迎接4.0第四次工業革命

4.0工業革命的提出

18世紀中葉以來，人類歷史上先后發生了三次工業革命，第一次工業革命（即所謂1.o）開創了“蒸汽時代”（1760年-1840年），標志著農耕文明向工業文明的過渡，世界經濟重點從東方轉向了西方（歐洲），是人類發展史上一個偉大轉折；第二次工業革命（2.o）進入了“電氣時代”（1840年-1950年），電力、鋼鐵、鐵路、化工、汽車等工業興起，石油成為新能源，美國替代英國成為世界經濟的領導者，這次革命促使交通迅速發達，世界各國交流更趨頻繁，國際經濟逐漸走向全球化；二次世界大戰之后開始的第三次工業革命（3.o），以電子工業為基礎開創了“信息時代”（1950年～），電子技術成為推動現代社會經濟前進的火車頭，隨著電子技術的廣泛發展，其應用向著軍事和國民經濟各部門全方位滲透，大大增強了國家的軍事實力，迅速提高了工農商各業的經濟效益，同時也明顯地改善了人民的生活質量。有些國家相繼提出了“國民經濟電子化”、“電子立國”等響亮口號。

信息化以“信息運動”改造或取代“物”、“能”運動以提高效率，減少損耗，實現腦力、體力的大量節約。全球信息和資源交流變得更為迅速，經濟超出國界，從“互通有無”轉向“相互依存”，經濟全球化成為當今世界經濟發展的最大特色，盡管美國仍然維持著世界頭號經濟強國的地位，但是世界經濟東移也已是不可逆轉的世界潮流，繼亞洲“四小龍”的先后崛起，金磚四國又奮然而起，特別是作為金磚四國之一的中國，是近30多年來經濟發展最快的發展中國家之一，取得了舉世矚目的偉大成就，綜合國力不斷增強，中國2011年的國內總產值已迅速上升到世界第二位，僅次于美國。第三次工業革命仍在全球擴散傳播，繼續向前。

國際經濟形勢依然錯綜復雜、充滿變數，世界經濟低速增長態勢仍在延續，成立于1993年擁有27個成員國的歐盟擁有世界第一的經濟總量，但面臨著主權債務和高失業危機，經濟成長幾乎陷于零增長或負增長，正在經歷“失去十年”的局面。作為歐盟最具實力的第一大經濟體一德國，其生產產品一貫具有高品質、高科技等特點，并擁有產品研發創新的優良傳統，因而經濟發展也好于其他各國。為加強德國作為技術經濟強國的核心競爭力，早在2006年，聯邦政府就通過了《高技術戰略2020》，重點文件便是《未來項目一一“工業4.0”》，近年不僅進行了專項投資，最近德國三大工業協會——德國信息技術、通信、新媒體協會，德國機械設備制造業聯合會以及德國電氣和電子工業聯合會決定，共同建立一個名為“第四次工業革命平臺”辦事處，旨在推動實施聯邦政府制定的高科技戰略未來項目。

“工業4.0”（4.0工業革命）是以智能制造為主導的第四次工業革命，它以制造業數字化、網絡化、智能化為核心技術，實現信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術的廣泛滲透，將帶動幾乎所有工業領域智能化、綠色化為特征的技術革命，這是新一輪的工業革命。

4.0工業革命將建立一個高度靈活的數字化、個性化產品與服務的生產模式，并將產生各種新的活動領域和合作形式，改變創造新價值的過程，重組產業鏈分工。德國企望成為現今工業生產技術的供應國和主導市場。中國制造至今仍以“勞動密集型”為主，作為新興工業國還處在2.0工業革命時代，勢必拉大與發達國家之間的差距，要實現中華民族偉大復興的中國夢，需要強大的科技創新力量作為提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐。我們要認清4.O工業革命的意義，“THINKGLOBAL， ACT LOCAL”，不能一步一步在后面緊追緊趕，而應該采取跳躍式的特殊戰略，使2.0到4.0的工業革命齊頭并進，奮起躍進，勝利地畢其功于一役，方能真正昂然挺立于世界之林。

4.0工業革命的啟迪

（1）制造業是根本

德意志銀行亞太投行部主席蔡洪平日前在《創客星球》第一季星球盛典上發表講話說：我“剛剛參加了漢堡峰會，參加了德國中小企業的大會，使我感觸非常深刻。”他們小公司正在4.0工業革命領域里不斷積極開發，“就是剛才我說的3D打印、智能化生產、復合材料、物聯網還有很多的醫療設備。”“我告訴大家，這一波4.O的工業革命，我整整花了兩年時間（調研），意大利的北部、奧地利、瑞士北部、法國東部，包括以色列，這一批組成了第四代工業革命的火車頭，但是大家注意，這一波工業革命不帶中國人玩！……我們還沉溺在網絡流通消費、零售方便，這個當然（好），這個不可否認，（將）改善人們生活，但是別忘了，在馬云公司上市的當天（筆者注：美國時間2014年9月19日上市時市值達到2314億美元，超過了騰訊、百度之和）我跟馬總也說，今天還是蘋果（注：2014年11月28日蘋果的市值達到6800億美元，超過了微軟、亞馬遜、Netflix和Twitter的總和，iPhone6和6Plus在世界大熱銷，甚至連最封閉的日本也于近日斷貨，以iPhone為代表的智能手機已成為半導體的最大應用產品），而不是網絡對不對，所以我們這個工業大國，后工業大國，屬于制造業大國（注：中國生產了世界上90%的PC和移動電話、80%的空調和70%的太陽能電池板等），人口這么多，市場也么大，我們這個國家的國情應該是（發展）制造業”。“永遠不要忘了制造業是我們的根本！”“什么叫4.O工業革命，就是很簡單的網絡，網絡+機器人+自動化，對不對？我們叫智能化生產……這個高潮一定到來，如果這一波我們再不趕上的話，我們就完蛋了！”“但是我認為這一切的一切，到今天，我們還有時間，我們還來得及，因為我們具備了這么龐大的網絡開發基礎，我們硬件3G 4G也到了，我們也有那么多聰明的創業者”！媒體發表他的講話時采用的標題是：《歐美開始4.0工業革命，中國還在為淘寶買賣廉價次品沾沾自喜》，他的講話太值得引起我們的注意和驚覺了！

（2）走智能化道路

2014年11月28日，由《英才》雜志、新浪網、北京青年報共同主辦的“2014（第十四屆）中國年度管理大會”上，工信部副部長揚學山發表了對“工業4.0，第四次工業革命，新一輪工業革命的大浪潮下，如何將傳統的工業與信息化結合”的看法，他認為：未來將全面走向智能化，包括產品智能化、制造智能化、服多智能化、管理智能化以及生活智能化。他舉出走向智能化的路徑是“從IT+IT走向IT×IT，第一個IT（InformationTechnology）指的是信息技術，第二個IT（IndustrialTechnology）指的是工業技術，原來兩個IT技術各自發展：信息技術從電報、電話、（電視）、計算機，到逐步發展互聯網、移動終端、（移動網）、物聯網、大數據、云計算等等；工業技術則從蒸汽機到電機（鋼鐵、汽車、電子），從能源、材料到裝備、工藝，一系列工業技術在兩百多年歷史中不斷成長完善。隨著企業應用信息技術、企業信息化的發展，這兩個技術開始疊加，并從疊加走向融合。”

智能化制造是自動化制造更高一級的技術形態，在生產方面是一種革命性的變革，工業生產走智能化的道路是在數字化工廠的基礎上，利用物聯網和設備監控技術以加強信息管理和服務，清楚地掌握產銷流程、提高生產過程的可控性，以及編制合理的生產計劃與生產進度，它在制造過程中進行的智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等，可以部分取代人的腦力勞動，結合智能、綠色等新興技術于一體，構建成一個高效節能的、綠色環保的、條件舒適的人性化工廠，這將是未來工業最主要的發展方向。

（3）數字化走向數據化

數字革命之后，緊接著就是數據革命！當《商業周刊》記者訪問美國田納西州，看見全球570家最關注大數據的廠商聚集一堂，臺上，從賣飛機的波音到賣洗發精的寶潔，輪番發表他們公司產品的最新進展。記者驚見，各行各業都已能預測到你下一份想找的工作、你下一個想買的商品。面對這一趨勢，人們的生活、工作與錢包，迎來的不只是改變，而是一場革命。

數字化是數字計算機的基礎，沒有數字化技術，就沒有當今的計算機，因為數字計算機的一切運算和功能都是用數字來完成的。1996年出版的麻省理工學院教授尼葛洛龐帝（Negroponte）撰寫的《數字化生存》（《Being Digital》）一書中說：數字化、網絡化、信息化使人的生存方式發生了巨大的變化，并由此帶來一種全新的生存方式。人類生存于一個虛擬的、數字化的活動空間，在這個空間里人們應用數字技術（信息技術）從事信息傳播、交流、學習、工作等活動。數字化技術并引發了一場范圍極為廣泛的產品革命，各種家用電器，信息處理設備無不走向數字化，相繼出現了數字電視、數字廣播、數字電影等等，至于現代通信網絡的數字化更自不待言。數字化引導人們走向信息時代！

隨看數字化技術的走向成熟，今后將轉向數據（data）化大發展。數據最簡單的就是數字，數據的最大特點則是可以文字、圖像、語音等來表示，可用于科學研究、設計、查證等等。特別近年出現的大數據（big data），更加引入關注，認為是未來世界發展的重大技術之一。大數據或稱巨量資料，指的是所涉及的資料量（data volume）規模巨大到無法通過目前主流軟件工具，在合理時間內達到擷取、管理、處理、并整理成為幫助政府管理、企業決策乃至個人生活服務更有效更有價值的信息。

最早提出“大數據”時代到來的是全球知名咨詢公司麥肯錫，2013年出版了英國維克托·邁爾·舍恩伯格（Viktor Mayer Schonberger）所著的《大數據時代》，作者被譽為大數據時代的預言人和“大數據商業應用第一人”。大數據指不再用隨機分析（抽樣調查）法，更不用說經驗、直覺，而是采用所有數據共同分析的方法，大數據的四大特點包括：①Volume（數據量大），②Variety（類型繁多），③Value（價值密度低），④Velocity（速度快時效高）。大數據作為云計算、物聯網之后IT行業又一大顛覆性的技術革命。越來越多的政府、企業等機構開始意識到大數據正在成為組織最重要的資產，大數據分析能力正在成為組織的核心競爭力，麥當勞、肯德基以及蘋果公司等旗艦專賣店的設定位置便都是建立在大數據分析基礎之上的精準選擇。IBM執行總裁羅睿蘭認為，“數據將成為一切行業中決定勝負的根本因素，最終數據將成為人類至關重要的自然資源。”

（4）互聯網向物聯網演變

1990年，美國國防部正式取消其專用的阿帕網，互聯網步入全面開放，從上世紀90年代往后，互聯網一直在高速發展。近年興起的物聯網（IoT-Internet ofThings），顧名思義，就是物物相連的互聯網，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網、它是在互聯網基礎上的延伸和擴展，其用戶端則延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行著信息交換和通信聯系，物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算，普遍應用于網絡的融合中，因此被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。

據市調公司Gartner不久前預測，2009年全球有25億臺聯網裝置，絕大部分為手機、PC和平板，而到2020年網裝置將超過300億臺，且種類將更加多樣化。物聯網將為所有企業及全球經濟創造出更大的經濟價值，市場潛力無限，物聯網所帶來的經濟附加總值將于2020年達1.9萬億美元，且橫跨多種產業，其中率先進入的行業為制造業（15%）、醫療護理（15%）與保險業（11%），最終將滲透到每一件市場銷售的產品，它們都具有智能性并聯系入網。物聯網也將大大改變人們的生活，譬如你開著車從儀表盤上便能了解到家里冰箱的溫度、房間的燈是否還亮著、熱水器里的水滿不滿等，每樣東西都將聯網，使你能獲得更多更多的有用信息。

（5）從切削加工轉為增材制造

增材制造（AM-Additive Manufacturing）技術誕生于20世紀80年代后期的美國，是基于材料堆積的一種新型技術，相對于傳統的切削加工（材料去除）技術，它源于模型快速制作的需求，故常被稱為“快速成型”技術。25年來增材制造技術（也常稱3D打印技術）發展堪稱日新月異，近年已從快速成型進展到了覆蓋產品設計、研發和制造的全部環節，目前AM已成功應用于空間站、微型衛星、F-18戰斗機、波音787飛機以及各種各樣的生活用品甚至個性化的牙齒矯正器與助聽器等等，AM可以節省人力、節約材料，并正催生“個人制造”（PM-PersonalManufacturing），提供一種嶄新的創業模式，在制造領域掀起一場革命，引起世界矚目。

據Wohlers Report報告，世界增材制造技術市場（3D打印行業）已從1994年的2億美元，增加到2000年的5億美元，并可望從2015年的16億美元，提升至2018年的134億美元。市調公司Gartner發布的最新預測指出，2015年全球3D打印機出貨量將達21.7萬臺，比2014年翻了一番，最近幾年將繼續成倍增長，預期到2018年可望超過230萬臺，擠制成型材料支出則將從2015年的7.9億美元增加到2018年的69億美元。3D印刷技術單次可生產大約1000件個性化產品，故而3D打印技術具有無可估量的巨大潛力。美國3D打印機業由奧巴馬總統在國會上呼吁要注意發展而風頭正盛，中國影響所及也有了興起的苗頭，但尚未形成產業生物鏈。

C4工業革命引領電子工業前進

據市調公司IC Insights最近報告，世界電子設備業近年平穩增長，2013年增長4%，2014年成長5%，達1.49萬億美元，同期半導體分別增長4%和7%，達3485億美元。Gartner公司日前又對半導體預測作了上調，2014年世界半導體市場比上年成長7.2%（第3季曾預測增長6.7%），達3380億美元，并預計2015年將繼增5.8%。WSTS的最新預測則稱，2015年世界半導體市場將繼上年成長9%以后速度放緩至3.3%，達3445億美元，并預期2016年續增3.1%，達3553億美元，較為悲觀一些。

外媒最近期待2015年的CES（消費電子大展）上會展出Android TV、更多更便宜的4K電視、LG曲面手機、3D打印技術以及大量的可穿戴設備。又據IDC市調公司預測，2015年世界IT和通信消費市場將增長3.8%，達3.8萬億美元，且大多由新興技術包括移動互聯網、云計算、大數據及物聯網等所驅動。其中無線數據通信增長13%，達5360億美元；智能手機和平板的火爆銷售均將降溫、但市場仍將達到4840億美元；可穿戴設備還不會有大起色，預計銷量在4000～5000萬件；微軟公司日前提出了“移動為先，云為先”的戰略口號，2015年云計算消費將達1180億美元，2018年可望達到2000億美元；大數據包括軟件、硬件和服務的消費將達1250億美元；物聯網因涵蓋范疇實在太大，預期將成長14%，達到嚇人的1.7萬億美元，預期2020年更將達到3萬億美元，其中智能嵌入式設備將占到三分之一。

“智能化”近年正逐步滲入各工業生產領域，不同生產行業的“智能化”都離不開計算機或嵌入系統提供的運算處理以及自動控制、網絡通信等等功能，因此，在各行業向智能化轉型的浪潮中，肯定將促進電子產業的“再發展”。

根據市調公司McKinsey Global lnstitute的統計，全球工業物聯網預計可望在2025年創造出3～6萬億美元的龐大市場。這將為半導體廠商帶來大好機會，因為智能化、通信、傳感、自控作業以及環保等都是物聯網的關鍵特性，而這些特性最終將轉化成對微處理器、無線組件、傳感器、電源管理等嵌入技術的巨大需求。又據市調公司Gartner最新報告稱，與物聯網有關的處理、傳感及通信用半導體勢將成為半導體市場中增長最快的產品之一，預測2015年將激增36.2%，遠高于整個半導體市場的5.8%。物聯網半導體中以處理用半導體為首，2015年營收可達近76億美元，傳感器增長最快，高達47%。物聯網物件數可達幾十億，將有力地牽引軟件、服務以及半導體的需求，物聯網用半導體的發展目前將主要由消費（智能電視、機頂合）、工業、汽車、醫療等各業產品作為互聯網物件加以驅動，其未來發展可參閱圖l。