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2.虚拟全球将与现实全球相融合

伴随着互联网媒体的社会化进程,现实社会的信息几乎被完整复制到了虚拟世界。曾经泾渭分明的虚拟世界与现实世界,已经被各种各样的互联网平台打通。人们的社会生态圈与社交模式不仅发生了巨大变化,就连工业生产方式与商业模式也试图在实现线上与线下的无缝对接。由此可见,无论是互联网企业还是传统制造业,都已无法逆转虚拟世界与现实世界相互融合的必然趋势。

人们在游览植物园时,往往是通过简介牌与工作人员的解说来认识各种植物。这种传统的咨询方式已经变得落伍。在工业4.0时代的植物园中,每个植物上都会悬挂“植物二维码”。游客只需用移动智能终端扫描一下“植物二维码”,不必再亲自搜索网页,全球图书馆里的相关信息就会被自动传输到其智能手机中。这种高度信息化的知识传播方式,便是虚拟世界与现实世界的一种简单的无缝对接形式。

随着第四次工业革命的到来,人类将进入一个高度智能化的生活状态。所有领域都会被纳入工业互联网体系当中,虚拟世界不再是独立于现实世界的“黑客帝国”,而是与现实世界完全融为一体。毫不夸张地说,从线上到线下,世界的这一头到那一头,没有互联网经济与工业4.0覆盖不到的角落。

社会化的互联网媒体只是融合虚拟世界与现实世界的第一步。当以智能工厂与智能制造的工业4.0体系普及时,信息技术与工业生产将彻底融合,产生一个覆盖两个世界的智能商业模式。

最早提出“工业4.0”概念的专家,德国国家科学工程院的克里斯托夫·梅内尔院士认为,智能化工厂与物联网可以为人类打造一个智慧城市。每个人的家庭内部设施与城市的交通路线都能够实现智能化。与此同时,信息技术还将帮助智能工厂改变生产流程与能源利用方式,解决工业生产与环境保护的矛盾。

在梅内尔院士看来,由数字构成的虚拟世界与现实世界是相互联系的。尽管差异很多,但虚拟世界本身就是现实世界的投影。透过这些影子,大家可以看到两个世界实际上是相互依存的。

工业3.0时代的互联网技术,已经初步将两个世界连通,但这还远远不够。我们现在只能从虚拟世界中观察到现实世界的一部分。也就是说,两个相互联系的世界还没有真正融合到一起。当前的数字技术还远远不能完整地显现现实世界的全部内容。

而到了智能化技术更普及的工业4.0时代,大家能见证一个内容更加丰富的虚拟世界。经过智能化升级的虚拟世界,可以更为真实地反映现实世界的种种变化。例如,消费者通过智能网络做到实时体验智能工厂的设计、生产、包装、配送流程,整个产品的生命周期都将通过虚拟可视化技术与智能网络呈现在消费者眼前。

在2014年举办的上海国际工业博览会中,不少观众头一次见识了工业4.0的实物展示——智能流水生产线。在场的一位观众发出“我要一支红色圆珠笔”的信号。智能流水生产线上的其中一台蓝臂机器人,马上从一堆圆珠笔中准确地拿出一支红色圆珠笔,并将其放入一个银色托盘中。紧接着,一个自动导航的黄色小车立刻自动接过银色托盘,并将其运送到那位观众手中。

除了消费者选择下单外,其他环节没有人工操作,一切流程都由智能机器人自动完成。未来智能工厂里的智能流水生产线,大体就是按照这种方式来进行智能化生产的。

按照德国专家制订的工业4.0计划,未来的工业生产形式具有三个主要特点。

第一,以生产要素高度灵活配置为基础的大规模个性化生产,既能满足个性化定制需要又能保证大规模生产的高效率。
第二,客户与企业的合作伙伴广泛参与整个业务流程与价值创造过程,制造业不再像过去那样封闭。
第三,智能生产与高质量个性化服务的集成,让整个价值链融为一体。

德国的工业4.0标准化路线图是由电气电子和信息技术协会发布的。这个路线图的内容集中体现在《实施“工业4.0”战略建议书》里。《战略建议书》认为,制造领域中的CPS可以被定义为“工业4.0”。因为,这个系统把虚拟网络世界与实体物理世界融合在了一起,整个生产制造流程与物流配送过程都被囊括其中,由此实现智能化生产与基于信息技术的端对端集成。

对于制造业来说,虚拟世界与现实世界的融合意味着生产的“一体化”。

工业界专家描绘的景象十分动人。大数据等互联网技术将不同的生产设备交互连接为一个整体。在此基础上,工厂内部的所有生产线及其他设备也能连接为一个整体。甚至不同的工厂也都被这个智能网络整合为一个整体。这种工业设备生产数据高度交互的“一体化”生产模式,已经在德国变为活生生的现实。

世界老牌制造业名企卡尔·蔡司集团就曾经在欧洲机床展上推出了一套工业产生数据交互系统——PiWeb。

PiWeb系统能有效地实现工业大数据的交互与共享。跨国公司可以借助这套系统随时共享分布在不同地区的工厂的监测数据。生产经理不必等待各个分厂提交报告,坐在办公室里就能同步监测全世界每一个分厂的情况。据悉,奔驰公司与大众汽车这两家德国知名汽车制造商,已经开始用PiWeb系统来进行生产管理。

前文说过,人们只能从虚拟世界中观察到现实世界的一部分。在交互数据系统不完善的年代,跨国公司根本无法实现同步监测全球的每一个子公司或分厂。因为各个分厂的数据不能及时上传到云平台中,生产经理看到的数据只能反映分厂的部分情况,而不足以还原现实世界的全貌。也就是说,虚拟世界里的跨国公司形象与现实世界中的不尽相同。如此一来,人们就无法通过控制虚拟世界来掌控整个现实世界。

随着第四次工业革命的到来,企业可以轻松地借助智能化工具来掌控复杂多变的现实世界,虚拟世界就是联通全球各国、各地区、各企业、各生产车间,以及各消费者的高速通道。

融合两个世界的宏伟目标,离不开工业4.0的关键技术——信息通信技术(ICT)。

ICT不仅仅是电话与互联网,还包括了多种工业技术。例如,负责自动协调各个联网设备的M2M系统(机器到机器)、拥有智能分析功能的大数据技术、ERP系统(企业资源计划)、PLM系统(产品生命周期管理)、SCM系统(供应链管理)等领域,都是ICT系统的重要组成部分。工业3.0时代的自动化,仅仅是在生产工艺中使用到ICT。而在工业4.0时代,ICT将被运用到所有的领域。

ICT把智能软件、传感器与通信系统整合成物理网络系统。正是凭借这个无所不通的“神经网络”,虚拟世界与现实世界的界限才变得越来越模糊。

无论是互联网企业对传统行业的大规模兼并,还是制造业的数字化与虚拟化潮流,都在向人们宣告未来的世界将是虚拟与现实一体化的世界。任何不能正视这个发展趋势的国家,都有可能在第四次工业革命中被竞争对手远远甩在身后。为此,西方发达国家纷纷铆足了劲儿推动虚拟世界与现实世界的融合。

例如,美国的通用电气公司在2012年就提出了发展“工业互联网”(Industrial Internet)的计划。工业互联网把工业设备与IT技术融合在一起,完全符合两个世界一体化的内在要求。日本不少高科技公司也在开发M2M系统与大数据应用,试图赶上工业革命的浪潮。

总之,工业4.0是一次由信息技术与工业制造技术相互促进的科技革命。数字化技术将始终贯穿于整个产品生命周期。从研发设计到调整生产线再到物流服务,虚拟生产与现实生产被工业4.0连成一体。

可以预见,戴上智能3D眼镜就能直接参观的虚拟智能工厂,并用眼镜控制智能生产线的神奇景象,在不久的将来会变得越来越屡见不鲜。到那时虚拟世界与现实世界就真正地进入“大一统”时代。 Wjol4LZ+xvuxOFWBSHCsL9HzmYkVCnJqnUtMDWWzcAMj2Z50Zh8j+BA0TqBXW6Ck

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