工業(yè)4.0與知識型工作自動化的調(diào)研報告

工業(yè)4.0與知識型工作自動化的調(diào)研報告摘要：工業(yè)4.0，是從嵌入式系統(tǒng)向信息物理融合系統(tǒng)(CPS)發(fā)展的技術(shù)進(jìn)化。作為未來第四次工業(yè)革命的代表，工業(yè)4.0不斷向?qū)崿F(xiàn)物體、數(shù)據(jù)以及服務(wù)等無縫連接的互聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng))的方向發(fā)展。文中首先介紹了知識型工作自動化的概念，其次介紹了工業(yè)4.0的進(jìn)化過程，提出了CPS的概念及其功能，同時分析了工業(yè)4.0的缺陷及實施困境。關(guān)鍵詞:工業(yè)4.0;智能工業(yè);CPS;知識型工作自動化；（一）知識型工作自動化桂衛(wèi)華院士所做的關(guān)于流程工業(yè)自動化的報告引發(fā)了我對于知識型工作自動化方面的興趣，以下主要對知識型工作自動化進(jìn)行初步概括。世界著名的麥肯錫研究所發(fā)表了一項162頁的研究報告“Disruptivetechnologies:Advancesthatwilltransformlife,business,andtheglobaleconomy”，2013年5月27日《參考消息》報道了這一研究成果，發(fā)表了一篇名為“12種顛覆性技術(shù)驅(qū)動未來經(jīng)濟”的文章，這12種技術(shù)都具有廣泛的潛在影響并有可能造成重大經(jīng)濟影響。這12種技術(shù)是：移動互聯(lián)網(wǎng)、知識型工作的自動化、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、高級機器人、全自動和幾乎全自動的年輛、下―代基因組學(xué)、能源儲存、3D打印、高級材料、高級油氣勘探和采集技術(shù)、可再生能源。其中“知識型工作自動化”位列第二，到2025年其經(jīng)濟規(guī)模將達(dá)到5.2-6.7萬億美元。知識型工作自動化的核心技術(shù)是人工智能，1997年，IBM的“深藍(lán)”首次擊敗了等級分排名世界第一的國際象棋棋手卡斯帕羅夫，成為了知識型工作自動化的一個重要里程碑；美國科學(xué)家經(jīng)過長達(dá)18年的努力，構(gòu)建了一個無法被擊敗的西洋跳棋人工智能程序——切努克（Chinook）；2011年IBM的超級電腦“沃森”在智力競賽中，戰(zhàn)勝了美國智力競賽節(jié)目《危險邊緣》的兩位冠軍選手肯·詹寧斯和布拉德·魯特。這些都是在國際上具有很高影響力的知識型工作自動化的代表。在歐美也有若干實用的專家系統(tǒng)，實現(xiàn)了知識型工作的自動化。未來由于知識型工作自動化的產(chǎn)生，更多的自動化方向的人才將轉(zhuǎn)入技術(shù)服務(wù)方向。（二）工業(yè)4.0智能工業(yè)或者工業(yè)4.0，是從嵌人式系統(tǒng)向信息物理融合系統(tǒng)(CPS)發(fā)展的技術(shù)進(jìn)化。作為未來第四次工業(yè)革命的代表，工業(yè)4.0不斷向?qū)崿F(xiàn)物體、數(shù)據(jù)以及服務(wù)等無縫連接的互聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng))的方向發(fā)展。同時，分散型智能利用代表了生產(chǎn)制造過程的虛擬世界與現(xiàn)實世界之間的交互關(guān)系，在構(gòu)建智能物體網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。工業(yè)4.0體現(xiàn)了生產(chǎn)模式從集中型到分散型的范式轉(zhuǎn)變，正是因為有了讓傳統(tǒng)生產(chǎn)過程理論發(fā)生顛覆的技術(shù)進(jìn)步，這一切才成為可能。未來，工業(yè)生產(chǎn)機械不再只是“加工”產(chǎn)品，取而代之的是，產(chǎn)品通過通信向機械傳達(dá)如何采取正確操作。工業(yè)4.0通過將嵌人式系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)與智能生產(chǎn)過程相結(jié)合，將給工業(yè)領(lǐng)域、生產(chǎn)價值鏈、業(yè)務(wù)模式帶來根本性變革(如智能工廠)，從而開創(chuàng)一條通往新技術(shù)時代的道路。1工業(yè)4.0進(jìn)化過程（1）工業(yè)革命1.018世紀(jì)末期始于英國的第一次工業(yè)革命，19世紀(jì)中葉結(jié)束。這次工業(yè)革命的結(jié)果是機械生產(chǎn)代替了手工勞動，經(jīng)濟社會從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到了以工業(yè)及機械制造帶動經(jīng)濟發(fā)展的模式。（2）工業(yè)革命2.0第二次工業(yè)領(lǐng)域大變革發(fā)生在20世紀(jì)初期，批量工業(yè)生產(chǎn)開始的階段。通過零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配的成功分離，開創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的新模式。20世紀(jì)70年代以后，隨著電子工程和信息技術(shù)充實到工業(yè)過程之中，實現(xiàn)了生產(chǎn)的最優(yōu)化和自動化。（3）工業(yè)革命3.0第三次工業(yè)革命始于第二次工業(yè)革命過程中發(fā)生的生產(chǎn)過程高度自動化。自此，機械能夠逐步替代人類作業(yè)。（4）工業(yè)革命4.0未來10年，第四次工業(yè)革命將步人分散化生產(chǎn)的新時代。工業(yè)4.0通過決定生產(chǎn)制造過程等的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)實時管理。2CPS成本控制都有考慮，但數(shù)據(jù)采集方面有很大的短板。(6)信息化的關(guān)鍵要素是人，人的觀念要先轉(zhuǎn)變過來。大家說德國制造企業(yè)很先進(jìn)，但個人感覺除汽車工業(yè)生產(chǎn)很先進(jìn)以外，其他產(chǎn)品生產(chǎn)可能跟中國差不多，為什么中國企業(yè)做不好?是因為中國大部分的企業(yè)老板短視，不愿意為未來投資。中國推行企業(yè)信息化、智慧工廠，往往需要國家的政策、資源的支持才愿意行動。另外，“工業(yè)4.0"在企業(yè)推行下去會對員工自主、自律管理產(chǎn)生作用，關(guān)鍵是員工是否愿意配合，如何配合?總結(jié)：作為指引未來工業(yè)生產(chǎn)的一種全新概念，德國“工業(yè)4.0"的思路是:在工廠生產(chǎn)新的系統(tǒng)中，產(chǎn)品的組件直接與生產(chǎn)系統(tǒng)溝通，發(fā)出接下來所需生產(chǎn)過程的指令，這樣將改變整個制造過程，整個系統(tǒng)將更加智能，聯(lián)網(wǎng)更加緊密，