25年前,物聯(lián)網(wǎng)開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,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
是制造業(yè)發(fā)展趨勢
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),所以后來它不僅用來連接機(jī)器,也應(yīng)用于商業(yè)和銀行體系中。當(dāng)然剛開始會(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),一切都可以通過這個(gè)電網(wǎng)連接起來,進(jìn)行互動(dòng)。
以“智能家居”為例,通過信息技術(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)”,工廠的生產(chǎn)流程也可高度智能化。智能化的工廠完全可以由物聯(lián)網(wǎng)來控制,即生產(chǎn)流程完全由電腦來加以整合。實(shí)時(shí)的生產(chǎn)監(jiān)控程序知道需要怎樣的新材料,怎樣的工序來確保生產(chǎn)流程順利進(jìn)行。這個(gè)不是簡單的生產(chǎn)自動(dòng)化的問題,而是實(shí)現(xiàn)智能的控制,如果系統(tǒng)監(jiān)測到生產(chǎn)流程中突然出現(xiàn)故障的話,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。所以通過信息技術(shù),我們可以保證對能源最有效的利用,這些都是將來智能化工廠所應(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)展觀念,這種全局的發(fā)展觀使我們生活的各個(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、智能化生活等等。
智能化工廠意味著什么呢?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)。過去,這類數(shù)據(jù)都要儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫中并進(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)庫當(dāng)中,這個(gè)大數(shù)據(jù)庫是沒有加以結(jié)構(gòu)化的,沒有按照某種方式進(jìn)行分類,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)過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù),然后對這些數(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)。所以兩者之間不斷地進(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連接起來。譬如一家工廠在進(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。
未來的產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組
工業(yè)4.0時(shí)代才剛剛開始,毫無疑問它會(huì)將我們引向更輝煌的未來。
我們以德國的汽車制造業(yè)為例,來進(jìn)一步了解工業(yè)4.0。一臺(tái)汽車有很多零部件,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,汽車生產(chǎn)商可以通過監(jiān)測這些數(shù)據(jù)來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商在實(shí)時(shí)捕捉數(shù)據(jù),所以它知道汽車距離哪一家汽修廠最近。我想,毫無疑問,這樣的汽車廠能夠讓我們看到在未來的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)分工和專業(yè)化。這不僅是針對勞動(dòng)者而言,也針對企業(yè)。這也是德國汽車業(yè)成功的原因,因?yàn)樵谶@樣一個(gè)大環(huán)境中,各個(gè)工廠往往都是某些高度專業(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,這就是未來存在的潛力。我們需要克服什么挑戰(zhàn)呢?首先,未來的水平整合將會(huì)進(jìn)一步深化,也就是說在整個(gè)價(jià)值鏈上,生產(chǎn)商可以通過這種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的系統(tǒng)開展更好的協(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,這對改善服務(wù)是非常有利的。
德國如何發(fā)展工業(yè)4.0
德國有非常發(fā)達(dá)的制造業(yè),整個(gè)制造業(yè)的產(chǎn)值也很大,這是德國和其他經(jīng)濟(jì)體不同的地方。而且德國走的是一個(gè)制造業(yè)大國的道路,現(xiàn)在中國和德國還是比較像的,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。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)正在開展合作,我們專門建立了一個(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)小組專門研究新的技術(shù)、新的生產(chǎn)方式的改變會(huì)怎樣影響人類的工作。這一點(diǎn)非常重要,在德國,政府和學(xué)者非常謹(jǐn)慎,一開始就強(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),這毫無疑問會(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)生過工人搗毀機(jī)械的事件,因?yàn)樗麄冇X得這些機(jī)械奪走了他們的飯碗?,F(xiàn)在的情況是類似的,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,告訴他們未來整個(gè)工作環(huán)境是怎么組織的,希望他們來參與進(jìn)去,最終讓科技來改善他們的生活,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“新智庫論壇”上的部分演講整理而成)