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1、四次工业革命的标志四次工业革命的标志第一次工业革命的主要标志是机械化，即机器生产普遍取代手工劳动；第二次工业革命的主要标志是电气化，即电力的广泛应用；第三次工业革命的主要标志是自动化（数字化）， 即计算机、网络等信息技术的兴起；第四次工业革命的主要标志是智能化（信息化），即信息技术的升级创新与应用。从 18 世纪中叶以来，人类经历了三次科技革命：第一次科技革命，以18世纪末蒸汽机的发明和应用为主要标志。这次科技革命使社会生产力发生了革命性的变革，以机器大工作代替工场手工业，使人类进入机器时代。第二次科技革命，是在 19 世纪末到20 世纪初发生的，以发电机和电动机的发明和应用为主要标志，它把社
2、会的工业化提高到一个崭新阶段，使社会生产力进入电力时代。第三次科技革命发生于20 世纪中期，以原子能、电子计算机和空间技术的发展为主要标志。人类面临的这一新科技革命，将使世界发生前所未有的深刻变革。它以信息科学、生命科学、材料科学等为前沿，以计算机技术、生物工程技术、激光技术、空间技术、新能源技术和新材料技术的应用为特征，把人类社会推进到信息时代。第四次工业革命，是以互联网产业化，工业智能化，工业一体化为代表，以人工智能，清洁能源，无人控制技术，量子信息技术为主的全新技术革命。这是一场全新的绿色工业革命，它的实质和特征，就是大幅度地提高资源生产率，经济增长与不可再生资源要素全面脱钩，与二氧化碳
3、等温室气体排放脱钩。以历史视角观察，用工业化的角度观察，使我们清晰地认识到，世界第四次工业革命，即绿色革命已经来临。绿色工业革命的目标首先是实现碳排放的“脱钩”，这包括三方面的内容：一是促使已有，即采用能耗更低、更清洁的方式使用化石能源，使单位能耗的污染强度下降；二是促使化石能源的使用与经济产出之间“脱钩” 量减少化石能源在经济生产和消费中所占的比重；三是促进非化石能源、可再生能源、 绿色能源的大幅上升，并促进这类能源的利用最终占据主导地位。在碳排放 “脱钩”的基础之上，绿色工业革命要求加快转变经济发展方式，促使生态资本相关要素的“全面脱钩”，包括土地资源、水资源、生态环境资源等等。要实现这一
4、目标，首先还是需要在技术、制度、组织和物质资本投入等多方面因素的共同作用之下，提高资源利用效率，第二步则是尽早达到各类资源使用的“峰值”，接着就能促进其出现下降，从而实现生态资本要素的“盈余”。2015 年第四次工业革命元年2014 年的热门词汇“工业 4.0”，是一个引起全世界关注的概念，掀起了新一轮工业革命的浪潮。2015 年，随着新一轮工业革命的到来，传统制造业的发展方式将出现颠覆性、革命性的转变。谁能执掌未来制造业的霸权？冲在最前面的是德国。2013 年德国政府推出定义为“第四次工业革命”的工业 4.0 战略 ， 2014 年工业 4.0 概念受到世界各国高度关注。2015年日本率先响
5、应，1 月 23 日推出机器人新战略。我国 2015 年也将出台中国制造2025这项十年战略规划。可以说，全球正出现以工业互联网、智能制造为代表的新一轮技术创新浪潮，2015 年将成为第四次工业革命元年。而新一轮工业革命将对工业经济乃至大众生活 带来深刻的影响。第四次工业革命的起源工业 4.0 在德国被认为是 “第四次工业革命”。 第一次工业革命发生在18世纪至 19 世纪， 以蒸汽机的使用为标志，实现生产过程机械化; 第二次发生于19世纪后半期的电力应用；第三次发生于20世纪后半期，以“可编程逻辑控制器（PLC）”为代表，实现生产工程的自动化。工业4.0 被认为是机械化（第一次 ）、电气化
6、（第二次 ）、自动化 （ 第三次 ） 后的第四次工业革命。未来十年，第四次工业革命将步入“分散化”生产的新时代。工业 4.0 通过决定生产制造过程等的网络技术，实现智能制造，进行实时管理。智能制造中的生产设备具有感知、分析、决策、控制等功能，是先进制造技术、信息技术的集成和深度融合。智能生产过程中，传感器、智能诊断和管理系统通过网络互联，由程序控制上升到智能控制，从而制造工艺能够根据制造环境和制造过程的变化，进行实时优化，提升产品的质量和生产效率。工业4.0 本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”工业4.0 将在前三次工业革命的基础上进一步进化，基于信息物理系统（CyberPhysical
7、 System） 实现新的制造方式。信息物理系统是指通过传感网紧密连接现实世界，将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中。从而，在生产制造过程中，与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析，形成可自律操作的智能生产系统。工业 4.0 中，各个环节都将应用互联网技术，将数字信息与物理现实社会之间的联系可视化，将生产工艺与管理流程全面融合。由此实现智能工厂，生产出智能产品。相对于传统制造工业，以智能工厂为代表的未来智能制造业是一种理想状态下的生产系统，能够智能判断产品属性、生产成本、生产时间、物流管理、安全性、信赖性和可持续性等要素，从而为每个顾客进行最优化的产品定制制造。工业
8、4.0 的关键是信息技术应用工业4.0 的关键技术是信息技术。具体而言，包括生产设备联网实现自律协调作业的M2M通过网络获取大数据的应用，开发、销售、 ERP PLM SCM?业务管理 系统与实际生产过程之间的协同。第三次工业革命的自动化，仅是将生产工程作为对象，对其进行信息技术的应用。工业4.0 将信息技术的应用对象大幅扩大。由此，工厂将不断进化升级，工作组的最终报告中称之为由物联网与服务互联网构成的“智能工厂”。以往，通过信息技术实现的“智能化”可在智能手机、智能电表、智慧城市、智能电网等物品和服务中见到。工业4.0 则是要实现工厂本身的智能化。除了工业4.0之外，美国通用电气公司(GE)
9、也提出过类似的概念“工业互联网”。工业4.0 需要解决四大难题工业4.0 是由大规模批量生产向大规模定制生产转变，是由集中生产向网络化异地协同生产转变，是由传统制造企业向跨界融合企业转变。德国工业4.0 工作组的最终报告指出，实现工业4.0 尚存在标准化、复杂的系统管理、通信基础设施建设、网络安全保障等四大难题。(1) 标准化：工厂要对内外的各种物品与服务 进行联网，那么，通信方式、数据格式等许多内容都需要标准化。(2) 复杂的系统管理：实际生产过程与各种业务管理系统协同之后，系统整体更 加复杂化，对其进行管理将更困难。(3) 通信基础设施建设：主要是指适用于工业的、具有高可靠性的通信基础设施
10、建设。(4) 网络安全保障：工厂与外界实现联网之后，恶意软件的入侵、受到网络攻击的危险性将进一步提升，需要制定保障网络安全的对策与解决方案。未来，我国制造业将面临同样的难题。因此，加强与德国在工业4.0 方面的合作，或将有助于前瞻性地解决这些难题，为未来制造业发展铺平道路。第四次工业革命将是最后一次工业革命?未来制造领域，信息技术将得到史无前例的深度应用。互联网技术发展正在对传统制造业的发展方式带来颠覆性、革命性的影响。信息技术的广泛应用，可以实时感知、采集、监控生产过程中产生的大量数据，促进生产过程的无缝衔接和企业间的协同制造，实现生产系统的智能分析和决策优化，使智能制造、网络制造、柔性制造
11、成为生产方式变革的方向。从某种程度上讲，制造业互联网化或者工业互联网正成为一种大趋势。就产品而言，随着信息技术在制造业领域的广泛渗透，互联网技术、人工智能、数字化技术嵌入传统产品设计，使产品逐步成为互联网化的智能终端。汽车将不仅仅是一个电子产品，未来更将是一个网络产品，或者叫大型可移动的智能终端，具有全新的人机交互方式，通过互联网终端把汽车做成一个包含硬件、软件、内容和 服务的体验工具。从制造模式而言，工厂的集中生产将向网络协同生产转变。信息技术使不同环节的企业间实现信息共享，能够在全球范围内迅速发现和动态调整合作对象，整合企业间的优势资源，在研发、制造、物流等各产业链环节实现全球分散化生产。这 也使得传统信息技术企业有机会更多地参与到制造业之中，而传统制造企业则向跨界融合企业转变。企业生产从以传统的产品制造为核心转向提供具有丰富内涵的产品和服务，直至为顾客提供整体解决方案，互联网企业与制造企业、生产企业与服务企业之间的边界日益模糊。既然无论从制造模式角度来看，还是从产品角度来看，物质产品和服务都将被电脑存储和处理的信息所取代。那么，制造业本身将不复存在，抑或制造业继自动化、智能化之后不再有突破。种种迹象显示， “工业 4.0”将是最后一次工业革命。作者：工业和信息化部国际经济技术合作中心王喜文