀(guān)使我們生活的各個(gè)方面變得更有效、更高科技、更環(huán)保，同時(shí)在社會(huì)意義上也更包容。我們可以在許多方面實(shí)現(xiàn)智能化，包括智能化經(jīng)濟(jì)，智能化生產(chǎn)、智能化工廠(chǎng)、智能化生活等等。

智能化工廠(chǎng)意味著什么呢？首先各種數(shù)據(jù)需要進(jìn)行整合。例如，一個(gè)小小的手機(jī)里有很多感應(yīng)器，這些感應(yīng)器會(huì)產(chǎn)生出各種數(shù)據(jù)。過(guò)去，這類(lèi)數(shù)據(jù)都要儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)中并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，但是現(xiàn)在我們可以看到，所有的數(shù)據(jù)都是自動(dòng)存儲(chǔ)在大數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，這個(gè)大數(shù)據(jù)庫(kù)是沒(méi)有加以結(jié)構(gòu)化的，沒(méi)有按照某種方式進(jìn)行分類(lèi)，這是大數(shù)據(jù)的一個(gè)方面，它和智能化技術(shù)密切相關(guān)。所以首先要整合生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這些數(shù)據(jù)分析能夠確保整個(gè)生產(chǎn)流程正確運(yùn)行，如果發(fā)生故障則自動(dòng)發(fā)出警告。

智能化工廠(chǎng)需要做的是，它的生產(chǎn)流程要基于信息技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作和控制，從而發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的需求。信息技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生的是數(shù)字化數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)能夠影響生產(chǎn)流程，這個(gè)過(guò)程中又會(huì)產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)，反饋到信息技術(shù)系統(tǒng)。所以?xún)烧咧g不斷地進(jìn)行相互反饋，這使得整個(gè)生產(chǎn)流程變得極其高效。

信息技術(shù)系統(tǒng)也可以把不同的工廠(chǎng)連接起來(lái)。譬如一家工廠(chǎng)在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，某種原料用完了，它的供應(yīng)商會(huì)自動(dòng)獲取信息，及時(shí)提供原料，因此整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)也不會(huì)因?yàn)樵喜蛔愣Ｖ惯\(yùn)作。工業(yè)4.0通過(guò)將信息技術(shù)與生產(chǎn)整合，實(shí)現(xiàn)一個(gè)新型的、智能化的智能商業(yè)模式。

未來(lái)的產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組

工業(yè)4.0時(shí)代才剛剛開(kāi)始，毫無(wú)疑問(wèn)它會(huì)將我們引向更輝煌的未來(lái)。

我們以德國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)為例，來(lái)進(jìn)一步了解工業(yè)4.0。一臺(tái)汽車(chē)有很多零部件，實(shí)際上在新的時(shí)代，每個(gè)零件都可以自動(dòng)生成很多數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以告訴人們零部件是否在正常工作，汽車(chē)生產(chǎn)商可以通過(guò)監(jiān)測(cè)這些數(shù)據(jù)來(lái)了解零部件的工作情況，如果發(fā)現(xiàn)異常，則可以提前進(jìn)行替換，生廠(chǎng)商會(huì)及時(shí)把相關(guān)的零部件送到某家汽修店。因?yàn)閺S(chǎng)商在實(shí)時(shí)捕捉數(shù)據(jù)，所以它知道汽車(chē)距離哪一家汽修廠(chǎng)最近。我想，毫無(wú)疑問(wèn)，這樣的汽車(chē)廠(chǎng)能夠讓我們看到在未來(lái)的4.0時(shí)代，虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合會(huì)怎樣改善我們的生活。

關(guān)于工業(yè)4.0，在這里兩個(gè)非常重要的方面。第一個(gè)方面可能是很多社會(huì)科學(xué)研究者會(huì)很感興趣，那就是勞動(dòng)分工和專(zhuān)業(yè)化。這不僅是針對(duì)勞動(dòng)者而言，也針對(duì)企業(yè)。這也是德國(guó)汽車(chē)業(yè)成功的原因，因?yàn)樵谶@樣一個(gè)大環(huán)境中，各個(gè)工廠(chǎng)往往都是某些高度專(zhuān)業(yè)化零部件的生產(chǎn)者，他們以非常高效的方式互動(dòng)。

另一個(gè)方面就是數(shù)字化。數(shù)字化使得笨拙的機(jī)器利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能化工作，這就是未來(lái)存在的潛力。我們需要克服什么挑戰(zhàn)呢？首先，未來(lái)的水平整合將會(huì)進(jìn)一步深化，也就是說(shuō)在整個(gè)價(jià)值鏈上，生產(chǎn)商可以通過(guò)這種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的系統(tǒng)開(kāi)展更好的協(xié)作。另一方面，在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)，我們看到更多的垂直整合 （產(chǎn)業(yè)鏈整合）。因?yàn)槊恳粋€(gè)部分最后生成的數(shù)據(jù)，都可以使這些部分進(jìn)行深度整合。我們前面講到汽車(chē)零部件隨時(shí)生成數(shù)據(jù)、生成信號(hào)，這就使得產(chǎn)品一直處于一個(gè)不間斷的生命周期。以前，一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)后幾乎不在生產(chǎn)商的控制范圍內(nèi)，以后，產(chǎn)品會(huì)永遠(yuǎn)在生產(chǎn)商的控制過(guò)程當(dāng)中，生產(chǎn)者可以隨時(shí)得到反饋，知道該怎樣進(jìn)行設(shè)置，這對(duì)改善服務(wù)是非常有利的。

德國(guó)如何發(fā)展工業(yè)4.0

德國(guó)有非常發(fā)達(dá)的制造業(yè)，整個(gè)制造業(yè)的產(chǎn)值也很大，這是德國(guó)和其他經(jīng)濟(jì)體不同的地方。而且德國(guó)走的是一個(gè)制造業(yè)大國(guó)的道路，現(xiàn)在中國(guó)和德國(guó)還是比較像的，也是高度重視制造業(yè)，很多經(jīng)濟(jì)的增值部分都是在制造業(yè)部門(mén)。我們的制造業(yè)不能一成不變，我們需要提升制造業(yè)的效率，讓成本更加低廉，所以需要對(duì)其進(jìn)行信息化改造，這就是我們?yōu)槭裁粗匾暪I(yè)4.0的原因。

德國(guó)的制造商和一些研發(fā)機(jī)構(gòu)、大學(xué)的團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)展合作，我們專(zhuān)門(mén)建立了一個(gè)研究聯(lián)合會(huì)，各方在這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行分工，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)、模塊制造、產(chǎn)品加工等。聯(lián)合會(huì)還會(huì)關(guān)注環(huán)境，研究有關(guān)環(huán)境保護(hù)的方案。此外還有一個(gè)小組專(zhuān)門(mén)研究新的技術(shù)、新的生產(chǎn)方式的改變會(huì)怎樣影響人類(lèi)的工作。這一點(diǎn)非常重要，在德國(guó)，政府和學(xué)者非常謹(jǐn)慎，一開(kāi)始就強(qiáng)調(diào)一定要讓工會(huì)參與其中，原因在于工業(yè)4.0用了很多信息科技技術(shù)，這毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)重塑整個(gè)生產(chǎn)流程，工人們就會(huì)受到影響。大家都知道，在工業(yè)1.0時(shí)代發(fā)生過(guò)工人搗毀機(jī)械的事件，因?yàn)樗麄冇X(jué)得這些機(jī)械奪走了他們的飯碗?，F(xiàn)在的情況是類(lèi)似的，信息技術(shù)可能會(huì)讓員工丟掉工作，所以在這種擔(dān)心下，他們會(huì)不配合甚至進(jìn)行破壞。我們需要和他們討論，告訴他們未來(lái)整個(gè)工作環(huán)境是怎么組織的，希望他們來(lái)參與進(jìn)去，最終讓科技來(lái)改善他們的生活，而不是讓他們的處境變得更糟。

（以上內(nèi)容系根據(jù)克里斯托夫·梅內(nèi)爾在“新智庫(kù)論壇”上的部分演講整理而成）