工業(yè)4.0時(shí)代

馮酉南等

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

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；工業(yè)革命；物聯(lián)網(wǎng)

1 工業(yè)4.0概述

所謂“工業(yè)4.0”是德國提出的一個(gè)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃。該項(xiàng)目由德國聯(lián)邦教育及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助，是對未來工業(yè)發(fā)展方向的指引。預(yù)計(jì)投入2億歐元。它是基于物聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的又一場工業(yè)革命，旨在提升傳統(tǒng)制造工業(yè)的智能化、信息化水平以及整個(gè)工業(yè)鏈信息的整合度。因?yàn)椤肮I(yè)4.0”的概念的突破性，所以它也被認(rèn)為是第四次工業(yè)革命。

工業(yè)4.0主要包括以下三大主題：

1.智能工廠

重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，整合生產(chǎn)資源及信息，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。

2.智能生產(chǎn)

主要包括整個(gè)生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)、3D技術(shù)的應(yīng)用等。整合中小生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)力，使生產(chǎn)過程中信息共享，根據(jù)采集來的信息來優(yōu)化配置生產(chǎn)資源，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)資源配置的最優(yōu)化、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一化。

3.智能物流

通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)整合物流資源，充分發(fā)揮物流資源供應(yīng)方的效率，同時(shí)提升需求方獲取物流信息的速度以及匹配服務(wù)的速度，得到高效的物流支持。

2 工業(yè)革命發(fā)展

個(gè)人認(rèn)為工業(yè)革命是生產(chǎn)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(chǎn)方式發(fā)生巨大的變化，小到家庭生活、交通運(yùn)輸，大到國防建設(shè)都將受到影響。而每一次的變革都將大大提升生產(chǎn)效率，提高資源的整合度，使每一份資源得到更大的發(fā)揮與利用，從而不斷滿足人們的物質(zhì)需求。下邊就簡單看一下工業(yè)革命的歷程，從歷史的角度來看待“工業(yè)4.0”

1.第一次工業(yè)革命

第一次工業(yè)革命開始于18世紀(jì)60年代。這段時(shí)間瓦特改良了蒸汽機(jī)，人們從此得到了新的能源供應(yīng)，從此進(jìn)入了“蒸汽時(shí)代”。個(gè)人認(rèn)為這并不僅僅是一個(gè)“蒸汽時(shí)代”，“蒸汽——鋼鐵時(shí)代”可能更為貼切。因?yàn)檎羝麆?dòng)力早在古埃及就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)和利用，但是沒有推廣開來。這一次的革命其實(shí)是一次設(shè)備的革命。在社會(huì)需求的不斷刺激下，歐洲（尤其英國）各國涌現(xiàn)出一小部分的天才發(fā)明家。他們突破了傳統(tǒng)手工業(yè)生產(chǎn)的局限，制造一系列機(jī)械設(shè)備來幫助人們完成各種工作，尤其在紡織業(yè)，大大提高了生產(chǎn)的效率。蒸汽機(jī)的改良正好順應(yīng)了時(shí)代的需求，迅速被推廣開來替代了人力與畜力。第一次工業(yè)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(bǔ)給得到充分保障的歐洲社會(huì)的紡織工業(yè)、采礦工業(yè)、冶金工業(yè)、運(yùn)輸工業(yè)從此走上了高速發(fā)展的快車道。

2.第二次工業(yè)革命

第二次工業(yè)革命開始與19世紀(jì)下半葉。第一次工業(yè)革命的主力軍是工作在生產(chǎn)第一線的能工巧匠的話，第二次工業(yè)革命的主力軍就是工作在實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家了。所有的工業(yè)都受到了科學(xué)的影響，許多工藝方法被發(fā)明與利用。加上電動(dòng)機(jī)以及內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明與利用，電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)成為工業(yè)的主要?jiǎng)恿C(jī)械，石油成為新的能源。生產(chǎn)力得到巨大提升的西方世界開始出現(xiàn)了大量生產(chǎn)的技術(shù)。以美國為主導(dǎo)力量的西方世界開始推出制造的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、可互換的零件。以最低的手工勞動(dòng)成本把零件裝配成完整的機(jī)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(chǎn)業(yè)，使得信息的交流與共享得到極大的發(fā)展。這次的革命無論從生產(chǎn)設(shè)備還是生產(chǎn)手段都將有限資源的價(jià)值進(jìn)行了進(jìn)一步的挖掘。

3.第三次工業(yè)革命

第三次工業(yè)革命發(fā)生在20世紀(jì)后半葉，第二次世界大戰(zhàn)之后。以美國為首的西方國家開始大力重視科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展也一步一步被推向新高度，大規(guī)模電路，超大規(guī)模電路相繼出現(xiàn)，使得計(jì)算速度，信息處理能力得到空前的提高，間接推動(dòng)了各種高科技行業(yè)的發(fā)展。生物克隆技術(shù)、航天技術(shù)、生物分子合成技術(shù)等一系列的高新技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。這是后有機(jī)時(shí)代與基因工程的開始。同時(shí)，移動(dòng)通訊技術(shù)漸漸在全球范圍內(nèi)推廣。各國都高度重視潛在高新科技的研發(fā)， “科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”漸漸被應(yīng)驗(yàn)。而且這股力量方興未艾，還在全世界范圍內(nèi)不斷的擴(kuò)散。

4.第四次工業(yè)革命

第四次工業(yè)革命就是我們所說的“工業(yè)4.0”。不同于前兩次工業(yè)革命，需要采集自然資源，對環(huán)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(yè)基礎(chǔ)上，大幅提高資源的利用效率，整合工業(yè)生產(chǎn)制造中的各種信息，通過云共享，大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程的智能化，自動(dòng)化。在概述中已提及“工業(yè)4.0”的三大主題，這里就不做贅述。

3 工業(yè)4.0與我們的生活

“工業(yè)4.0”離我們到底有多遠(yuǎn)？其實(shí)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(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)等技術(shù)。下邊舉例說明“工業(yè)4.0”與我們生活的關(guān)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(yè)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，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?shù)皆贫?，?jīng)過處理后作為下一步運(yùn)行的重要前提信息。比如智能空調(diào)，它可以將采集到的溫度信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)侥愕氖謾C(jī)，你可以通過手機(jī)端控制空調(diào)，或者空調(diào)根據(jù)采集到的信息自動(dòng)將室內(nèi)的溫度、濕度等調(diào)節(jié)到最舒適的的一個(gè)范圍。再或者你可以用手機(jī)端控制智能熱水器，在你回家前讓熱水器自動(dòng)為你放好某個(gè)溫度的洗澡水。再如智能照明系統(tǒng)，或許你再也不需要手動(dòng)開燈，調(diào)到自動(dòng)擋的智能照明系統(tǒng)會(huì)在你需要的時(shí)候?yàn)槟阏彰?，不需要的時(shí)候自動(dòng)熄滅，亮度也可以隨你改變。等等這些看似科幻電影才會(huì)出現(xiàn)的設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)，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(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?，信息提供給人們用以優(yōu)化交通。比如現(xiàn)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(jīng)開始應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供候車信息。對于個(gè)體可以根據(jù)車流量優(yōu)化自己的出行路線，對于政府可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析車流量，為新政策的實(shí)施提供重要信息。鐵路與航空運(yùn)輸更是早早做到了交通的信息化。

3.智能物流

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，線上購物近兩年迅猛發(fā)展。物流業(yè)也隨之迅速發(fā)展?，F(xiàn)在我們網(wǎng)上購物后都會(huì)有一個(gè)物流跟蹤，這個(gè)小小的物流跟蹤背后卻隱藏著巨大的信息量。根據(jù)收貨地、包裹種類、發(fā)貨速度以及客戶要求的不同，優(yōu)化物流的配送，使物流的配送更高效。