前三次工业革命

在工业生产的领域来讲，“互联网+”绝不亚于又一次新的工业革命。人们对于人类生产力发展史曾有过几次工业革命的划分，我们不妨先来教科书式地回顾一下前几次工业革命。

第一次工业革命，以机械化为特点。

时间是从18世纪开始，蒸汽机逐步取代人力工作。当时，机器采用集中动力驱动，动力从蒸汽机驱动的动力轴通过皮带传给机器。机械制造在这之前实际上已经开始有所分工，但直到采用了蒸汽机这种新的动力方式，机械制造业才开始逐步发展到今天的这种形态。例如，机床制造作为一个行业，最早是从英国开始的。

这一次工业革命有它的新能源背景，就是煤的大量使用。这次工业革命给人的感觉是，人类一下子变得空前强大和孔武有力，足以开天劈地、战胜乾坤，当然这种动力今天看来显得粗笨无比。随之，廉价工业品大量地涌现出来，日常生活用品越来越变成一次性消费式的产品，人们再也不必像宝贝似的家传三代了。

第二次工业革命，以流水线作业和电力应用为特点。

它始于1913年美国人福特采用流水线制造汽车，规格化生产零配件，使得生产成本大大下降。例如，一辆车的价格从US$850降到US$370。那些高大上的奢侈品走入了普通家庭，人人买得起车了，家家户户用上电灯电话了，真所谓“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”。

这一次工业革命同样有它的新能源背景，就是电力的普及和广泛应用。工厂中的机器和生产流水线开始逐步由电力驱动，更易控制。

第三次工业革命，以生产自动化、工业机器人为特点。

它始于1974年，当时，在德国的一个小地方(Neuhausenim　Enzkreis)的一个小企业(Klaschka　GmbH)里，研发出了由集成电路制成的PLC(可编程逻辑控制器)。通过控制逻辑，使用相对继电器组成的控制器可以更方便、更灵活地更换和修改生产模式，从而迈出了微处理器控制工业应用的第一步。

由于当时美苏正在打冷战，还没有人想到这个小玩意儿将来会对工业生产带来如此大的变化，以至于当时没人觉得这个小发明创造值得被称之为“革命”。此后，随着硬件水平、集成度的不断提高，并采用了C语言以及后来更高级的编程语言，不仅可以描述简单的与或逻辑关系，还可以描述各种复杂的控制策略，如PID(比例—积分—微分控制)、自适应、自学习等等，现在已被广泛使用，几乎无处不在。所以工业革命到了这个阶段，生产出的物件越来越精巧，品类越来越繁多，简直目不胜收。

这次工业革命的一个典型的例子是汽车工业。在二十世纪八十年代末，美国麻省理工学院发表了一项耗资US$500万完成的调研报告——“改变了世界的机器”。报告中说，日本汽车工业之所以能在20年里抢占三分之一的世界市场，除了“苗条”(零库存)工厂外，最重要的一点是因为广泛实现了装配自动化，机器人辅助的生产装配大幅度地提高了产品质量与生产效率。因此，今后美国和欧洲的汽车工业很难与之竞争。可以说，从精巧这个角度来说，日本人已经接近于做到极致了。当然，制造强国——德国的汽车工业在和日本人的竞争中挺住了，一个重要原因是德国的工业机器人中都装有PLC(可编程逻辑控制器)，其控制程序可以不断地根据需要灵活地予以更新和改进。

以英国为代表的第一次工业革命，由于以蒸汽动力代替人畜动力，开创机器时代，从而诞生了很多的公司、产生了世界贸易，让英国成为日不落帝国；第二次工业革命，由于电的广泛使用，产生了类似福特汽车这样的大规模化制造的工业巨头、石油巨头、钢铁巨头，让美国崛起，成为了世界霸主；在第三次工业革命中，则是日本、德国的崛起。

但就在日、德制造如日中天的时候，美国独辟蹊径。自1992年总统克林顿上台之后，美国开创了信息化革命，充分利用创新优势，例如，不跟日本人比传真机的质量好坏，而是利用互联网消灭传真机。这真是根本性的颠覆和质的飞跃。于是，新的工业革命时代到来了！

第四次工业革命

我们重点要说的是第四次工业革命。

在近200年以来，人类历次的工业革命经历了机械化、电气自动化、电脑和信息化的重大变革，目前，正向互联网智能化方向演进。每一次变革均重组了生产要素，推动了生产组织以及社会制度的创新。每一次技术革命，都是最先聚焦于通信、能源、交通这几个领域。

“互联网+”时代的工业革命，是一场基于互联网、新材料、新能源的产业革命，以制造业“数据化”为核心，正在使全球的生产要素以及市场配置方式发生革命性的变化。我们来看一看下面这个对比。

人类社会经济发展不同阶段特征对比：

这个表格有利于我们更进一步认识已经到来的以信息经济为特征的“互联网+”时代。当然，如上不同时代的特征对比，我们可以无限列举下去。

第四次工业革命的标志，或者说目前正在实现的目标，是工厂智能化(Smart　Factory)。其中心理念是，让网络技术进入制造业。它的背景是今后制造业将面临的一系列形势，例如紧缺的资源、能源转变、员工年龄结构改变、全球化等等。它的技术基础是，诸如网络和空间分布系统、顺畅的通讯、更高速度的宽带等等。特点是灵活易变、高资源效率、考虑人类工程学以及使企业与顾客、业务伙伴最紧密地结合。

第四次工业革命设想的变革大致在以下几个方面：

(1)生产工艺与信息技术融合

目前所说的数字化工厂，首先强调的是生产计划数字化和大量使用各种计算机辅助技术：CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CIM(计算机集成制造)、PPS(生产计划控制系统)、PDM(产品数据管理)、DMU(数字试验模型)、PLM(产品生命周期管理)，等等，较多地是基于一个相对固定、由上而下的生产集中控制系统。而新的革命强调的则是分散，降低集中控制度，增加生产设备的自主控制，把分散的自主的智能化的制造设备，通过网络的形式紧密地连接在一起，具有更开放、更积极通讯的系统结构，更具动态性和灵活性，从而能发掘出更多优化的可能，估计可以提高生产效率　30%。其中，CPS　将起一个核心的作用。

2006年，美国国家基金委员会首先提出信息物理融合系统(CPS，Cyber-Physical　System)的概念。美国总统科学技术顾问委员会(PCAST)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居于首位。

CPS的愿景是成为一切大规模工业系统的基础，例如在德国提出的“工业4.0”战略中，将CPS作为关键基础技术，旨在实现工业生产系统及过程的智能化。未来的电力、能源、交通、制造、物流等大型基础设施和重要行业均将成为CPS。

何积丰院士认为，CPS的意义在于将物理设备联网，特别是连接到互联网上，使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能。

在虚拟网络与实体系统之间建立一个联系，让各种不同的生产系统能够相对独立，但是又可以同时参与。这种资源、信息、物品和人相互关联的“虚拟网络—实体物理系统”，或者说网络实体融合控制系统，是一个由传感器、控制电脑、执行器以及网络组合的控制系统。

目前在某些领域，例如航空、汽车、化工生产、基础建设、能源、健康、制造、交通控制、娱乐和消费性电子产品等，已出现了类似于　CPS　的电子组合控制系统，但这些系统目前都是嵌入式系统，比较强调其运算控制能力，CPS　则更强调实体装置和电脑网络的连结。CPS　是借用技术手段实现人的控制在时间、空间等方面的延伸，本质就是人、机、物的融合。所以，也被称为人机物融合系统。

(2)产品个性化

生产高度灵活的工厂可以迎合顾客对产品个性化、多样化、不断改变的要求，可以通过现代化的手段，以大批量生产的成本，制造批产量的产品。从某种意义上说，回到了第一次工业革命之前。顾客与工厂频繁交流沟通，不仅在订合同前，而且在下订单后、设计、加工、装配、调试阶段。因此，顾客甚至可以在产品生产过程中改动他的订单细节。比如，力士乐泵厂虽说年产　100　万台以上，但十几个大类，每类有十几个规格，每个规格的变量功能有十几种，有不同的限压、恒功率值等等要设定。因此，最终产品好几万种，每批量并不很多。灵活多变的管理是极其重要的。

(3)生产人性化

通过工厂智能化，更多的员工可以有灵活的工作时间，因此工作更安心了。如果大量员工每天长途开车上班，到厂里再花很大力气节能减排，又有多大实际意义呢？但是利用网络，生产可以分散，从而可以分散能量供应。利用网络，员工可以就近，甚至在家里上班。

商业模式对制造业来说至关重要。那么，在工业4.0时代，未来制造业的商业模式是什么？就是以解决顾客问题为主。未来制造企业将不仅仅进行硬件的销售，而是通过提供售后服务和其他后续服务，来获取更多的附加价值，这就是软性制造。带有“信息”功能的系统成为硬件产品新的核心，意味着个性化需求、批量定制制造将成为潮流。制造业的企业家们要在制造过程中尽可能多地增加产品附加价值，拓展更多、更丰富的服务，提出更好、更完善的解决方案，满足消费者的个性化需求，走“软性制造+个性化定制”的道路。

为什么说“互联网+”是“革”工业化的“命”

上面对于第四次工业革命的解释还有诸多让人不太能吃透的地方，因为专业名词过多，离我们的现实有点远，而且太像教科书，让人一下子抓不住重点。那我们来看下面这一个观点。

有这样一个说法，信息化时代、“互联网+”时代，并不是所谓的新的工业革命，而其实是“革”工业化的“命”，甚至可以说，所谓以“生产自动化”为标志的第三次工业革命也不是工业革命，也同样是“革”工业化的“命”，为什么这样讲？

如果把上述四次工业革命的进程简单归纳就是：第一次，机械化，以蒸汽机取代人力；第二次，流水线生产；第三次，生产自动化；现在是第四次，互联网化。

工业化生产追求的中心目标是什么？是效率。而互联网化生产追求的目标是什么？是个性化。从这个意义上说，二者本来并不是要干同一件事。不但不是干同一件事，而且，“互联网+”是在“革”工业化的“命”。

工业化生产的目标或者结果是，人人都开上小汽车了，而不只是少数贵族有钱人才买得起，因为它能大规模批量生产和克隆，从而降低了成本，只要花区区几百Dollar(美元)人人都能四个轮子上路。这是好事，但是问题是，工业化生产可不管你高矮胖瘦，生产出来的小汽车都是四个轮子(当然，这是废话)和同样大小的车厢，你只能在现有的款式里挑选你喜欢的。为了经济，你必须牺牲一些个人的特殊需求和爱好而迁就产品。又好比，你在工业化时代里买了一件款式很另类的衣服，感觉很个性很high，结果大街上没走两步就发现有路人甲和你穿的一样，觉得自己的品味也不过如此，于是很low很挫折。这是工业化生产的弊端，从这一点来说，就不如低效、传统方式手工敲打的、生产出来颇具唯一性的产品更能满足个性化需求了。这是为了降低成本而付出的代价。

工业化生产要求社会化大生产，从而达到高效的生产，不可避免地改变了我们的社会生活。过去农业社会里那种以家庭为生产单位、自由散漫的社会体系也被改变了，改成什么样子？城市化，要求人们更加遵守公共规范，也就是所谓的“契约精神”。要求个个西装套裙，言谈举止很职业化，其实换句话说，要求人们像一个大机器上的螺丝钉一样，规范化、模式化，这样的人才能在企业里成为合格的员工。

划时代的著名影人卓别林所拍摄的著名影片《摩登时代》里，主角卓别林因为成天在美国工厂的流水化生产线上重复同一样动作——拧螺丝帽，最后几乎成了精神病。有很多社会学家乃至于包括马克思在内，之所以反对资本主义、工业化，本质上是反对社会化大生产之下个性的模式化、人性的异化。

如果我们把上述的“契约精神”说直白一些，比如，公德。人们经常说中国人的公德心差，要知道，千年的农业社会传统和农业生产形态下，中国人历来注重“德”行，一点不比西方人注重契约精神差。但中国人注重的是“私德”和个性，这是农业生产之下的社会人格特征。在德行方面，传统的中国人实际上是无可过多厚非的，只是侧重点与西方人所谓的契约精神不同，但在工业化大生产的社会中就显得跟不上时代了，往往被西方人嘲笑和鄙视。只知有家、重视亲朋而不知有社会，这是农业社会传统的遗留，这种人就不符合社会化大生产的需要，这个是题外话。

蒸汽机带来的机械化生产、电力带来的电气化流水线作业，可以看成是工业的两次革命，目的是提高生产效率、降低成本，甚至于号称第三次工业革命的自动化生产在很大程度上也达到了这个目的，同时也深刻改变了人们的生活和工作状态。

但是，互联网化生产的主要目的可不是提高生产效率！

在经历了机械化、流水线、自动化之后，社会生产效率得到了极大的提高，物质空前充裕了。不过，由于人对物质产品的需求不是无限制的，或者至少从固定的日常消费品来看，需求不是无限制的。道理很简单，你一天吃三餐饭，粮食生产的效率再高、饭再好吃，吃饱了、吃撑了就不需要了；衣服再好，也穿不了几层。人的诸多需求都是如此。所以，仅仅追求生产效率的提升、产品的极大充裕，这个路子几乎已经走到了头。

互联网时代的到来，尽管也能带来生产效率的巨大提升，但是，人们越来越感觉到互联网更大的作用不该只是提高效率，而是从另一个角度让人们获得更加满意的产品。那种“满意”不再仅仅是简单的数量增加和充实，而是质的提升和贴近、更符合个人的特定需求，即个性化，于是似乎一切又回归到了人性本身。

工业化、社会化大生产的目的，以生产大量相同的副本来取得规模化效益，也就是不断地克隆、再克隆。应该说，个性化的产品与社会化大生产是相违背的。因为，个性化产品都是不一样的，无法按照大生产、规模化方式进行生产，只能量身定制。所以，个性化定制在机械化和流水线生产中是做不到的。但是，在新的工业革命中可以做到了。

互联网的扁平化可以做到让生产者与消费者面对面，而不是中间隔了设计、生产、销售、管理等诸多的环节，可以让生产者精确知道每个消费者的特殊需求。那么，生产者在获知了消费者的个性需求后，又如何制造出产品呢？依靠自动化。

自动化技术与流水线作业只能生产完全相同产品不同，自动化具有智能性特征，能够利用程序控制从而生产出不同结果的产品。例如说吧，印刷厂在一段时间里只能印刷相同的页面，但你家的打印机可以连续打印不同的页面，这就是机械流水线与程序控制自动化的不同。

互联网的中枢神经系统，也就是云计算系统将成为互联网大脑来控制工业企业的生产设备。家庭的家用设备、办公室的办公设备通过智能化、无线传感等技术指挥机械设备，同时这些智能制造和智能设备也源源不断向互联网大脑反馈大数据数，供互联网中枢神经系统决策使用。

由此看来，智能自动化生产的重要性就在于，它解决了个性化生产的问题。

而在有了互联网之后，自动化就能够把个性化生产发挥到极致。例如，当打印概念从平面纸张的打印扩展到3D范畴，“3D打印技术”会改变人们生活中更多消费品的生产方式。比如你可以打印水杯，你想打成圆的就是圆的，扁的就是扁的，然后出门到邻居家一看，他家的杯子全是三角的。

因此，3D打印也不是工业革命，从某个意义来说，它是“革”了那种无限克隆、大批量复制的“工业化”的“命”。当然，互联网化的“互联网+”时代也离不开工业化这个基础，所谓仓廪实而求个性嘛。