第五节 走向智能：第四次工业革命的曙光

新兴技术简述

1980年著名未来学家托夫勒在其所著《第三次浪潮》（The Third Wave）一书中第一次提到“大数据”一词，书中热情地称之为“第三次浪潮的华彩乐章”，而“第三次浪潮”正是对第三次工业革命后的数字化时代的特指。具体来说，大数据的出现离不开计算机技术的发展，大数据是指计算机生成或采集的数字化的数据，具有数据体量巨大、数据类型多样、生成速度快、价值密度低这四个基本特征，通过对这些有关或无关的低价值密度数据进行收集、储存、管理、分析，可获取数据中蕴涵的高价值信息并加以利用。2011年麦肯锡在《海量数据：创新、竞争和提高生成力的下一个新领域》一文中指出，数据已经渗透到每一个行业和业务职能领域，逐渐成为重要的生产要素；而人们对于海量数据的运用预示着新一波生产率增长和消费者盈余的到来。经过近40年的理论积淀、技术创新和应用尝试，大数据克服了数据来源、处理技术、应用条件、法律环境等制约因素，随着政府和产业界投入的日益增长，大数据技术与实体产业的融合将不断加速，全球以大数据为核心支撑的数字经济产业在未来十年将进入蓬勃发展的黄金时期。

云计算作为分布式计算技术的一种，其最基本的概念，是通过互联网将庞大的数据计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由通过互联网连接的多部服务器所组成的庞大系统，经搜寻、计算分析后将处理结果回传给用户。有了这项技术，网络服务提供者可以在数秒内处理海量信息。“云计算”这一概念最早可以追溯到1988年，SUN公司联合创始人约翰·盖奇提出“网络就是计算机”（The Network is the Computer）的重要猜想，用于描绘分布式计算技术创造的新世界。但当时这一概念并没有引起人们的注意。直到2006年，Google首席执行官埃里克·施密特在搜索引擎大会上正式提出“云计算”这一概念，才被人们广泛熟知，云计算随即进入飞速发展阶段。

移动互联网，这是一个相对于传统互联网而言的新兴概念，就好比我们生活中的移动电话和固定电话。2003年FreeWAP的出现揭开了移动互联网使用的序幕。通俗地讲，移动互联网是移动通信终端与互联网技术相结合的产物。从技术层面上来说是以宽带为技术支持，将用户所需的信息安全地传输到用户所使用的形式各异的移动设备终端的网络服务。从移动设备终端的角度上来看，就是用户使用各种不同的设备终端来获取自身所需要的移动通信服务。相较于以往的PC互联网而言，移动互联网受场所等因素的限制明显减小，更加方便快捷的同时，在信息服务的精准程度、隐私安全性等方面也有了较大的发展，给大众的生活带来了新的体验。移动互联网作为科学技术发展的重要产物，与如今人们的工作、生活以及学习等方方面面都有密切的关系，在改变了人们许多生活习惯与行为方式的同时，也潜移默化地影响着人们的思维习惯与思考方式。

物联网包括传感器技术、RFID技术、嵌入式系统技术、通信技术等，通过实时采集特定物体的各类信息，实现物与物、物与人之间的识别、管理和控制。物联网的成功运用，最早可以追溯到1990年施乐公司推出的网络可乐售卖机，当时他们为可乐售卖机接上网络，并通过软件监控可乐售卖机内所剩瓶装可乐的具体数量。之后的1995年，比尔·盖茨在《未来之路》一书中再次提及物联网这一概念，但由于当时射频识别技术和传感器技术尚不发达，物联网并未受到重视。直到2008年，在金融危机的影响下，各国政府开始促进科技发展，寻找新的经济增长点，将目光不约而同地锁定在了物联网技术上。

人工智能这一概念，在1956年达特茅斯会议上被正式提出。经过六十余年的不断发展，正逐步转变成为一个在理论和实践上独立存在的分支学科。人工智能作为计算机软件层面的技术，其目的是让计算机运用深度学习和神经网络算法等各类技术，帮助人类以人类的方式完成某项工作。早在1950年，在注意到“智能”这一概念难以准确定义后，阿兰·图灵提出了著名的图灵测试：如果一台机器能够与人类展开对话（通过电传设备）而不被辨别出其机器身份，就可称这台机器具有智能。如今，人工智能依旧处于“弱人工智能”阶段，这一阶段，计算机不会拥有通用智能，更不会有自主的意识，只是在处理问题的方式上“像人”，还无法完全离开人而独自工作。同时，人类也正进一步加强对类人的、可以像人一样思考和推理的，或非类人的、拥有和人完全不一样的知觉和意识、使用和人完全不一样的推理方式的“强人工智能”的研究。

随着云计算、大数据、移动互联网、物联网、人工智能的快速发展，智能制造这一概念再次回到人们的视野中。智能制造的目的是通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器控制对技术工人的技能和专家知识进行建模，使智能机器人可在没有人工干预的情况下进行小批量生产。

2020年，新冠肺炎疫情席卷全球。全球各行各业都陷入了停滞状态，失去了基础制造业支撑的国家几乎丧失了基础防疫物资的生产能力。这为人们敲响了警钟。

汉诺威工业博览会和智能制造

在2013年的汉诺威工业博览会上，孔翰宁先生宣布了德国“工业4.0”战略，意在提高德国工业的竞争力并在新一轮工业革命中取得先机。受国务院委托，中国工程院和工信部开始论证制造强国战略，研究相关工作，2014年，李克强总理访问德国，与默克尔签订了中德合作行动纲要，并于2015年发布了《中国制造2025》，借鉴了德国工业4.0的体系。

讲到德国工业4.0，不得不讲汉诺威工业博览会。汉诺威工业博览会（HANNOVER MESSE）始创于1947年8月，每年一次，经过七十多年的不断发展与完善，已成为当今规模最大的国际工业盛会，也是世界工业和制造业发展的晴雨表，被公认为联系全世界技术领域和商业领域的重要国际活动。诸多的亚洲、美洲及非洲企业不远万里前来洽谈。

2019年，以“融合的工业—工业智能”为主题的汉诺威工业博览会于4月1日至5日成功举办。各国参展商齐聚汉诺威，集中展示了全球工业数字化转型的最新技术成果。据统计该次汉诺威工业博览会净展出场馆47个，有来自中国、美国、加拿大、俄罗斯、英国、法国、意大利、瑞士、日本、韩国、印度、巴基斯坦、土耳其、马来西亚等75个国家和地区的6500家厂商参展，接待观众达40万人次，其中专业观众的比例达到96%。中国企业成为一支生力军，共有一千多家积极参展。

汉诺威工业博览会连续七年聚焦“融合的工业”，反映出新一轮工业革命多技术融合创新的特点，特别是工业生产与信息技术融合加深，不断演进。从主办方德意志会展公司归纳的关键词来看，“工业4.0”、人工智能、5G、人机协作机器人、轻量化、物流4.0、前瞻性维修、数字孪生等是各方在汉诺威工业博览会上关注的热点。

2019年4月2日下午，工信部国际合作司与德国经济部相关部门组织了“中德携手—共塑制造业数字生态系统”交流会议，参会人员约300人，工业4.0平台全球代表兼顾问、德国国家工程院理事会主席、德国国家科学与工程院前任院长孔翰宁教授参加了会议，作了《自治系统—潜力与挑战》的报告。同年11月，孔翰宁教授被聘为中国工程院外籍院士。

汉诺威工业博览会门类众多，这里简单列举几个重要的分项展：1）动力传动与控制技术展；2）工业零部件与分承包技术展；3）能源展；4）环保技术和设备展；5）风能技术展；6）空压与真空技术展；7）电厂技术展；8）表面处理技术展；9）新能源汽车技术展；10）研究与技术展，等等。

另外，非常值得重点推荐的还有工业自动化展和数字化工业展：

工业自动化展：这一分项展呈现出了一个全方位的综合工业自动化平台。同时这里也是企业发布新产品、展示新技术的最佳场所。对应过程自动化、工厂自动化和工业建筑自动化这三个相关主题，该分项展在博览会中占据了三个展馆。

四个展馆。在这个分项展上可以看到旨在完善产品开发、生产和合成处理技术的流程的多种解决方案。多个展会共同举行的集聚效应也能使大家受益匪浅。产品开发（PLM/CAD/CAE/CAPP/CAM）、生产和过程计划（ERP、PPC）、视觉呈现/仿真技术、机械工程/自动化（MES）、过程合成、订单处理和技术化销售/服务（CRM）、IETM/MRO/PHM等都是和数字化技术紧密相关的创新技术。

数字化工业展：长久以来，以展示一流的工业软件而闻名于世，占有6到9号展会同期，众多高等院校、研究院所和参展企业以极其丰富的技术讲座和特别展示提供给大家非常多的机会去了解智能制造的行业核心技术和发展趋势。