大数据漫谈（七） -- 数据与工业4.0

工业4.0 （第四次工业革命）是德国政府提出的一个高科技战略计划。该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。 — 百度百科

大数据的相关概念我已经谈的差不多了，接下里把大数据与具体场景结合起来，看看大数据在具体场景里面能干什么。今天先选了一个场景，就是最近一直在提的工业4.0（中国也叫中国制造2025）。工业4.0又是一个非常大的话题，如果想要把工业4.0描述清楚，估计又需要一个大的序列的文章了，今天，我还是从工业4.0的概念与大数据的角度来看看工业4.0以及未来的发展。

在中国，工业4.0不仅仅叫中国制造2025，他还有一个名词，也叫“互联网+制造”，讲的也是工业4.0，希望它能推动中国制造业的转型。中国制造业，面临一个困顿状态，高端的制造业，都在往发达国家回归；低端制造业，随着中国劳动力成本的上升，也都在往东南亚转移。我们再看未来的制造业，一定是全自动，个性化的高度智能化生产。有些人还在纠结，如果我们转型了，大量的劳动力怎么办，其实忘记了另外一个问题，如果我们不转型，制造业就不关我们什么事情了。

互联网+个性化需求触发触发了工业4.0的变革，在传统工业时代，信息是不对称的，工厂只能按照预估模型来采购，生产，销售。互联网+电子商务首先改变了销售，不管是B2C，C2C，还是F2C，传统的渠道式销售以及物流配送，发生了天翻地覆的变化。传统渠道被压缩，甚至未来会消失，物流配送则走向集中化与智能化。这个过程已经发生或者正在发生，以前不太相信的人或者企业，已经积极的拥抱变化。

接下来，随着人与人，人与厂商，人与物，物与物可以低成本的实现连接，从而让每个人的个性需求被放大，人们越来越喜欢个性化的东西。这会倒逼传统企业去做改变，从销售变革到生产变革的改变；从传统大规划生产模式，到小批量的快速生产模式的改变；从规划性生产到定制化生产的改变。

个性化生产是工业4.0的目标，智能化生产是工业4.0的核心。而个性化与智能化的基础是互联网与云计算，核心是大数据与算法（或基于算法的软件产品）。

中国从来没有落后，从互联网，从云计算与大数据来看，中国也一直走在世界的前列。工业4.0，中国虽然要学的东西很多，但是，我相信，中国也一定不会拉下。

我们在看工业4.0之前，看看之前的几次工业革命与工业转型：
工业1.0
机械化，以蒸汽机为标志，用蒸汽动力驱动机器取代人力，从此手工业从农业分离出来，正式进化为工业。
工业2.0
电气化，以电力的广泛应用为标志，用电力驱动机器取代蒸汽动力，从此零部件生产与产品装配实现分工，工业进入大规模生产时代。
工业3.0
自动化，以PLC（可编程逻辑控制器）和PC的应用为标志，从此机器不但接管了人的大部分体力劳动，同时也接管了一部分脑力劳动，工业生产能力也自此超越了人类的消费能力，人类进入了产能过剩时代。

那目前是一个什么阶段呢，从国内的状况来看，差一点的企业可能还在工业2.0阶段，好一点的企业已经达到从3.0朝4.0过渡的一个阶段，半自动化/全自动化与部分的信息化成为这些高端制造型企业的普遍现象。更好的企业已经能做到自身生产加工的全自动化，以及部分的信息化。而接下来的过程中，将会以这些高端制造业作为主导，引来全信息化时代，以及智能化生产、智能化产品、智能化服务的迭代滚动升级，推动工业4.0的持续发展，提升制造业的整体效率，进而提升整个社会的效率。

所以说，要实现最终的工业4.0，我们还有如下几个步骤必须要完成：

1、工业3.0的最终结局与工业4.0的开始，标志就是”智能化“

目前的阶段，虽然在想着工业4.0，但是，很多企业连3.0的改造都没有完成，何来工业4.0，所以，在这个过程中，企业必须完成工业3.0，也就是企业内部的全信息化与全自动化过程。这个过程会花费好些年的时间，主要是企业内部的信息化升级改造，比如云计算与大数据的引入，比如智能化生产机器人的大规模应用等等。

等这些基础设施完成，我们在通过如下三个方面的改造，达成工业4.0的初级阶段 — 智能化

1）智能生产：

传统的工业生产，必须经过工厂建设，购买机械设备；确定生产、销售计划；原材料采购；生产+销售+物流这个几个环节，他们是传统工业的流水线，依赖于两大软件系统在管理，与生产线连接的MES系统，与业务部门连接的ERP系统。传统的工业生产与用户需求是脱节的，是企业根据自己对市场的了解与判断，人为的制定生产计划，并且生产销售。这种模式下，不仅仅可能面临对市场判断的错误，还有可能会积压大量的原材料与最终产品。

要解决智能化生产，需要先解决”智能工厂“，比如大规模智能化生产机器人的应用，以及指挥这些机器人的智能调度指挥系统；然后要解决”智能生产“，在智能工厂之上，涉及整个企业的生产链路，打通传统的ERP与MES系统，从智能采购，智能加工，智能物流等方面打通生产销售全流程。

所以说，工业4.0的第一步是整个生产全流程的变化与整合的过程。

在智能生产的阶段，所有的生产设备都是联网的（可能是连接到中心云端，也可能是互联互通），通过统一的调度指挥系统，人机交互实现智能生产。比如随时改变需求，比如上一刻生产的饮料是加糖的，下一刻的饮料就是无糖的；比如通过用户终端产品收集用户需求，智能采购系统实现自动化下单采购，智能生产根据用户需求个性化生产，智能物流系统自动配送到用户手中。

整个过程是全自动的，智能化的，能满足个性化需求的。更重要的是，对比传统的生产周期，这个周期会更短。

整个过程，需要一个智能的调度指挥中心，负责整合以前的ERP系统，MES系统，以及采购，物流配送系统，这个智能的调度指挥中心我们可以称他为”工业云脑“，他对外连接用户与需求，对内指挥生产加工。工业云脑可能运行在一个云端的中心，也可能是去中心化的运行在一个分布式系统中，它的核心就是智能化的对各种信息（数据）进行加工处理，及时的，自动的，智能的完成生产加工。而且因为所有的需求，都是从用户的角度提出来之后才生产，也可以极大程度的避免库存压力。

通过云脑，整个生产过程是自动的，智能的，也是反馈闭环的，任何一个环节出现问题，都会产生相应的数据，而这些数据的实时处理，就会马上调整生产的节奏与速度。比如某一个生产线上生产机器人的故障，云脑可以一方面提出报修计划，一方面启用备件，或者是调整生产线而不需要人为控制。

这个过程目前最困难的事情是通讯标准，通俗的讲，不同的机器人，不同的系统，目前讲的是不同的语言，你讲的英语，他讲的是中文，另外一家讲的是俄语。首先要让他们能互相“听懂”对方的话，才能实现智能生产。

2）智能产品

生产的过程智能化了，那么作为智能生产出来的最终用户产品，也同样是智能化的。这个不难理解，因为目前已经存在大量的智能化产品，我们看到智能手环、智能自行车、智能跑鞋、智能家居等等。就样的产品不仅仅是满足用户需求，也是一个数据采集终端，不断的采集用户的数据并上传到云端去，同时满足用户数据化方面的需求。

德美工业4.0和工业互联网的核心分歧之一，就是先干智能工厂，还是先搞智能产品。德国希望前者，美国希望后者。

智能产品会产生大量的数据，如果企业需要接收这些数据，又同时需要更多的云计算资源与大数据处理能力，把这些产品产生的数据变成价值，比如智能手环产生的数据，首先可以给用户查看，分析，甚至得到用户的健康报表，满足最终用户本身的需求；其次可以用于改进自身的产品，动态的、快速的提升产品的质量；最后，这些数据可以用于其它领域，如医疗，保险。

我们假想一下，电饭煲会记录用户的使用习惯、或者部件的使用情况，会直接告诉生产线该如何优化产品（不需要人工介入），这种大数据的反馈闭环一端产生，就会发生天翻地覆的变化。

再如我之前的文章中谈到的汽车与自动驾驶，因为汽车，以及汽车上的部件甚至都是联网的，他们产生的数据，可以让汽车厂商动态的观察汽车的状况，通过大数据的分析，也就可以及时的发现那些部件有问题，并及时的调整，马上应用到生产线上改进或者召回维修；同时，这些汽车产生的数据，也可以辅助汽车的自动驾驶，让汽车的自动驾驶变得更加方便、可靠。

互联网企业的大数据闭环，将在生产企业上，体现的淋漓尽致。

3）智能服务

实现智能生产与智能产品之后，所有的一切都将发生变化，包括服务也将不可避免的走向智能化。这个时候，生产企业不将是生产企业，他们会变成服务企业。

我们能理解卖打印机的，主要靠墨盒赚钱；淘宝不是靠收租金，收交易费盈利，他收的是广告费用，变成了最大的广告商；乐视电视最终靠的不是买产品赚钱，用户最终可能是对其广告，或者是内容买单。这样的形式会也会发展到工业制造上面，有的生产厂商会变成服务型厂商。

我们还说汽车，未来的汽车不是自动驾驶就结束了，未来的汽车会跟地铁一样，变成一种服务，你只需要告诉汽车厂商，我何时，要从哪里去哪里，系统就会安排一辆离你最近的汽车来服务你，整个系统都是自动化，服务化的，整个社会的效率会最大化。

智能生产、智能产品、智能服务形成工业4.0的三个基本要素，智能生产满足个性化需求，提升生产效率；智能产品不断采集用户的数据，为最终用户、智能化生产提供更多的参考数据，形成工业时代的反馈闭环；智能服务是整个工业制造的转型，产品不一定是最值钱的，产品的价值会通过服务来体现。

智能生产、智能产品、智能服务三位一体，持续滚动升级，工业3.0的末期其实就是工业4.0的初期。

2、工业4.0进一步发展，产业链的升级，标志就是”云端工厂“

智能生产、智能产品、智能服务三位一体，持续滚动升级，从单个工厂的效率提升，再到整个产业链的效率提升，最后到整个社会的效率提升，这是一个漫长的过程。

工业4.0的第二个阶段，一定是规模化效应的再次提升，那就是云工厂的崛起，整个工业产业链的升级。

在智能生产阶段，设备也会不断的进化，以前的设备只能生产固定的部件与固定的产品，未来的智能机器人，3D打印机可以生产各种不同规格，各个不同需求的产品，从标准、固化的产品到灵活，定制的产品。

这个时候，一定会出现大规划化的云工厂。

正如云计算的崛起一样，在6年前，还很少人相信云计算，不仅仅是民众不懂，BAT里面也就只有阿里巴巴相信并坚持下来，2010年中国（深圳）IT领袖峰会上，李彦宏认为云计算老瓶装新酒，没有未来；马化腾认为云计算可能是未来100年，1000年的事情，现状的结局，大家都知道了。

我们回想云计算的路径，理论上有两种路径，一是每家公司都具备云计算的能力，最后大家互联互通，组成全球的云计算网络；还有一种就是几家巨头来完成云计算的基础设施的建设，他们通过标准建立，规模化效应，集中管理来搭建基础的云计算设施，类似水电煤的基础设施，其它公司只需要用即可。第一种路径明显走不通，相当于每个企业都去搭建他自己的私有云，他们完成的只是设备的虚拟化管理以及并行计算，从单个企业来说，完成了IT架构的升级，是提升了效率。但是，从整个IT产品链来说，他的整体社会效率太低，成本太高。

工业时代的云计算会出现，那就是大规模化的，可定制化、个性化生产的云工厂。而他的起头人，一定是巨型公司牵头，完成整体的规范、标准，基础设施的建设，集中的控制管理。中小型的公司，将不需要任何工厂，通过云端工厂，中小型公司也可以完成产品的设计，生产，直接为消费者服务。

其实，现在也有很多这样的雏形模式在运作，好比个性化的zippo打火机定制作坊，他们并不生产打火机，他们从zippo哪里进货，然后，按照自己的设计，给打火机进行外部装修设计，比如 “zippo正版原装正品纯铜五面雕刻《冰与火之歌》”系列。用户需要的是一个个性化的打火机，工厂负责生产，个性化厂商负责设计，再加工而已。

未来的这种模式还会继续往下沉，更多的任务会在云工厂实现，面向用户的生产型企业其实并不负责生产，他们负责收集需求，整理需求，提交个性化的生产需求到云端工厂，并从云端接收生产好的产品，利用统一的智能配送服务体系进行配送，就完成了整个个性化的生产加工流程。

社会分工也会更明确化，云端工厂负责的是生产加工，面向用户的企业负责的满足用户个性化，定制化的需求。

智能生产、智能产品、智能服务三位一体，它会继续滚动，继续推动工业4.0的变革。

3、工业4.0中后期，跨界打击，工业时代的降维攻击

当工业4.0发展到中后期，随着整个产业链的升级改造，整个工业产业也就是互联互通的软件企业，数据企业。智能产品能持续产生数据，收集数据，企业掌握的数据也会越来越多，生产型企业将不再仅仅是生产型企业。

互联网企业刚出现时，没人想到他会冲击传统媒体，传统商店，传统银行业，互联网时代的跨界打击已经持续上演，目前的情况大家也很清楚，阿里巴巴改变了传统的商业模式，支付宝在冲击传统的金融行业。

在工业4.0时代，这样的跨界冲击会越来越多，生产智能穿戴设备的厂商，或者是生产手表的厂商，因为他们收集了人体的各种健康数据，他们可能会进军医疗健康行业，或者是保险行业。我们可以试着想一下，未来的保险是不是可以在几秒内就下单并成交，而且费用远远低于目前的保险费用，没有不可能，是一定会发生。

4、工业4.0的最终阶段，matrix，工业4.0的产业终局 — 软件定义世界

智能生产、智能产品、智能服务三位一体，它会继续滚动，就是自动化和信息化不断融合的过程，也是用软件重新定义世界的过程。

在未来的工业4.0时代，软件重要还是硬件重要，这个答案非常简单：软件决定一切，软件定义机器。所有的工厂都是软件企业，都是数据企业，所有工业软件在工业4.0时代，是至关重要的，所以说软件定义一切。

工业时代4.0这条路刚刚开始，但给了我们大概的方向，未来企业会变成数据的企业、创新的企业、集成的企业、不断快速变化的企业。对于整个制造业来说，这是一个巨大的颠覆，称之为工业革命，是毫不为过的。

在未来，多元宇宙将在虚拟世界成为现实，一个现实的世界将对应无数个虚拟世界。改变现实世界，虚拟世界会改变；改变虚拟世界，现实世界也会改变。一切都在基于数据被精确的控制当中，人类的大部分体力劳动和脑力劳动都将被机器和人工智能所取代，所有当下的经济学原理都将不再适用。

总结：

我这里讲的工业4.0，是指完整的第4次工业革命，对比德国最早提出的工业4.0的概念是有一定差距的，不管是德国路径，还是美国路径，还是中国路径，只是入口不一致，最终结局是一致的。

第四次工业革命延续时间大概为30到40年，所以说工业4.0才刚刚开始。通过智能生产、智能产品、智能服务三位一体的持续滚动，持续的对现有工业进行颠覆、再造和融合的过程。

工业4.0启动的过程中，最先启动的就是标准之争。

不管是德国的工业4.0，美国的工业互联网，以及中国的两化融合中国制造2025，大家在争这个通讯标准。美国的互联网世界第一，所以美国人希望从信息化层降维到自动化层；而德国的机械制造业最强，所以他更希望从自动化层升格到信息化层；中国，制造业第一大国，互联网第二强国，所以两边都不想跟，打算自己搞个互联网+，也叫中国制造2025。

工业4.0的工业标准化是必要条件，但是目标是个性化生产，核心是智能制造，基于大数据的软件才是关键大脑。

所以说，怎么基于软件的核心指挥系统，建设基于大数据、云计算的智能化大脑，才是决胜的关键。

中国制造2025，更应该称呼为“中国智造”2025。

传统行业用互联网在云端用人工智能处理大数据，建设自己的云端智能化调度指挥中心，或者叫“工业云脑”，将是接下来几年时间内的重中之重。

袋鼠云能协助企业建立自己的基于大数据的工业云脑，共同见证工业4.0的变革。