德國(guó)“工業(yè)4.0”
所謂工業(yè)4.0（Industry4.0），是基于工業(yè)發(fā)展的不同階段作出的劃分。按照目前的共識(shí)，工業(yè)1.0是蒸汽機(jī)時(shí)代，工業(yè)2.0是電氣化時(shí)代，工業(yè)3.0是信息化時(shí)代，工業(yè)4.0則是利用信息化技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的時(shí)代，也就是智能化時(shí)代。
德國(guó)政府率先提出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，并在2013年的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出，目的是為了提高德國(guó)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)。
有著濃厚德國(guó)特色的工業(yè)4.0其實(shí)是個(gè)龐大工程,實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略需要巨大資金支持。為此，德國(guó)政府、州政府、政策性銀行和大型企業(yè)設(shè)置了高科技創(chuàng)業(yè)基金，對(duì)實(shí)施“工業(yè)4.0”過(guò)程中的創(chuàng)新型企業(yè)研發(fā)給予風(fēng)險(xiǎn)投資支持。順利推進(jìn)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略不僅需要德國(guó)自身努力，還應(yīng)借助和拓展與歐盟及其他國(guó)家的教育與科技合作。
根據(jù)德國(guó)工業(yè)巨頭西門(mén)子公司官網(wǎng)的介紹，工業(yè)4.0的核心是智能制造，通過(guò)嵌入式的處理器、存儲(chǔ)器、傳感器和通信模塊，把設(shè)備、產(chǎn)品、原材料、軟件聯(lián)系在一起，使得產(chǎn)品和不同的生產(chǎn)設(shè)備能夠互聯(lián)互通并交換命令。
德國(guó)定義的工業(yè)4.0, 主要是關(guān)于兩點(diǎn)：首先是確定所有事情的活動(dòng)邏輯，其次是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體系統(tǒng)，將虛擬和現(xiàn)實(shí)相結(jié)合。虛擬和現(xiàn)實(shí)的互聯(lián)通過(guò)一種“虛擬網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體物理系統(tǒng)”(Cyber-Physical System，CPS)實(shí)現(xiàn)，CPS即為工業(yè)4.0的核心。它通過(guò)將物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設(shè)備具有計(jì)算、通信、控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等智能功能，并將資源、信息、物體以及人緊密聯(lián)系在一起，從而創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)服務(wù)。
日本“社會(huì)5.0”
2016年1月日本政府發(fā)布《第五期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃》，首次提出“社會(huì)5.0”概念。主要意圖是最大限度應(yīng)用信息通訊(ICT)技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)空間與物理空間(現(xiàn)實(shí)空間)的融合，共享給人人帶來(lái)富裕的“超智慧社會(huì)”。
簡(jiǎn)言之，“社會(huì)5.0”就是實(shí)現(xiàn) “超智慧社會(huì)”的一系列對(duì)策。超智慧社會(huì)是一種虛擬空間與現(xiàn)實(shí)空間高度融合的社會(huì)形態(tài)。一言以蔽之，就是精準(zhǔn)服務(wù)——將必要的物品，向必要的人，在必要的時(shí)候進(jìn)行必要的提供。它與工業(yè)4.0最大的不同就是著眼于社會(huì)構(gòu)成和人類(lèi)服務(wù)。
“社會(huì)5.0”的特征是立足整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)，不僅要提升產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)性，還要提升生活的便捷性，解決少子高齡化、環(huán)境和能源等社會(huì)課題，是將這些置入視野的努力方向。而“社會(huì)5.0”面向?qū)崿F(xiàn)舒適的生活，定位于社會(huì)發(fā)展階段。狩獵社會(huì)、農(nóng)耕社會(huì)、工業(yè)社會(huì)、信息社會(huì)之后，則是“第5”的超智慧社會(huì)，所以稱其為“5.0”。
日本重新構(gòu)想了工業(yè)與整個(gè)社會(huì)的關(guān)系，因此從更高一個(gè)層面構(gòu)建了全新的遠(yuǎn)景圖：那就是一個(gè)面向富裕、有活力的社會(huì)。“社會(huì)5.0”將物聯(lián)網(wǎng)IoT、機(jī)器人、人工智能AI、大數(shù)據(jù)等技術(shù)來(lái)解決，少子高齡、資源匱乏導(dǎo)致的脆弱的能源基礎(chǔ)設(shè)施、極端集中等這些發(fā)達(dá)國(guó)家特有的課題。
“社會(huì)5.0”是戰(zhàn)略上設(shè)定開(kāi)放創(chuàng)新理念、企業(yè)橫向建立“協(xié)調(diào)領(lǐng)域”，加速社會(huì)實(shí)施的勢(shì)態(tài)。擔(dān)任綜合科學(xué)技術(shù)與創(chuàng)新會(huì)議議員的豐田汽車(chē)內(nèi)山田竹志會(huì)長(zhǎng)也指出：“產(chǎn)業(yè)界必須改變意識(shí)，增加更多的協(xié)調(diào)領(lǐng)域”。
美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念最早由美國(guó)通用電氣公司（GE）于2012年提出，隨后聯(lián)合另外四家IT巨頭(美國(guó)電話電報(bào)公司、思科公司、英特爾公司、美國(guó)國(guó)際商用機(jī)器公司)于 2014 年初組建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)，以期打破技術(shù)壁壘，促進(jìn)物理世界和數(shù)字世界的融合。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的愿景是使各個(gè)制造業(yè)廠商的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，這就至少要涉及到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等技術(shù)。然而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的成立目的在于通過(guò)制定通用的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，利用互聯(lián)網(wǎng)激活傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造過(guò)程，促進(jìn)物理世界和信息世界的融合。
美國(guó)GE公司倡導(dǎo)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是指利用“智能設(shè)備”采集“智能數(shù)據(jù)”，利用“智能系統(tǒng)”進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和可視化展現(xiàn)，形成“智能決策”，為生產(chǎn)管理提供實(shí)時(shí)判斷參考，反過(guò)來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，優(yōu)化制造工藝。它的典型特征是：智能性，與數(shù)字化制造相比，智能制造具有預(yù)測(cè)、決策與自主調(diào)整優(yōu)化能力。
GE的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了“智能設(shè)備”的概念，其基本含義就是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上引入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)制，包括連接性，智能機(jī)器，傳感器，大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模型等。通過(guò)在各個(gè)層面采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、形成智能決策，既要實(shí)現(xiàn)設(shè)備自身的可維護(hù)性，又要實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程的優(yōu)化。
由智能設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)收集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之后，利用大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和可視化。由此產(chǎn)生的“智能信息”可以由決策者必要時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷處理，或者成為大范圍工業(yè)系統(tǒng)其工業(yè)資產(chǎn)優(yōu)化戰(zhàn)略決策過(guò)程的一部分。例如GE在生產(chǎn)的風(fēng)電發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，實(shí)現(xiàn)全部聯(lián)網(wǎng)，從而有望使產(chǎn)能提高50%。
