图1 航天科技集团总工程师杨海成
新一轮信息技术革命正在引领工业驶入崭新的发展空间。进入21世纪以来,新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起。其中，以大数据、云计算、移动互联网、物联网等为标志的新一代信息技术革命，被视为新一轮科技和产业革命的核心与龙头。无论是产业界还是理论界，一直都在努力探求：作为这一轮科技与产业革命的龙头，信息技术引发产业变革的本质原理到底在哪里；作为集新一代信息技术革命成果大成的互联网，给我国产业发展尤其是工业带来的最深刻的影响究竟是什么？今天我将从四个方面来分享一些我对这些问题的看法。
一、新一代IT引发全方位变革
集成电路：摩尔定律逼近物理极限。现今集成电路技术已经发展到逼近物理的极限，芯片越来越小，计算速度越来越快，这给我们的大规模计算带来了无限的方便。
软件技术：面临体系性重构。软件正在主导硬件，呈现出软件定义数据中心，定义网络，定义设备，定义世界的趋势。技术和应用模式的变化正在使传统软件和服务模式产生根本性变化。
计算技术：云计算重新定义计算资源。云计算是IT领域最核心最重大的变化趋势，它是宽带互联网普及和并行计算、分布式计算等技术不断发展演进和商业模式创新等共同形成的产物。
图2 云计算重新定义计算资源
通信技术：移动化。移动互联网时代已经到来，全球移动电话用户达到64亿，使用移动电话的人数达34亿，人口渗透率达48.6%；智能手机用户超过16亿，人口渗透率为22.9%，智能手机保有量首次超过PC保有量；移动互联网用户超过26亿，首次超过PC互联用户；移动宽带用户达22亿，人口渗透率为31.4%。
感知技术：万物互联。感知技术中主要的传感器技术已经到能感受并检测信息，分类高达近百种；射频识别技术、定位技术也得到发展。在这些技术的支撑下物联网成为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。
人机交互技术：触摸与语音。从IBM的DOS操作系统、Windows图形视窗和PC产业到现在苹果及整个移动互联网产业、智能语音产业热潮，人机技术的发展正在改变人们的生活方式。
数据处理技术：大数据。全球新产生的数据每年递增40%，全球信息总量每两年就可以翻番，其中将有90%的数字内容属于非结构化内容。而对新增数据的处理能力以及其利用率的增长则不足5%。
应用技术：智慧化。在工业、农业、交通、能源、医疗等各领域，智能技术逐渐得到应用。
图3 智慧化的生活
在这些技术的支撑下，互联网把整个世界连接在一起，互联网络开始与人类的生活息息相关。
二、进入智慧的大生产时代
随着互联网的深入应用，使得人类对信息技术的认识和创造呈现出革命性的跃变。云计算、大数据、物联网、移动互联等新一代信息技术开始大爆发，从而开启全新的智慧时代，智慧技术本身也开始进入大生产阶段。
图4 新一代信息技术的大爆发开启新智慧时代
这其中，云计算是IT领域最核心最重大的变化趋势，它是宽带互联网普及和并行计算、分布式计算等技术不断发展演进和商业模式创新等共同形成的产物；移动互联实现了智慧技术利用在时间和空间上的自由；物联网实现了智慧的自由流淌；智慧技术无处不在，形成海量智慧尘埃，智慧尘埃既有时间上的维度、也有空间的维度，更有应用的维度，我们将会工作和生活在海量智慧尘埃中，而大数据则能抓住智慧尘埃的价值精髓。
工业互联网开启了一个新时代，它不仅仅是传统互联网的延伸，更开启了一个人物相连、物物相连的大连接世界。
图5 工业互联网开启一个大连接世界
第一次工业革命实现了机器对人力的替代，从此开始现代工业的机器时代，人类开始围绕机器工作。第二次工业革命通过石油和电力为核心的能源革命，大大提高了生产效率，实现了大规模生，生产装备和生产组织都发生革命性变化。第三次工业革命通过计算机的利用，实现信息的快速传播与交换，实现了工业生产的信息化，从而把工业生产从大规模生产提升到大规模定制生产。精益生产成为主要生产方式。这是延续到现在的信息化时代，代表性产物是计算机、联网、ERP等管理信息系统的利用。
现有模式下，成本集约已到极致，单一设备生产潜能充分发挥，专业分工足够精细，生产要素充分利用，但仍然不能满足个性化的低成本需要。传统工业发展的天花板已经显现，新的工业发展要素尚未建立，第四次工业革命由此诞生。
第四次工业革命将是智慧的革命，通过信息物理的全面融合，实现人、物、信息的全面统一。智慧生产和智慧工业成为主要的工业生产方式，个性化定制需求得到极大满足。这一切的发生依赖于新一代信息技术革命的爆发，云计算、大数据、物联网、移动互联、3D打印、工业机器人等新技术促成了工业的智慧革命。生产工具、生产方式、生产组织、生产要素都发生了革命性的变化。
图6 第四次工业革命——工业的全方位变革
三、德国工业4.0的要素与价值
引领第四次工业革命的是德国工业4.0蓝图的提出，“工业4.0”研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略。德国联邦政府投入达2亿欧元。
工业4.0蓝图的出发点是满足人类个性化的需求，智慧互联网化集成的目的在于实现个性化生产，它一个由智慧产品主导的自治生产网络，满足极端单个体生产需要。
工业4.0的基础是信息物理融合（CPS），2006年2月发布的《美国竞争力计划》则将信息物理系统（Cyber Physical System，CPS）列为重要的研究项目。到了2007年7月，美国总统科学技术顾问委员会在题为《挑战下的领先——竞争世界中的信息技术研发》的报告中列出了八大关键的信息技术，其中CPS位列首位，德国工业4.0将其列为关键基础技术。
工业4.0是德国高科技战略计划，其两大主题是实现智慧工厂和智慧生产。智慧工厂重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用等。
图7 基于物联网和服务互联网的智慧工厂架构
工业4.0下智慧产品的特点是集成了信息存储、传感、无线通信功能，产品是信息载体，整个完整的供应链和生命周期中都一直带有自身信息；产品会影响其所在环境；产品具有自监测功能，会对其自身状态和环境进行监测。
图8 实现智慧化生产的三大集成
德国工业4.0的价值包括：
◆满足客户个性化的需求；
◆灵活动态的业务流程；
◆提供透明系统数据以支撑最佳决策；
◆提高设备产出率和效率；
◆创新服务为客户带来更大价值；
◆应对人口结构的变化；
◆员工有更好的工作及生活平衡；
◆保持企业的高福利，并保持企业的竞争力。
四、引领工业发展的新思维
在互联网时代，我们必须把握互联网思维，认识虚拟世界的客观规律，虚实结合，借助互联网整合个性化需要，按需重组工业逻辑。
智慧化工业产品。应用嵌入式系统、传感器、RFID、移动互联网、多媒体等技术到产品（装备）中，提高产品的数字化、智能化、网络化程度，增强产品加工制造、物流运输、运行维护等过程中的信息动态感知、智能处理与优化控制能力，促进产品和品牌创新，增加产品附加值。
集智众包研发。网络为企业提供了一个产品创新的巨大空间，未来的产品研发将是一种集智众包的模式。网络上众多的创客、设计者通过网络实现智慧的汇集，形成集智开发的新模式。
图9 基于互联网的高端家电众包研发模式
基于工业大数据和网络的制造服务。以云计算、数据融合处理与分析、远程监控与诊断等技术为支撑，拓展产品研发设计、工程总包、大修维修MRO、系统集成、物流、电子商务、租赁等服务，促进企业从产品生产销售向专业服务商、总包商、系统集成服务商、专业化公共服务商转型。
一家发动机生产公司采用数据采集与融合分析、远程监测与控制等技术，建立网络远程状态监控和诊断系统和后勤保障系统，支撑运营模式变革，扩展发动机维护、租赁和数据分析管理等服务，拓展了新业务，增加了服务型收入。2007年服务收入达到公司总收入的53.7%。
3D打印引领个性制造。集成与融合材料制备、IT软件、设计技术、制造工艺、装备等，生产个性化、高性能、复杂零部件的3D打印制造系统将全面变革产品研发、制造、服务模式。福布斯网站的一篇文章称：按3D打印的趋势发展下去，美国一定可以把iPhone制造接回家！到时iPhone的制造与组装，不再像富士康在中国做的人海模式，而是由3D打印机“打印”出来。
云制造推动制造服务化。云制造也在推动制造服务化，云制造将所有的制造资源汇集在一起，实现所有的客户、制造生产厂家的互联互通，提供更强大的服务。一个典型的云制造项目是欧盟于2010年8月启动的制造云项目，总投资500万欧元，目的是在一套软件即服务(software-as-a-service)应用支持下，实现生产网络层和工厂、流程层的柔性化，为用户提供按需配置的制造能力服务。
虚实结合的智能制造系统。工业4.0是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一，并已上升为国家战略，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。现在将建立全球网络，把机器、存储系统和生产设施融入到虚拟网络—实体物理系统（CPS）中。在制造系统，它包括智能机器、存储系统和生产设施，能够相互独立的指定交换信息、触发动作和控制。从本质上讲，工业4.0包括将虚拟网络—实体物理系统技术一体化应用于制造业和物流行，以及在工生产过程中使用物联网和服务网技术。
我国制造企业管理正处于由传统管理模式向现代管理模式转变的阶段，经营目标管理模式，管理理念和决策标准发生根本性变化，多数企业并没有从根本上改变“以产品为中心”的传统制造模式，无法适应互联网、云制造等模式下的多品种大批量定制化的要求，企业管理信息化、生产过程智能化、咨询服务网络化的水平制约着中国制造业的快速发展。
随着中低端产品加工制造产业重心向东南亚等发展中国家转移，我国装备制造业在全球地位面临挑战，急需利用互联网、物联网、大数据、传感器等增强装备产品智能化程度，构建数字化、智能化、网络化生产线（工厂）。企业要把大数据视为工业领域核心的生产要素，大数据不仅仅是一种可长期利用的财富，而且是生产过程必不可少的生产要素。工业发展要走向深层次全方位的服务化，工业服务化不仅仅是指对最终产品的服务化，而是在智慧工厂基础上，工业生产的每个元素的服务化。
五、结束语
进入21世纪以来,新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起。以大数据、云计算、移动互联网、物联网等为标志的新一代信息技术革命带来的不仅仅是手段的变化、效率的提升，更重要的是空间的转换、智慧的跃升，开启人类智慧的大生产模式。网络把万物连接起来形成新的信息物理空间，网络把智能化的机器连接起来形成新的制造空间，这将从根本上改变制造模式，为人类进步与发展创造更大的价值。
本文根据航天科技集团总工程师杨海成在“第十届中国制造业产品创新数字化国际峰会”上的发言整理而成，未经本人确认。
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本文标题：互联网时代的工业发展新思维
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