從“工業(yè)3.0”到“工業(yè)4.0”
相信所有人對人類歷史上前兩次工業(yè)革命都不會(huì)陌生，但第三次工業(yè)革命的起始點(diǎn)貌似很多人都不太明確，其實(shí)，第三次工業(yè)革命始于上世紀(jì)（20世紀(jì)）四五十年代開始，以愛因斯坦、馮諾依曼等科學(xué)家為代表的原子能、電子計(jì)算機(jī)等技術(shù)的發(fā)明為主體，是涉及信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等諸多領(lǐng)域的一場信息控制技術(shù)革命。如今，距離這場工業(yè)革命已經(jīng)過去了半個(gè)多世紀(jì)，人類整體的工業(yè)水平也達(dá)到了前所未有的高度，德國在這個(gè)時(shí)期率先提出“工業(yè)4.0”，也就是第四次工業(yè)革命的計(jì)劃，究竟包含了哪些因素？
“工業(yè)4.0”提出的背景
根據(jù)德國政府的報(bào)告《未來圖景“工業(yè)4.0”》（Zukunftsbild“Industrie 4.0”），“工業(yè)4.0”提出的外部原因有兩個(gè)，一是美國等發(fā)達(dá)國家的“再工業(yè)化”帶來的刺激，二是以中國為首的新興國家的崛起使得德國產(chǎn)品在國際市場上的地位受到挑戰(zhàn)。因此“工業(yè)4.0”的提出并不完全是德國制造業(yè)領(lǐng)先的體現(xiàn)，也是面對日益激烈的國際競爭所催生出的應(yīng)對計(jì)劃。而內(nèi)部原因在于，德國本來就是制造業(yè)強(qiáng)國，想要保持并提高自己的優(yōu)勢，一個(gè)是需要更高的技術(shù)，還有就是高效率的創(chuàng)新體系。
“工業(yè)4.0”包括哪些概念？
我們先來看一下“工業(yè)4.0”的三大主題，其實(shí)整個(gè)“工業(yè)4.0”的主題都是圍繞著一個(gè)“智能化”所展開的。
一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；
二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。
三是“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。
按照官方的解釋，“工業(yè)4.0”的核心概念為“信息物理系統(tǒng)”(Cyber—PhysicalSystem)，其實(shí)就是指要在任何層面上將實(shí)體與虛擬緊密結(jié)合，實(shí)體的行為可已通過虛擬系統(tǒng)監(jiān)測，虛擬系統(tǒng)同樣可以指導(dǎo)控制實(shí)體的行為，這與我們現(xiàn)在所提的無論是互聯(lián)網(wǎng)+、O2O、還是云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)這些技術(shù)層面上的名詞都有著異曲同工之處，其目標(biāo)都是建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和智能化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將會(huì)消失，渠道被壓縮，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組，企業(yè)可直接對接到消費(fèi)者，并以此產(chǎn)生出各種新的活動(dòng)領(lǐng)域和合作形式。
比如今年三月份海爾所建設(shè)的四家以“智能化”為主題的“互聯(lián)工廠”，就十分有效的解決了以下這些問題。
傳統(tǒng)制造業(yè)工廠采取平鋪式布局的大規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品品種單一，標(biāo)準(zhǔn)化，難以滿足用戶多種多樣的需求，而定制生產(chǎn)又存在成本高、效率低、交貨慢等諸多問題，而根據(jù)“工業(yè)4.0”所提出的三大智能化主題所改建的“互聯(lián)工廠”采用了立體化的工廠布局，通過智能化信息管理系統(tǒng)、RFID無線射頻等技術(shù)模擬了上千種工廠物流，從而實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模定制生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低、效率高、交貨快，又滿足了用戶多樣化與個(gè)性化的產(chǎn)品需求。同時(shí)企業(yè)將不僅僅進(jìn)行硬件的銷售，更是通過提供完善的售前售后服務(wù)與多種多樣的增值服務(wù)，以獲取更多的附加價(jià)值。
通過上文我們基本了解了將虛擬與實(shí)體所結(jié)合的重要意義，不難看出要實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)就一定需要一個(gè)強(qiáng)大的智能化信息系統(tǒng)來實(shí)時(shí)處理，而什么樣的系統(tǒng)才能算真正意義上的“智能化”系統(tǒng)呢？
“數(shù)字化”與“智能化”其實(shí)是兩個(gè)概念
“數(shù)字化”是第三次工業(yè)革命的技術(shù)產(chǎn)物，就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)據(jù)，再以這數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M(jìn)制代碼，引入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行統(tǒng)一處理。簡單來說其完成的僅僅是大量信息存儲(chǔ)與管理的這一步，對于“工業(yè)4.0”，我們需要的不僅僅是“數(shù)字化管理”，真正需要的是“智能化管理”，而真正的“智能化”又有著怎樣的衡量標(biāo)準(zhǔn)呢？
智能一般具有以下這些特點(diǎn)：
一是具有感知外部世界、獲取外部信息的能力。比如通過無線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）可近距離和遠(yuǎn)距離隨時(shí)隨地讀取、控制、檢測和跟蹤具備RFID標(biāo)簽的物體。
二是具有記憶和思維能力，能夠利用已有的知識(shí)對信息進(jìn)行分析、計(jì)算、比較、判斷、聯(lián)想、決策。這里的“記憶”即可以理解為存儲(chǔ)功能，“思維”并不一定是真正意義上可以像人類那樣思考，可以是通過程序設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的一系列邏輯算法，將系統(tǒng)所感知與記憶的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，從而得出從數(shù)據(jù)角度上客觀的判斷與決策。
三是具有學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力，即通過與環(huán)境的相互作用，不斷學(xué)習(xí)積累知識(shí)，使自己能夠適應(yīng)環(huán)境變化。如果你覺得上面兩點(diǎn)并不“智能”，因?yàn)槟壳笆澜缟先魏我慌_(tái)簡單的計(jì)算設(shè)備（如手機(jī)）都已經(jīng)具備了以上兩點(diǎn)的能力，但從這里開始便開始引入一個(gè)深層次的智能化概念那便是“深度學(xué)習(xí)”。
所謂的深度學(xué)習(xí)簡單來講便是通過“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”的研究，通過計(jì)算機(jī)模擬類似于大腦的多層次“神經(jīng)回路”，層次越深，則越接近人腦。從最早Google使用1.6萬個(gè)CPU（中央處理單元）所模擬的9層“神經(jīng)回路”計(jì)算機(jī)在觀看了一個(gè)星期的1000多萬部Youtube視頻截取的圖像后，最終能在約10億個(gè)參數(shù)中自然而然的識(shí)別出哪些是“貓”，并且在模擬神經(jīng)元處出現(xiàn)了和人腦內(nèi)神經(jīng)元一樣的放電現(xiàn)象，研究成果一經(jīng)發(fā)布便引起了世界范圍內(nèi)的轟動(dòng)，隨后包括微軟、蘋果、等所有互聯(lián)網(wǎng)巨頭都相繼推出了自己的“大腦計(jì)劃“，而“百度大腦”（百度深度學(xué)習(xí)研究院）在招納了世界著名“人工智能”科學(xué)家吳恩達(dá)博士后更是宣稱其在“深度學(xué)習(xí)”領(lǐng)域已經(jīng)超過了蘋果和谷歌，。
目前“深度學(xué)習(xí)”最大的應(yīng)用便在于“圖片識(shí)別”與“語音交互”，比如我們目前所使用的包括Siri在內(nèi)的各類語音助手、圖片搜索引擎，工業(yè)自動(dòng)化加工、裝配生產(chǎn)過程的圖像識(shí)別監(jiān)測等等，所帶來的是效率是革命性的提升。但應(yīng)用絕不僅于此，未來的“智能化”工業(yè)城市將會(huì)有更加海量的“大數(shù)據(jù)”需要具備“深度學(xué)習(xí)”的智能系統(tǒng)來處理 ，其真正意義在于計(jì)算機(jī)將成為一個(gè)能像人類一樣能“獨(dú)立思考”的智慧大腦來幫助處理海量信息的分析與決策。
第四是具有行為決策能力，即對外界的刺激作出反應(yīng)，形成決策并傳達(dá)相應(yīng)的信息。這一點(diǎn)便很好理解了，具備以上三點(diǎn)相當(dāng)于具備了“人的大腦”，而具有對外界刺激做出反應(yīng)的能力便相當(dāng)于具備了“人的軀體”，這個(gè)軀體不一定非要是實(shí)體上的，就像上面所提到的“神經(jīng)元系統(tǒng)”，它能對外界刺激做出反射，便可以理解為具有行為決策能力。
所以，完全具備了以上特點(diǎn)的系統(tǒng)則稱為智能系統(tǒng)或智能化系統(tǒng)。
“工業(yè)4.0”差的就是“智能化”
而如今能在真正意義上實(shí)現(xiàn)“智能化”的制造業(yè)工廠寥寥無幾，從內(nèi)部因素來看，其主要原因在于傳統(tǒng)制造業(yè)先導(dǎo)意識(shí)薄弱，大部分企業(yè)經(jīng)常處于“被迫轉(zhuǎn)型”而不是“主動(dòng)創(chuàng)新”的一個(gè)狀態(tài)，沒有足夠的意識(shí)來投入基礎(chǔ)設(shè)備的購買與智能化系統(tǒng)的研發(fā)，這在工業(yè)化水平較為落后的中國是極其常見的。而從外部因素來看，“人工智能”理論基礎(chǔ)雖日益完善，但由于硬件技術(shù)發(fā)展很難跟上科技理論的步伐，所以距離真正意義上的“智能化”還有一段路程要走的。但科技發(fā)展向來都是呈指數(shù)式增長的，企業(yè)必須時(shí)刻做到“居安思?！?，應(yīng)對局勢變化的準(zhǔn)備，新技術(shù)的爆發(fā)誰也不能預(yù)測。
總之在“工業(yè)4.0”的進(jìn)程中，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，所有傳統(tǒng)企業(yè)都應(yīng)該率先抓住機(jī)遇，努力向“工業(yè)4.0”邁進(jìn)，不能等到政府提出了相關(guān)的計(jì)劃政策才有所觸動(dòng)，在這個(gè)“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的時(shí)代，所有人都在思考，都在想方設(shè)法推動(dòng)工業(yè)化的車輪，為社會(huì)創(chuàng)造更高效的價(jià)值，傳統(tǒng)企業(yè)掌握著大部分的社會(huì)資源更應(yīng)該起到帶頭作用，自我升級，如果沒有足夠的前瞻意識(shí)，再大的優(yōu)勢也可能被頃刻間顛覆，最終被時(shí)代淘汰也是在所難免。
