工業4.0時代

馮酉南等

摘 要：工業4.0是新近提出的一個名詞。本文將簡單概述工業4.0，并以身邊的例子來闡述工業4.0與我們的關系。

關鍵詞：工業4.0；工業革命；物聯網

1 工業4.0概述

所謂“工業4.0”是德國提出的一個高科技戰略計劃。該項目由德國聯邦教育及研究部和聯邦經濟技術部聯合資助，是對未來工業發展方向的指引。預計投入2億歐元。它是基于物聯網以及大數據技術的又一場工業革命，旨在提升傳統制造工業的智能化、信息化水平以及整個工業鏈信息的整合度。因為“工業4.0”的概念的突破性，所以它也被認為是第四次工業革命。

工業4.0主要包括以下三大主題：

1.智能工廠

重點研究智能化生產系統及過程，整合生產資源及信息，以及網絡化分布式生產設施的實現。

2.智能生產

主要包括整個生產過程中的生產物流管理、人機互動、3D技術的應用等。整合中小生產企業的生產力，使生產過程中信息共享，根據采集來的信息來優化配置生產資源，實現工業生產資源配置的最優化、生產標準的統一化。

3.智能物流

通過互聯網、物聯網、務聯網等技術整合物流資源，充分發揮物流資源供應方的效率，同時提升需求方獲取物流信息的速度以及匹配服務的速度，得到高效的物流支持。

2 工業革命發展

個人認為工業革命是生產方式、資源配置的變革。這一系列的變革使得人們的生活生產方式發生巨大的變化，小到家庭生活、交通運輸，大到國防建設都將受到影響。而每一次的變革都將大大提升生產效率，提高資源的整合度，使每一份資源得到更大的發揮與利用，從而不斷滿足人們的物質需求。下邊就簡單看一下工業革命的歷程，從歷史的角度來看待“工業4.0”

1.第一次工業革命

第一次工業革命開始于18世紀60年代。這段時間瓦特改良了蒸汽機，人們從此得到了新的能源供應，從此進入了“蒸汽時代”。個人認為這并不僅僅是一個“蒸汽時代”，“蒸汽——鋼鐵時代”可能更為貼切。因為蒸汽動力早在古埃及就已經被發現和利用，但是沒有推廣開來。這一次的革命其實是一次設備的革命。在社會需求的不斷刺激下，歐洲（尤其英國）各國涌現出一小部分的天才發明家。他們突破了傳統手工業生產的局限，制造一系列機械設備來幫助人們完成各種工作，尤其在紡織業，大大提高了生產的效率。蒸汽機的改良正好順應了時代的需求，迅速被推廣開來替代了人力與畜力。第一次工業革命后歐洲的人均資源消耗量幾乎是我國人均的20倍。資源補給得到充分保障的歐洲社會的紡織工業、采礦工業、冶金工業、運輸工業從此走上了高速發展的快車道。

2.第二次工業革命

第二次工業革命開始與19世紀下半葉。第一次工業革命的主力軍是工作在生產第一線的能工巧匠的話，第二次工業革命的主力軍就是工作在實驗室的科學家了。所有的工業都受到了科學的影響，許多工藝方法被發明與利用。加上電動機以及內燃機的發明與利用，電動機和內燃機成為工業的主要動力機械，石油成為新的能源。生產力得到巨大提升的西方世界開始出現了大量生產的技術。以美國為主導力量的西方世界開始推出制造的統一標準、可互換的零件。以最低的手工勞動成本把零件裝配成完整的機械單位。另外對電力的研究衍生出了電話，電子通訊等一系列新興咨詢產業，使得信息的交流與共享得到極大的發展。這次的革命無論從生產設備還是生產手段都將有限資源的價值進行了進一步的挖掘。

3.第三次工業革命

第三次工業革命發生在20世紀后半葉，第二次世界大戰之后。以美國為首的西方國家開始大力重視科學技術的發展。電子計算機的發展也一步一步被推向新高度，大規模電路，超大規模電路相繼出現，使得計算速度，信息處理能力得到空前的提高，間接推動了各種高科技行業的發展。生物克隆技術、航天技術、生物分子合成技術等一系列的高新技術得到了迅速的發展。這是后有機時代與基因工程的開始。同時，移動通訊技術漸漸在全球范圍內推廣。各國都高度重視潛在高新科技的研發， “科學技術是第一生產力”漸漸被應驗。而且這股力量方興未艾，還在全世界范圍內不斷的擴散。

4.第四次工業革命

第四次工業革命就是我們所說的“工業4.0”。不同于前兩次工業革命，需要采集自然資源，對環境有一定的影響。這次革命屬于綠色革命。它旨在在原有的工業基礎上，大幅提高資源的利用效率，整合工業生產制造中的各種信息，通過云共享，大數據等技術，實現工業生產過程的智能化，自動化。在概述中已提及“工業4.0”的三大主題，這里就不做贅述。

3 工業4.0與我們的生活

“工業4.0”離我們到底有多遠？其實它就在我們身邊，正在潛移默化的改變這我們的生活。這些改變基于各種傳感器以及物聯網，大數據等技術。下邊舉例說明“工業4.0”與我們生活的關系。

1.智能家居

智能家居是近兩年才被人們重視的新興行業。基于物聯網技術，在各種家用電器，生活用品上安裝傳感器，采集必要信息，再將信息傳輸到云端，經過處理后作為下一步運行的重要前提信息。比如智能空調，它可以將采集到的溫度信息實時傳輸到你的手機，你可以通過手機端控制空調，或者空調根據采集到的信息自動將室內的溫度、濕度等調節到最舒適的的一個范圍。再或者你可以用手機端控制智能熱水器，在你回家前讓熱水器自動為你放好某個溫度的洗澡水。再如智能照明系統，或許你再也不需要手動開燈，調到自動擋的智能照明系統會在你需要的時候為你照明，不需要的時候自動熄滅，亮度也可以隨你改變。等等這些看似科幻電影才會出現的設備已經出現，只是還沒有推廣。

2.智能交通

智能交通也是基于傳感器采集信息，將數據傳輸到云端，信息提供給人們用以優化交通。比如現在上海某些路段地下就有傳感器，可以分析出路面車流量的大小。很多城市的公交站都已經開始應用物聯網技術提供候車信息。對于個體可以根據車流量優化自己的出行路線，對于政府可以根據這些數據分析車流量，為新政策的實施提供重要信息。鐵路與航空運輸更是早早做到了交通的信息化。

3.智能物流

隨著網絡的發展，線上購物近兩年迅猛發展。物流業也隨之迅速發展。現在我們網上購物后都會有一個物流跟蹤，這個小小的物流跟蹤背后卻隱藏著巨大的信息量。根據收貨地、包裹種類、發貨速度以及客戶要求的不同，優化物流的配送，使物流的配送更高效。