在過去的一年里，世界依然保持飛速發(fā)展。人們盡享網(wǎng)絡(luò)時代帶來的便利，基于互聯(lián)網(wǎng)，每件新鮮事，從流行的口頭禪到新誕生的時代領(lǐng)袖都成為朋友圈里人們津津樂道的話題。然而在日新月異的發(fā)展中，信息時代所孕育的科技爆炸，已悄然推動人類邁入一個嶄新時代的大門。

　　德國已經(jīng)開始升級工業(yè)革命4.0

　　工業(yè)革命4.0(Industry 4.0)首次提出是在2011年的漢諾威工博會上。工業(yè)革命4.0，簡單說即是利用網(wǎng)絡(luò)和云科技，將更為龐大的機器群連接起來，讓機器之間自相控制，自行優(yōu)化，智能生產(chǎn)，大大減少從事重復(fù)勞動和經(jīng)驗工作的人力數(shù)量，使生產(chǎn)質(zhì)量和效率提升到一個新階段。具體的實現(xiàn)方法是基于信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)(CPPS)和它的五級結(jié)構(gòu)(5C)，即連接(Connection)，轉(zhuǎn)換(Conversion)，中樞處理(Cyber)，認知(Cognition)和構(gòu)建(Configuration)。

　　連接(Connection)是實現(xiàn)整個生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化的第一步。通過把數(shù)量龐大的機器和嵌入式系統(tǒng)進行全面無縫連接，達到機器向控制中心反饋，或者機器對機器(M2M)交換數(shù)據(jù)的目的。而要為基數(shù)龐大且不斷增加的機器群建立物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，則需要網(wǎng)絡(luò)科技和設(shè)備制造工業(yè)的協(xié)同變革。就網(wǎng)絡(luò)而言，原始采用的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IPv4)數(shù)量遠遠不能滿足，需要過渡為地址資源更加豐富的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IPv6)。硅谷早在2009年就已經(jīng)提倡世界范圍的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議升級，目前這一計劃在諸多國家進展順利，為工革4.0打下了堅實基礎(chǔ)。

　　另一方面，制造業(yè)需要進行機器革命，為機器和設(shè)備植入合適的傳感元件來幫助完成機器之間的生存感知和信息傳遞。蘋果為了給其移動設(shè)備添加支付功能Applepay，在iPhone和iWatch內(nèi)植入的近場通信技術(shù)(NFC)感應(yīng)卡就是一種低成本、且完全滿足其功能特點的傳感元件。相應(yīng)地，實現(xiàn)M2M需要為每臺機器甚至機器的每個關(guān)鍵部件都植入既滿足鏈接功能，又兼顧安裝及運行成本的可讀或讀寫功能傳感器。要帶動這一大規(guī)模的機器革命，尤其需要機械與自控界旗艦企業(yè)(如西門子、通用電氣)的大力支持和倡導(dǎo)。

　　實現(xiàn)了IoT意味著高度自動化的到來，機器(已可稱為機器人)之間可以直接傳達命令甚至多級別命令來達到自相控制。這樣一來，曾經(jīng)的中間媒介——人，就可以脫離接受一臺機器信息，分析決策然后為下一臺機器進行相關(guān)操作的勞動環(huán)節(jié)，而將更多以遠程化、分散化監(jiān)控的形式存在。人在接受和分析信息的過程中容易出現(xiàn)偏差和錯誤，建立機器之間的直接傳遞還可以避開這一環(huán)節(jié)。當(dāng)然機器間傳遞必須準(zhǔn)確，不僅僅是簡單的數(shù)據(jù)交換，還要有通過數(shù)信轉(zhuǎn)換(Conversion)將數(shù)字轉(zhuǎn)為有意義的信息，使得控制、設(shè)備與智能生產(chǎn)應(yīng)用之間相互理解。既然如此，選擇和使用通用的信息交流標(biāo)準(zhǔn)也就成為這一結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵?，F(xiàn)行技術(shù)中，08年開放的MTconnect已經(jīng)作為信息交流標(biāo)準(zhǔn)被制造業(yè)廣泛應(yīng)用了，也就是說這一過程已經(jīng)有了實現(xiàn)方法。

　　除去一般操作的全面自動化，工革4.0的另一大特點是設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)將以經(jīng)驗的形式存儲于中樞系統(tǒng)(Cyber)中，而云端則擁有更多同類設(shè)備的歷史記錄。通過大數(shù)據(jù)分析，中樞系統(tǒng)可以建立設(shè)備裝置的經(jīng)驗運行模型，從而完成過程模擬、以及更為高級的設(shè)備行為預(yù)測。不僅僅是問題的實時通報，計算機可以做到根據(jù)細微變化而自行完成健康監(jiān)測，包括諸如老化、零件磨蝕等維護和經(jīng)驗問題的預(yù)判。

　　同時，中樞系統(tǒng)還將不斷向人類或自身進行經(jīng)驗學(xué)習(xí)，自我豐富知識。CPPS會通過認知(Cognition)過程對獲得的數(shù)據(jù)信息和模擬決策結(jié)果進行評估，然后以合適的方式呈現(xiàn)給具有專業(yè)經(jīng)驗的人或設(shè)計者，經(jīng)由人判斷后做出選擇支持計算機的結(jié)論或為它更新問題分析標(biāo)準(zhǔn)。人機交互結(jié)果反饋回到中樞系統(tǒng)，再由中樞積累這些反饋的信息，進行自我構(gòu)建(Configuration)，自我完善后的系統(tǒng)會越來越精準(zhǔn)地完成將來的工作。