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转载自得到《工业4.0大革命》| 良舟工作室解读
2020-04-15 | 智慧水务,工业互联网 | 4 条评论 | 589 次阅读 | 7382字

关于作者
水木然,知名媒体人,曾担任凤凰网的专栏作者,针对社会变化写了一系列主题丛书 “变革三部曲”,《工业4.0大革命》就是其中重要的一本。
关于本书
本书告诉我们,工业4.0概念最早源于德国,一经提出就受到全世界的关注,各个产业强国纷纷响应并提出了本国的发展战略,使之成为全球产业转型和第四次工业革命的核心概念。工业4.0不仅会改变一个国家的工业系统,也会深入影响个人生活的方方面面。
核心内容
本书用大量科技成果和实际的产业现状作为案例,探讨工业4.0的价值和影响。不管是对国家还是个人,工业4.0都既是机遇,又是挑战。与工业4.0密切相关的各种前沿科技成果,如可穿戴设备、物联网、大数据、云计算等,都将对全球产业链的转型升级和每个人的生活,带来巨大的变革。


你好,欢迎每天听本书。本期音频为你解读的是《工业4.0大革命》。
首先,让我来给你解释一下书名里的“工业4.0”这个概念。它起源于德国,是在2013年4月的德国汉诺威工业博览会上被提出来的,同时也是德国政府正式提出的国家级科技发展战略。工业4.0一经提出,就受到了世界的广泛关注,美国、日本等产业强国,纷纷响应,提出了本国的发展战略。工业4.0这时已经不局限于德国一个国家,而是变成了全球产业转型和第四次工业革命的核心概念。之所以叫4.0,就像电脑软件版本升级一样,指的是“全球工业系统的第四个升级版”。这次升级不但会改变一个国家的工业系统,也会给个人生活的方方面面,带来翻天覆地的变化。不管是对国家,还是对个人,工业4.0都既是机遇,又是挑战。我们只有清楚地认识工业4.0,理解它的原理和发展模式,才能更好地把握它,从而让自己在这一波新的浪潮里,更加得心应手,立于不败之地。
本书的作者叫水木然,是知名媒体人,曾担任凤凰网的专栏作者。他针对社会变化写了一系列主题丛书,也称“变革三部曲”,《工业4.0大革命》就是其中重要的一本。他在书中深入解读了工业4.0的起源和现状,并且详细介绍了到目前为止,与工业4.0密切相关的各种前沿科技成果,如可穿戴设备、物联网、大数据、云计算等等。同时也说明了全球其他国家,如德国、美国、日本等,在工业4.0战略上的布局。
下面,我将从三个层面来给你讲讲工业4.0究竟意味着什么,它为什么如此重要,值得我们每个人关注。
首先,让我们跟随工业发展的轨迹,看一看工业4.0是怎样产生的。
接着,说说工业4.0有哪些核心技术。
最后,展示一下工业4.0时代,人们的生活将变成什么样。
第一部分
那我们先从第一个问题开始,了解一下,工业4.0是怎样产生的。
讲工业4.0,肯定离不开它之前的工业1.0、2.0、3.0,我先简单介绍一下历史上的三次工业革命及其代表性的科技,让你对工业4.0有一个纵向的历史上的了解。
第一次工业革命发生在18世纪,标志是蒸汽机的出现。从此,工厂制度取代了手工工坊,机器取代了手工劳动。这一次工业革命催生了无产阶级和资产阶级这对冤家。第二次工业革命发生在19世纪末、20世纪初,标志是电力开始取代蒸汽动力,各种电器、电动机的相继发明,远距离输电技术的诞生,让电气工业蓬勃发展,被广泛应用到生产和生活中。同时,内燃机的出现和应用,推动了汽车和飞机工业的诞生,这一切让石油工业、冶金、造船等等行业快速发展起来。而到了20世纪四五十年代,原子能、电子计算机等领域取得了重大突破,于是第三次工业革命开始了。这次革命进一步推动了社会经济、政治、文化领域的变革,让人类的社会生活向现代化程度更高的水平快速发展。
前面三次工业革命,对应的工业版本,就是工业1.0、工业2.0和工业3.0。1.0因为蒸汽机动力的发明,实现了大规模生产;2.0因为电力的运用,实现了电气化生产;3.0因为计算机和信息化的发展,实现了标准化和自动化生产。而如今,我们正在经历着的就是第四次工业革命,在技术上就体现为从基因测序到纳米技术,从可再生能源到量子计算的飞跃。就像克劳斯·施瓦布在《第四次工业革命》这本书里所说的,这是一次横跨物理、数学、生物多个领域的互动。而在第四次工业革命这个大概念下,专属于工业领域的概念,就是工业4.0。而如今,随着大数据、云计算等新技术的诞生和发展,它们将推动智能互联的机器和系统的发展,成为第四次工业革命的关键领域。那么,什么是智能互联的机器和系统呢?
关于这件事,马云在2015年德国汉诺威IT展上就说过这样一段话。他说,在未来的世界,所有制造商生产的机器,它们不仅会生产产品,还必须会自己思考。机器的动力不再是石油和电力,而是数据。未来世界里,企业的关注点,也不再是规模化、标准化,而是灵活性、敏捷性、个性化和对用户的友好度。我们总结一下,这段话里其实包含了对工业4.0的两个核心洞察,一个是生产智能化,一个是产品定制化。
智能化这个词最近几年很火。但究竟什么是智能化,又众说纷纭。其实,智能化就是实现工业系统在更高程度上的整合。我们看大部分工业系统,包括像许多制造业企业,它们内部的各业务部门、外部的生产链条各环节,看上去连着,但其实运作的时候,彼此是独立的。像产品研发、设计、生产、销售、市场各个部门,虽然早就用上计算机了,但实际上并没有实现真正意义上的整合,最多只能算是实现了更好的信息传递。这还只是在企业内部,要是延伸出去,从更大范围的工业协作体系去看,无数供应商、企业、客户、消费者,它们彼此间的割裂程度就更高了。
当然,今天的信息化局面正是工业3.0的成就。因为工业3.0通过计算机技术,在一定程度上打破了生产和需求之间的孤立状态,实现了工业各部门和环节之间信息的传递和交换。但是呢,我们现在发现,最终处理信息的,还是人。这就像一个巨大而精密的工业机器,每个关键部分都得配上一堆人来操作。机器自身是不会思考、没有灵魂的。简而言之,只能做简单的信息处理,而不能达到人类智能的程度。因为人类智能的最大特点在于,拥有洞察,可以预测。而工业4.0的智能化,就是要给这一个庞大的工业机器,装上一个拥有洞察、可以预测的大脑。所谓让机器思考,就是这个意思。
当然,让机器思考很重要,让机器思考什么,也同样重要,甚至更重要。这就是产品定制化的目标。
前三次工业革命,使得人类的工业水平大幅提升。但是近几年有一个现象很扎眼,那就是一部分非常古老的手工作坊,开始复兴起来。“匠人精神”这样的概念被不断提出来。这看上去是非常反科技、反工业革命逻辑的。怎么大家突然开始不喜欢工业品,喜欢起手工品来了?这不是倒退吗?当然不是,这其实恰恰反应了工业革命发展到现在,逐渐暴露出的一些问题。工业系统追求规模化、标准化、自动化,这促进了工业经济的极大发展,但也导致各种产品千篇一律,长得都一样。而在那些完成了工业化的社会,随着物质财富的积累,人们开始进行新的消费升级,不再满足于被动选择已经制作好了的、整齐划一的商品,转而去拥戴那些可以满足个人特殊要求的商品。在这种情况下,已有的工业生产状态做不到,而手工作坊的匠人,倒反而可以做到,这才出现了那种反工业化的商品逻辑。
工业属于经济领域,追求效益。这种市场需求的变动,最终一定会开始倒逼工业的再次转型升级。工业系统以发展到新阶段,也就是4.0为目标,目的就是要把现在的生产链,打造成高度智能化,把供需链条的两端彻底打通,让产品的定制化可以非常轻松地实现。举个例子,其实淘宝早就开始做这件事了,淘宝整合了全国大量的优质工厂,把工厂连接到淘宝平台的商家,通过把工厂和电商的优势互相融合,来打通生产链,让消费者可以实现消费品的定制。当然,这个服务现在还只是一个雏形。但正如马云说的,在新的商业文明中,制造者需要以消费者的意志为标准,来进行定制化生产。未来的工厂必须能灵活、快速地为消费者提供私人定制服务,不然就会被淘汰。
好,以上就是我们讲解的第一部分内容。工业4.0意味着工业领域的新一代转型升级,它依附于现有的科技成就,目标是通过生产的智能化和产品的定制化,解决工业发展到今天,暴露出的新的供需不匹配问题。
第二部分
当然,由消费者定制产品,让机器思考起来,看上去有点科幻。这真的能实现吗?这就是我们接下来要讲的第二部分内容,工业4.0有哪些核心技术。
前面讲到,工业4.0将成为推动第四次工业革命的关键。前三次工业革命,就人类总体而言,引发了全球范围内的紧密联系与协作,推动了全球经济的大发展。在丰富物质财富、促进技术发展、改善人们生活水平等方面,这三次工业革命功勋卓著。但是呢,就单个国家来说,就不一定都是好事了。尤其是那些科技落后的国家,因为新的工业革命一旦发生,往往就会引发新一轮的世界格局变化。于是,各种纠纷和冲突不断上演,把整个世界搅得不得安宁。两次世界大战就是这么爆发的,各种能源危机、环境问题、资源短缺等等,也是工业革命带来的问题。
正是在这样的大背景下,当20世纪后期,大量新技术不断诞生时,人们既恐慌又兴奋。大家都想知道,这一次科技革命,究竟是好事还是坏事。当然,各个国家和利益团体早已发现了机遇,行动起来,想要抢占先机,尤其是根据现在的技术前景,比如人工智能、新能源、量子信息技术、虚拟现实、大数据、云计算、物联网等等。这些未来技术,看上去不仅可以解决前几次工业革命遗留下来的问题,还能够为已经走进后工业化时代,已经开始疲软的经济增长提供新的动力。
所以,这几年世界各国都开始推出新的工业战略,正是因为这关乎未来国家的命脉。德国的工业4.0当然是起点,除此之外,比如法国推出的“新工业法国”计划;美国提出的“先进制造”战略目标,建造国家创新网络;日本制定的产业价值链计划,包含三大板块内容——人工智能研究中心、物联网加速计划和机器人革命计划。工业4.0就像是“阿基米德的支点”,谁掌握了这个支点,谁就可以在未来撬动整个地球,而撬动的杠杆,就是工业4.0的三个核心技术:大数据、云计算和物联网。因为正是这三个技术,让工业4.0的各种想象前景,成为可能。
先说大数据。
虽然人们几十年前就开始说信息大爆炸,但实际上,到现在,信息爆炸早就有过之而无不及。而在未来,因为产品和服务会从标准化、量产化,进入定制化、个性化,所以这个世界的数据增长更是难以想象。据统计,光是1989到2010年这21年,全球数据就增长了100倍。而在2010到2015年,这短短5年,这个数字又增长了200倍。如今,数据几乎每天都在极速增长。作者在书中说到,在工业3.0时代,科学技术是第一生产力,但在工业4.0时代,大数据才是第一生产力。
这个大数据可不是单指数据本身,不是机构发布的一些排名、盘点之类的东西。大数据的价值,是基于海量数据,找到数据的内在逻辑,最后给出结论性的意见。就像谷歌地图的价值,不在于告诉你路上有多少辆车,而是根据收集到的各种路面信息,告诉你往哪儿开可以最快达到目的地。所以说,大数据技术不是一堆数据的集合,而是一套最佳的解决方案。而当数据量达到一定规模,通过挖掘隐藏在数据背后的规律,就能拥有预测未来的洞察力。其实这也不玄乎,淘宝、京东等电商,通过搜集用户的消费行为,再用算法精准推送商品,这就是大数据的一个应用案例。
当然了,大数据正如它的名称,想要让这项技术真正发挥出改变世界的力量,关键还是在数据的规模上。就像在沙子里淘金,首先沙滩要足够大。但是呢,这也是大数据发展的一个难点。因为要想聚起这样巨大的数据沙滩,非常困难。越是掌握着数据的企业,越知道数据的重要性,也就越不肯开放数据。原因很多面,比如信息共享可能带来一定的安全隐患,但更多的是,对于企业来说,垄断数据就是垄断未来,谁也不愿意把未来拱手让人。这也是美国政府把大数据称为“未来新石油”的原因。数据在未来是关键资源,谁掌握了数据,谁就能主宰世界。
不过话说回来,拥有海量数据只是第一步,一般人就算掌握了这些数据也没什么用,因为即便有了数据,如果没有挖掘和分析数据的能力,那也是白搭。而这种能力,人脑显然是达不到的,这就需要工业4.0的第二个关键技术云计算,来发挥作用了。
一般提到云计算,你可能立刻想到的是云存储,像百度云盘之类的。存储确实是云计算的主要功能之一,没有存储功能,搜集来的海量数据就没地方放。但存储只是最基本的功能,云计算真正厉害的地方是它的运算能力。有人这样比喻云计算,说它就像一颗独立于人类之外的超级大脑,我们人类产生的所有信息,都可以立刻上传给这颗超级大脑,让它帮我们运算,再得出结果。本来,我们人类的智能是有限的,但现在借助这颗超级大脑,我们就相当于拥有处理海量信息的无限能力。而且是让每一个人,都拥有了这种能力。比如我们可以从海量的癌症病例数据中找出癌症基因,可以根据海量的物种基因,推算出生物的变异方向,可以从海量的地震数据中,发现更确切的地震规律等等。许多单靠人脑得算上几万年的信息,云计算只需要几分钟,甚至几秒钟就能处理完。
唯一的遗憾是,云计算的运算能力,也不是真的像云一样飞在天上,无边无际,云计算其实是有实体的,它的实体就是一台台倚靠电力维持的服务器。如果想要拥有巨大的运算能力,就需要制造更多的服务器。目前已知的,谷歌云计算已经拥有100多万台服务器,亚马逊、微软、IBM这些企业,都拥有几十万台服务器。而为了在工业4.0时代里占据优势地位,全球的科技企业,都在试图不断开发云计算的运算能力,试图通过云计算向外扩张地盘。在这种时候,运算能力实际上就成了一种重要的战略资源。比如欧洲的国家就很被动,因为他们国家和个人的大量数据,其实是储藏在美国硅谷那几个科技巨头的服务器里。
说到这里,你可能觉得大数据、云计算,这些都只是技术,那工业4.0时代,我们究竟想用这些技术做什么呢?简单说的话,其实就四个字:万物互联。人们依托大数据和云计算,构建物联网。
我们知道,世界上存在很多系统,比如自然是一种系统,人类社会是一种系统,工业是一种系统,信息产业也是一种系统。以前,这些系统都倾向于彼此独立,只在各自的内部,形成自己的循环系统。而在工业4.0的未来,这些系统会在大数据和云计算的改造下,打破原来的界限,走向融合,形成一个更大、更包容的统一系统,达成一种万物互联的状态,这就是物联网。同时,也只有在万物互联之后,我们前面说到的,高度的生产智能化和产品定制化,才有可能实现。
好了,这就是我们的第二部分内容,工业4.0是第四次工业革命的关键所在,而大数据技术、云计算和物联网,为工业4.0的实现打下了技术基础。
第三部分
当然,对大多数人来说,计算机是怎么造出来的并不重要,计算机会给我们的生活带来怎样的改变才重要。这就是我接下来要讲的第三部分,工业4.0时代,我们的生活会变成什么样。
前面我们讲到了物联网技术。在工业4.0的场景下,未来是一个万物互联的时代,世界上几乎所有的东西都会被连接在同一个网络中。国际电信联盟在2005年就构想出这样一副图景:当一名司机出现驾驶失误的时候,汽车会自动报警;你的公文包会提醒你出门忘带了什么东西;每一件衣服会自动告诉洗衣机,洗衣粉的用量和水温要求。不仅如此,随着可穿戴设备、传感器技术等的不断发展,物联网的敏感性和智慧程度会不断提升。最后,你甚至感觉不到物联网的存在,但其实无时无刻不在与它互动。比如当你走进一间房子,房间会和你产生互动,根据你的要求发生各种变化。每个人的世界都将非常个性化。
不仅是个人领域,人类社群的方方面面,都会与无处不在的各种智能设备发生关系,彼此互动。人类群体的一切都将实现智能化和定制化。智能家居将代替保姆和管家,服务你日常的每个细节;城市中每一个居民和家庭互相连接组成社区,所有楼房、绿化、交通网、医院、超市、停车场等,都将连接起来,互相协调,形成极其高效的资源优化配置。我们身处的一切,都将被工业4.0改造。所以,在未来,各行各业都将升级为新的形态。当然,这样说可能还是笼统了些,下面我具体从生产端的未来工厂和生活端的未来消费这两个领域,来为你展示一下。
先看德国的一家一线工厂。
在巴伐利亚州东北的西门子安贝格电子制造厂,是德国工业4.0 的典范,也是未来工业的一个缩影,它拥有全欧洲最先进的数字化生产平台。这个平台让安贝格在生产产品的每个环节,都有自己的编码,从而实现全程的自动化和定制化。操作者只要修改一些控制程序,就可以调整工序,从而在同一条流水线上造出不同的元器件。高度自动化让整个生产效率大大提高,全程只有四分之一的工作量需要人工处理。因为实现了24小时供货,平均每秒就能生产1个产品,所以安贝格每年可以生产30亿个元器件,产能比其他没有数字化的工厂高了8倍。当然,这几点还只是高度的数字化,算不上智能化。安贝格真正惊人的是,它的平台能够实现对每个工序的实时监测,产生的数据会被用来不断分析、完善整个制造流程。经过长年累月不间断的优化完善,如今安贝格产品的次品率已经达到了十万分之一。全球没有任何一家同类工厂的次品率,可以比它更低。
而这样的工厂,服务的是谁呢?当然还是消费者。只不过原来我们的消费行为,是基于已经生产出来的产品,而在工业4.0未来工厂的场景下,我们每个人都可以在产品制作前的环节,提出要求,定制自己的专属产品。
比如你要买一瓶香水,在工业4.0的未来,你可以先拿出手机,打开一个App,在界面上输入你对香水的任何要求,App会立刻根据你的要求计算出一个价格。这个价格可不是随便定的,而是在比对了全世界所有香水制造工厂、找遍了最合适的香水原料产地、确定了最佳的货运配送方式之后,为你独家定制而成的一个价格。而你如果接受这个价格,就可以立刻确认购买并支付。随后,App会将你的个人信息和订单要求转化成数据包,转交给相应的制造工厂。工厂再通过计算,安排原料的配送、加工、制造,最后定制出你需要的产品。在这个过程中,每一个环节,App都会将半成品和你的订单进行核对,确保产品完全符合你提出的要求,直到最终送到你的手上。
在这种工厂智能化和产品定制化的前景下,作者感叹,这才是真正以人为本的工业阶段。不过,忧喜参半,工业4.0在给人类生活带来极大便利的同时,其实也对每个人提出了更高的要求。最显著的例子,就是近几年随着智能工厂概念的发展,关于人工智能技术的讨论不断扩大。许多人很恐慌,技术革新会不会带来大范围的“下岗潮”。
其实,全球各地越来越多的工作岗位正在被人工智能取代,这已经不算新闻了,甚至还包括好些原本被认为是不可替代的行业,比如记者行业。美国《洛杉矶时报》早就开始启用人工智能,来撰写一些简单的新闻。再比如巴塞罗那自治大学的电子舌技术,可以让机器人通过传感器和化学方法,来判断啤酒的种类,未来品酒师这个岗位很可能会受到冲击。还有谷歌等科技公司,早就开始研发的自动驾驶技术,就会危及如今的出租车司机、民航飞行员等岗位。这样的例子越来越多,随着科技的发展,未来还会有很多传统岗位,逐渐退出历史舞台。
但是呢,你也不要太担忧。虽然像人工智能这样的技术,会取代许多人的岗位,但并不表示人就没有事情可以做了。作者认为,在工业4.0时代,人在生产中的工作内容,会发生很大调整。因为有了机器,人们就不用再操心生产过程了,转而把精力放到关心结果上。就像德国人工智能研究中心的首席执行官沃尔夫冈博士说的,即使是在工业4.0时代,工厂也不可能一个人都没有。旧的生产岗位消失了,但新的岗位会出现,比如会有越来越多的岗位,要求对联网的机器进行编程和维护。
所以说,由人工智能这个议题可以发现,工业4.0时代对人的素质提出了更高的要求。而让自己跟上工业4.0技术的革新,不被淘汰,或许也是每个人都需要好好思考和面对的事情。
总结
说到这儿,《工业4.0大革命》这本书的核心内容就聊得差不多了,我们最后再来回顾一下。
首先,我们讲解了工业4.0是工业领域的新一代转型升级,它依附于第四次工业革命,目标是通过生产的智能化和产品的定制化,解决工业3.0发展到今天,暴露出的新的供需不匹配问题。
其次,我们也提到了,为工业4.0的实现打下坚实技术基础的,是大数据、云计算和物联网。
最后,我们介绍了在工业4.0时代,各行各业都将会发生翻天覆地的变化,世界将处于万物互联的状态中,不管是生产还是消费,都会实现智能化和定制化。而工业4.0的未来,对每个人都提出了新的要求。
虽然第四次工业革命下的工业4.0在许多国家正发展得如火如荼,但事实上,世界上还有好多国家和地区,前面的工业革命之路都还没有走完。比如,全球仍然有13亿人没法获得电力,也就是还停留在第二次工业革命的门口。全球有超过40亿的人,还没有接入互联网,其中大部分人都生活在发展中国家。工业4.0在给一部分人带来机会的同时,也会加剧另一部分人的危机。但是,工业4.0带来的颠覆正在发生,我们没办法回避,也根本不必回避。甚至可以说,国家与个人都有责任推动工业4.0大革命,让它成为更多人追求美好生活的机遇。
撰稿:良舟工作室
脑图:摩西脑图工作室
转述:徐惟杰

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已有 4 条评论
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    小嘟嘟
    April 18th, 2020 at 01:00 pm

    工业4.0势必会带来基础产业的转型升级和民生产业的发展。

      咕噜先生
      咕噜先生 博主
      April 19th, 2020 at 12:41 am

      工业4.0主力智慧水务发展。

      咕噜先生
      咕噜先生 博主
      April 18th, 2020 at 01:01 pm

      谢谢留言

    咕噜先生
    咕噜先生 博主
    April 18th, 2020 at 12:27 pm