1.4章 工业4.0是第四次工业革命吗？【专栏成就制造之美】

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1945年第二次世界大战结束，人们在悲痛中开始重建家园。世界大战是残酷和恐怖的，它给全世界带来了极大的悲痛。但不得不说，这一次世界大战对技术依赖史无前例。从客观的角度来说，第二次世界大战极大地促进了科学技术的应用。巨大的技术积累快速地引发了战后的第三次工业革命。这是一场以计算机技术、信息技术和先进工程技术为基础，在通讯领域、空间利用和海洋开发利用等领域展开的信息控制技术革命。第一次工业革命起源与18世纪60年，第二次工业革命从19世纪中期开始，第三工业革命爆发于20世纪中期。由此可见，第一次工业革命与第二次工业革命之间相隔90年左右。如果不是二战的影响，第二次工业革命与第三次工业革命相隔应该也是90年左右。以此类推，第三次工业革命与第四工业革命的间隔也差不多应该是90年左右。而随着科学技术的飞速加速发展，可能导致工业革命的周期变短。从20世纪中期开始，第三次工业革命至今已有将近70年。新一轮的工业革命会不会很快就要到来了呢？

2013年，德国的“工业4.0”新制造概念在汉诺威工业博览会上被正式提出。在德国工业企业的大力推动下，“工业4.0”很快便成为德国的国家战略。2014年，美国通用电气、IBM等科技巨头成立工业互联网联盟，开发和制定全新的工业技术和标准，重新定义互联网生态下的制造业，并响应和推动美国的“回归制造业”战略。面对美、德两大超级工业大国的新一轮工业技术竞赛，中国政府在2015年提出“中国制造2025”战略规划。该战略规划明确了中国未来10至20年的制造强国战略的方向和途径。这是中国第一次以国家力量推动制造业的全面升级。无论是德国的工业4.0还是美国的工业互联网亦或是中国的中国制造2025，无不透露着世界大国对制造业的重视以及对工业技术升级的渴望。大国竞争表面是政治、军事和经济的竞争，而是实质则是工业技术的竞争。上一轮工业革命已经过去了很多年，新一轮工业技术变革似乎很快就要到来。在这关键的历史时刻，传统的工业强国无不想抢先一步抓住变革的机遇，在未来的大国博弈中率先发力、拔得头筹。

但无论我们多么渴望和急迫，都必须遵从制造系统技术发展的规律。国家层面的规划也好，巨量资本投入也罢，如果看不见本质抓不住要害，依然难以实现新的飞跃。我们只有从制造系统的内在结构和本质属性出发，探寻制造系统内在隐藏着的下一轮变革的关键点。

从制造系统的发展历程中可以看出，能量系统的发展模式是从无到有、从小到大，从粗放到精准。蒸汽机引发的第一次变革完成能量系统体量的飞跃，电气化引发的第二次变革实现了能量系统精准应用的飞跃。通过这两次变革，能量系统基本上已经非常完善了，未来再发生巨大变革的可能性不大。我们这里所说的能量系统不仅指能量源还包括提供和转化能量的系统，例如人力、蒸汽机、机床等。

从某种程度上来说，制造系统的发展其实就是一个不断摆脱人工能量系统限制的过程。人工动力作为制造系统的直接动力来源存在太多缺陷，体量上显得极其微弱，无法维持超大规模制造系统所需要的巨量能量。它无法实现高精度制造过程所需要的精准的能量转化。因此，我们可以预见未来的制造系统将会进一步加速人工动力从能量系统中退出的进程。人作为制造系统中最重要的组成要素将会逐渐从能量系统转移至控制系统。但是，这最后一步的前进到底是不是一场有意义的技术革命，现在还不明确，我们还要拭目以待。控制系统是从原始的作坊中形成的。经过了20世纪的第三次工业革命，控制系统得到的极大的发展。但是它还没有实现真正意义上的变革。它必须像能量系统一样，只有经过体量和精度的两次变革才能得以完善。未来制造系统的变革一定会在控制系统中发生，也一定是发生在控制系统精准度的维度上。

控制系统包括感知系统、传输系统和决策系统。第三次工业革命是信息技术革命，它相当于完成了信息传输技术的变革。我们推测第四次工业革命可能在发生在剩下的两个领域：工业态势感知和综合智能决策。当然，信息传输技术，甚至能量系统也一定会进一步发展和完善，但它们不是这一轮工业革命的主角。

以工业4.0为代表的这一轮工业技术发展浪潮的特点主要是互联网工业化、工业智能化和产业一体化。而它所运用到的技术主要5G通讯技术、互联网技术、物联网技术、人工智能和云计算等。工业4.0企图实现智能制造和智能工厂。

从工业4.0的特点和内涵来看，它与我们推测的第四次工业革命符合性很高。21世纪可能是控制系统变革的世纪，制造系统也将可能会迎来第四次飞跃。工业4.0所倡导的智能制造概念在一定程度会加速控制系统变革的发生，这将是最有希望实现突破的方向。但制造智能化并不是控制系统变革的全部，它只是其中的一个方向。控制系统的发展一定遵从系统发展的规律。制造的智能化升级只有符合控制系统内在的发展规律才有可能成为这一轮变革中的一个组成部分。前一章：制造的前生今世（可点击此链接打开）

来源：精益生产促进中心益友原创来稿  作者：解光伟

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