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工业4.0让智慧城市成为智能社会的载体

发布时间:2021-07-18 08:56:51 浏览数:


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摘 要:未来是智能社会的时代。从生产力角度来看,社会经历了几个阶段,最初是狩猎采集阶段,之后出现了农具,诞生了农业社会;后来,由于蒸汽机的出现而发生了第一次工业革命,产生了工业社会;到了上世纪60、70年代,电子信息技术的快速发展实现了信息革命,称之为信息社会。未来在新一轮工业革命的带动下,各行各业都将利用新一代信息技术(云计算、物联网、大数据、人工智能等)实现一个智能时代下的智能社会,即社会5.0。事实上,工业4.0之后的社会5.0将比现在更便捷、更丰富、更文明,也更安全。

关键词:智慧城市;智能社会;工业4.0

工业4.0的出台是因为当前制造业面临很大的压力。主要包括成本(人力成本上涨,人口红利逐步消失,原材料及土地成本都在上涨);资源与环境的制约;来自市场的压力(互联网时代,80后90后都需要个性化定制化的产品,制造业企业需要改进技术和模式,通过快速响应才能符合市场的需求,才能具备可持续发展的竞争力)。因此,很多发达国家在最近几年都出台了国家级制造业创新战略。2012年美国出台AMP(先进制造业国家战略),美国GE公司也推出了“工业互联网”,2013年德国出台了“工业4.0”,英国发布了未来制造业预测(面向2050年)……2015年,我国也发布了被社会称为中国版工业4.0的“中国制造2025”。也就是说,新一轮工业革命正在到来。

第一次工业革命的标志是机械化,第二次工业革命的标志是电气化,第三次工业革命的标志是自动化,第四次工业革命则是智能化。而智能化的核心是信息物理系统。正因为有了信息物理系统,才能实现工厂的智能化,才能进行智能制造。

以前工厂里也有信息系统ERP、CRM、CAD,有硬件物理系统、生产线、生产设备。但是以前的信息系统和物理系统不兼容,生产线或生产设备产生的一些数据还需要人为手动录入到信息系统中。而现在有了新一代信息技术如物联网、电子标签、RMID、嵌入式传感器等,使得信息与物理间的界限变得越来越小,甚至可以直接融合,这样就能够提升工厂的效率。可将之前信息系统对物理系统的单向控制变为双向互动。在流水线或者生产设备上,通过广泛部署物联网传感器,可以实时采集生产数据,并通过无线网络直接将数据传输出去,信息系统感知数据进行挖掘分析,再反过来指导工厂下一步生产,这样工厂的信息与物理就得到了充分融合,实现了无人化。从而提升了效率,缩短了工期,降低了成本,减少使用的能源,同时还可定制,提升了灵活性。

实际上,工业4.0不仅仅是工业,而与智慧城市有一定的关联。德国工业4.0战略描述信息物理系统时,寄希望于基于信息物理系统以实现智能工厂、智能电网、智能建筑、智能家庭。即不仅是工业领域的智能制造,还包括智能家庭、智能电网、智能建筑。建筑领域也要深度应用信息物理融合,软件信息化加上硬件的自动化融合形成了智能建筑;医疗领域也是如此,医疗信息化、外科手术机器人、医疗的自动化融合之后形成智能医疗;电网如此,农业更是如此。德国工业4.0不仅仅是工厂的智能制造,还实现了智能电网、智能家庭、智能建筑,就像我们所说,要形成完整的智慧城市,而这就是工业4.0的延伸。人类互联网示意图如图1所示。

未来工作也是如此,现在很多人在研究工业4.0之后开始研究工作4.0,未来的智慧城市是智能的,智能医疗、智能交通、智能家居。工作也是如此,第一次工业革命要亲自用手抡着锤子,第二次工业革命的工作方式以操作机器为主,第三次是信息化自动化,通过操作电脑来完成工作。而随着未来第四次工业革命时代的到来,工作方式也将发生很大改变,或许可以一边度假一边工作。

未来也不仅仅是智慧城市的概念,智慧城市是载体,未来是智能社会的时代。从生产力的角度来看,社会经历了几个阶段,最开始是狩猎采集阶段,后来出现了农具,诞生了农业社会;随着蒸汽机的出现而发生了第一次工业革命,产生了工业社会;到上世纪60、70年代,电子信息技术快速发展实现了信息革命,我们称之为信息社会。未来在新一轮工业革命的带动下,各行各业都将利用新一代信息技术(云计算、物联网、大数据、人工智能等)实现一个智能时代下的智能社会——社会5.0。社会发展各阶段时间图如图2所示。

工业4.0之后的社会5.0,将会更便捷、更丰富、更文明,也会更安全。

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