第一节 时代迭代发展

纵观时代飞速发展

1776年，詹姆斯·瓦特制造出第一台有实用价值的蒸汽机，拉开了人类历史上第一次工业革命的序幕。在之后的近百年的时间里，国家命运和人类生活在很大程度上与蒸汽机的发明和应用息息相关。第一次工业革命本质上是一次技术革命，机器代替了手工劳动，成功解决了以往“动力不足”的问题，极大地释放了人类的体力。

进入19世纪中期，以电力的大规模应用为代表、电灯的发明为标志的第二次工业革命席卷而来。1866年，德国人西门子制成了发电机；1876年美国人贝尔发明了电话机；1879年，爱迪生发明了第一盏实用的电灯。第二次工业革命期间，人类的生产力获得了极大的提高，社会的整体面貌也发生了翻天覆地的变化，资本主义世界体系最终确立。第二次工业革命也是人类历史上的第二次技术革命，科学与技术的结合成功地解决了规模生产的问题。

经历了两次工业革命的洗礼后，从20世纪中期开始，人类开始了第三次工业革命，我们更多地称其为第三次科技革命。第三次科技革命以计算机、航空技术、生物工程、原子能、海洋技术等方面的发明和应用为标志，极大地推动了人类经济、政治、社会的变革，深刻地影响了人们的生活和思维方式。

在三次工业革命后，人类迎来了以信息物理系统（Cyber-Physical System，CPS）为基础，以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。2013年，“工业4.0”概念在欧洲乃至全球工业领域备受关注。

“工业4.0”的三大主题

“工业4.0”的三大主题如下。

1.智能工厂。重点研究智能化生产系统和过程，以及网络化分布式生产设施。

2.智能生产。主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动，以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该主题特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时成为先进工业生产技术的创造者和供应者。

3.智能物流。它主要通过互联网、物联网、人工智能整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，从而使需求方快速获得服务匹配，得到物流支持。

德国学术界和产业界认为，“工业4.0”概念是以智能制造为主导的第四次工业革命，或者说是一种革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通信技术和网络空间虚拟信息物理系统相结合的手段，将制造业向智能化转型。虽然这里并没有指出它与互联网有什么关系，但事实上互联网已经开始改造工业制造业了。

图1-1分析了工业4.0与物联网、云计算、大数据的关系：

1.物联网是互联网大脑的感觉神经系统；

2.云计算是互联网大脑的中枢神经系统；

3.大数据是互联网智慧和意识产生的基础；

4.工业4.0或工业互联网本质上是互联网运动神经系统的萌芽，互联网中枢神经系统，也就是云计算中的软件系统，控制着工业企业的生产设备、家庭的家用设备、办公室的办公设备，智能化、3D打印、无线传感等技术使机械设备成为互联网大脑改造世界的工具；同时，这些智能制造和智能设备也源源不断地向互联网大脑反馈大数据，供互联网中枢神经系统做出决策。

图1-1 工业4.0与物联网、云计算、大数据的关系

资料来源：《互联网进化论》。

未来“工业4.0”三大趋势

1.生产网络制造运行管理系统将帮助生产价值链中的供应商获得并交换实时的生产信息。供应商所提供的全部零部件都将在正确的时间以正确的顺序到达生产线。

2.虚拟和现实世界完美融合。在未来，生产过程中的每一步都将在虚拟世界被设计、仿真以及优化，为真实的物理世界中的物料、产品、工厂等建立一个高度仿真的数字“双胞胎”。

3.信息物理融合系统。在未来的智能工厂中，产品信息都将被输入到产品零部件中，它们会根据自身的生产需求，直接与生产系统和设备沟通，发出下一道生产工序指令，指挥设备进行自组织生产。这种自主生产模式能满足每位用户的定制需求。

2016年，人工智能时代正式开启。云计算、大数据、积层神经网络、深度学习等技术的发展带领人工智能走向了新的高度。谷歌利用已经成熟的人工智能技术、现代科技的强大计算能力，以及互联网提供的围棋大数据，把传统的蒙特卡洛树搜索与深度学习结合，并在2016年利用阿尔法围棋（AlphaGO）打败了李世石，震惊了整个世界。

2017年10月25日，在沙特阿拉伯首都利雅得召开的未来投资倡议大会上，美国汉森机器人公司生产的机器人索菲亚首次被沙特阿拉伯授予了公民身份。谈笑风生的索菲亚看起来的确很像人类，它拥有和人类几乎一模一样的皮肤，它凭借脸部和颈部的肌肉结构自然地变换面部表情。“大脑”中的计算机算法能够帮助它快速识别人类的面部，并和他人进行眼神交流。索菲亚还能理解语言，并且记住与人类的互动。

2017年10月，京东宣布，其已建成全球首个全流程无人仓，从入库、存储，到包装、分拣，真正实现了全流程、全系统的智能化和无人化。该无人仓主体由收货、存储、订单拣选、包装四个作业系统组成，存储系统由8组穿梭车立库系统组成，可同时存储商品60000箱。在京东无人仓的整个流程中，从货到人，再到码垛、供包、分拣，以及集包转运，应用了多种不同功能和特性的机器人，这些机器人不仅能够依据系统指令处理订单，还可以完成自动避让、路径优化等工作。京东负责人表示，无人仓是京东在智能化仓储方面的一次大胆创新，其自动化、智能化设备覆盖率达到100%，可以应对电商灵活多变的业务形态。这与京东“亚洲一号”能够长期、持续地消化巨量订单的风格形成了高效、有序的互补。

人工智能正在将人们以往想象中的事物变为现实。无论是感到兴奋还是感到恐惧，它都正在以超出人类想象的速度飞驰而来。