工業革命4.0：物聯網時代的智慧製造創新，從互聯到新工業革命

從1769年的工業革命到現代的技術翻新，本書講述了一段科技進化的歷史。作者精妙地將德國的精密工業與美國的創新精神進行比較，闡述了這兩大工業巨頭如何塑造當今的智慧製造業。書中不僅探討了技術如何改變生產方式，還預測了這些變革將如何影響我們的日常生活，從智慧工廠到未來的智慧型產品，乃至於人工智慧和大數據的應用。

【物聯網與智慧技術，為工業革命注入新的生命力】

◎想像十幾年後的生活，由新技術驅動的創新與變革
◎描述德國與美國在工業革命新浪潮中的角色與競爭
◎未來工廠的願景，從人工勞動到智慧自動化的轉型
探索工業4.0的起源，從歷史小鎮到網紅養成的旅程！
▎物聯網革命的起源與發展
工業4.0時代的到來代表著物聯網革命之路的開始。這場革命源於德國，由三位被稱為「工業4.0三教父」的學者提出。他們認為未來的工業生產將由智慧化的機器和裝置主導，透過網路實現全面的數據交換和溝通。這一概念迅速獲得了德國政府和業界的認可，並成為德國製造業轉型更新的重要策略。與此同時，美國也開始布局工業網路，兩國在這一領域展開了激烈的競爭。物聯網技術的發展使得萬物互聯成為可能，人工智慧則賦予了機器一定的智慧，兩者的結合將徹底改變傳統的生產方式。

▎智慧製造與未來生活的想像
在工業4.0的背景下，未來工廠將實現高度自動化和智慧化，人類將從繁重的體力勞動中解放出來。這種變革不僅發生在工廠，也將影響我們的日常生活。智慧型產品的出現將重塑我們的生活方式，例如無人機送貨、掌上醫生等。這一切都建立在大量數據的基礎之上，數據成為驅動工業革命的新引擎。然而，要真正實現智慧製造和智慧生活，還需要感應器、網路通訊、雲端運算等多種技術的支援。未來十年，隨著這些技術的不斷成熟，我們將步入一個萬物互聯、數據驅動的智慧新時代。屆時，工業生產和日常生活都將發生翻天覆地的變化。

▎工業4.0下的產業轉型與商業模式創新
隨著工業4.0的深入推進，越來越多的傳統產業開始擁抱智慧製造。這不僅意味著生產裝置的更新換代，更意味著整個產業鏈的重構和商業模式的變革。企業需要適應新的市場環境，重新審視自身的定位和發展方向。一些企業選擇專注於核心業務，透過數位化手段提升效率和品質；另一些企業則勇於創新，嘗試將產品智慧化，開拓新的市場空間。無論是哪種路徑，數據都將成為企業的核心資產，如何有效地收集、分析和利用數據，將成為決定企業成敗的關鍵因素。同時，工業網路平臺的出現為企業提供了新的合作和共享機制，跨界融合和開放創新成為趨勢。在這場變革中，唯有主動擁抱變化，不斷創新的企業才能立於不敗之地。

▎迎接智慧新時代：機遇與挑戰並存
工業4.0的浪潮不可逆轉，智慧製造和智慧生活正在成為現實。這場變革為我們帶來了巨大的機遇，但同時也伴隨著諸多挑戰。首先，技術和標準體系尚不完善，如何實現不同裝置、系統之間的互聯互通，如何保障數據的安全和隱私都需要政府、企業和社會各界共同努力。其次，智慧化的推進可能帶來就業結構的調整，一些傳統職位可能被取代，如何實現勞動力的轉型更新，確保社會的穩定和諧，也是一個重大課題。再次，工業4.0的實施需要大量的資金和人才投入，中小企業面臨著資源不足的困境，急需政策扶持和社會支援。最後，在推進智慧製造的同時，我們還要警惕過度依賴技術帶來的風險，注重人文關懷和社會責任，確保技術始終服務於人類的福祉。

本書特色：從1769年的工業革命到現代的技術翻新，本書講述了一段科技進化的歷史。作者精妙地將德國的精密工業與美國的創新精神進行比較，闡述了這兩大工業巨頭如何塑造當今的智慧製造業。書中不僅探討了技術如何改變生產方式，還預測了這些變革將如何影響我們的日常生活，從智慧工廠到未來的智慧型產品，乃至於人工智慧和大數據的應用。

劉雲浩

北京清華大學長江學者特聘教授、博士生導師，大陸清華大學軟體學院長，ACM會員、IEEE會員、ACM中國理事會主席，美國密西根州立大學工學碩士和博士。擔任IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems副主編、IEEE/ACM Transactions on Networking和ACM Transactions on Sensor Network編輯委員。

天祐的工業小鎮

積體電路上可容納的電晶體（晶體管）數目約每十八個月便會增加一倍。

——戈登．摩爾（Gordon Earle Moore, 1929-），英特爾公司聯合創始人

歷史走到了新的轉折點，大家都在說，新一輪工業革命即將來襲。

通常，所謂「革命」，抑或任何其他歷史事件，都應該是後人書寫賦予的，有些甚至是事後許多年才有定論。因此，第四次工業革命是否正在發生，嚴格地講，是誰也無法妄斷的。但正如《權力遊戲》中反覆被提及的讖語般的台詞「凜冬將至」（Winter is coming）一樣，當大家都在這麼說的時候，我們是可以大膽期待同時細心準備迎接未來的。事實上，歷史上的每一次工業革命從開始到結束都經歷了幾十年的時間。因此無論接下來這一波浪潮是否最終被定義為第四次工業革命，我們都完全有理由相信，一場深刻的技術變革正在發生，而我們正處在這場變革的開端！

的確，近年來全球工業正處在這一場公認的重大技術變革之中，各國政府和工業界也在致力於研究、制定和實施各自的應對之道，以確保若干年後能立於不敗之地。關於這一場變革，德國稱之為「工業4.0」，美國稱之為「工業互聯網」，中國政府則提出「中國製造2025」，「從中國製造到中國智造」。此外類似的概念還有荷蘭的「智慧型工廠」、英國的「高價值製造業」、法國的「未來工廠」等。這些內涵尚不十分明確的概念「忽如一夜春風」般充滿了全世界，各國政要、各類機構、各方民眾，無不在紛紛暢想和談論未來製造業的景象。人類歷史上從未有任何時候像今天這樣資訊透明到全球可以共同討論未來。新工業革命已經撲面而來，勢不可當！

資訊之所以如此透明，其根本就在於互聯網這一關鍵推手和核心要素，使得人類的知識網路化，從而能夠展開對這樣一場未知的變革進行透明、透徹的探討。如果第四次工業革命真的如期而至，那麼，這將是人類歷史上光輝燦爛的一筆：

人類第一次成功地在事前預測了一次革命，而不是像以往一樣事後才意識到是一場革命。

革命的破冰號角首先在德國漢諾威（Hannover）吹響。

漢諾威是萊納河畔的一座小鎮，它原來的名字Honovere翻譯過來就是「高高的河岸」。曾經，這只是一個漁夫和擺渡者生活的小村莊，之後迅速成長為小市場聚落，而後取得城市權，並賣給了韋爾夫家族。一八六六年被普魯士吞併後開始迅速工業化，新城區新工廠的建成使其成為重要的交通樞紐。然而第二次世界大戰以後，整個城市的三分之二被轟炸成為廢墟，戰後的漢諾威徹底被打成白癡，工業體系全毀，因此決定從「會展城市」這一定位開始重建。

一九四七年八月十六日，漢諾威展覽公司以一百二十萬馬克資金注冊成立。在殘垣斷壁、缺少基本吃穿用度且經濟頹喪的幽靈徘徊不去的情況下，一九四七年八月十八日至九月七日舉辦的展覽會可謂是「破釜沈舟」之舉。一方面，「德國製造」需要得到外界認可和大量出口；另一方面，漢諾威市政府也要讓企業家、工人和政治家看到經濟的復甦，給他們打一針強心劑。

不得不說，這管「強心劑」造成了巨大的作用。幾乎所有人在此前都懷疑漢諾威無法與被稱為「博覽會之城」的萊比錫相比。出人意料的是，這次展會不僅圓滿成功，而且獲得了爆炸性的成效。作為一次臨危舉辦的展覽，我們不妨看看其令人顫抖的數據：在二十一天的展期中，來自總計五十三個國家的七十三萬六千名觀眾參觀了展覽會，一千三百家參展商在總計三萬平方公尺的展館內展出了他們的產品，簽訂的訂單及商業合約多達一千九百三十四份，總計金額三千一百六十萬美元左右。

三千一百六十萬美元在當時是什麼概念呢？根據「馬歇爾計劃」，一九四八年至一九四九年，德國總共從美國獲得資金援助五億一千萬美元——三千一百六十萬美元可以重建十六分之一個德國。

第一屆「工業博覽會」之後，漢諾威一鼓作氣，在接下來的幾年裡上演了一部部「逆襲」傳奇，漢諾威工業博覽會逐步成為德國經濟奇蹟的標示：一九四八年，第一個電話通訊在展覽會和紐約之間建立；一九五〇年，擁有了第一個國外展商參展，並更名為「德國工業博覽會」（Deutsche Industrie-Messe）；一九六一年，官方正式採用「漢諾威工業博覽會」（Hannover-Messe）這一名稱，將其迅速打造為國際技術和工業的交流平台；一九八六年，CeBIT資訊及通訊技術博覽會從漢諾威工業博覽會中分出，自此這兩個展會都成為展覽界的旗艦和新風尚的開創者。今天，漢諾威已成為世界最著名的會展城市之一，每年的展覽都會吸引全球超過兩百五十萬的觀眾前往參觀，參展商超過兩萬五千家，凈展出面積達到一百六十多萬平方公尺，僅漢諾威工業博覽會的展出面積就超過四十萬平方公尺。

漢諾威工業博覽會的巨大成功如有神助，以致人們深信其必有希臘神話中主管集市與交易的赫爾墨斯神相助，因此德國漢諾威展覽公司以赫爾墨斯的側頭像作為公司的標示，直到今天。

如今，漢諾威的繁華程度從幾年前的一則新聞中可以略窺一二。

二〇一一年新年的前幾天，漢諾威市長親自對睡在商店、超市走廊裡的流浪漢進行慰問，並向他們派發新年紅包。

在攝影機前，這個剛上任不久，還在鞏固人心階段的市長問一名流浪漢：「你最需要什麼？我們一定盡力滿足你。」

流浪漢很不耐煩地說：「你們每年都帶著記者問同樣的問題，但是我們最需要的不是麵包、棉被和關心，而是安寧！夜晚睡覺時，不會被沒完沒了大大小小的汽車喇叭聲吵得難以入眠，我渴望只有星光在頭頂上的寧靜夜色。」

且不說這個流浪漢當時是否被第歐根尼附體，但是相比於數量眾多的一過晚上十點就街上沒人的歐洲其他城市，漢諾威確實當之無愧為「工業會展第一城」。

工業4.0的概念誕生於此，也就不足為奇了。

工業4.0三教父

天時地利，「工業4.0」這顆閃亮的新星已經呼之欲出。那麼，這個即將顛覆整個工業界的概念最終花落誰家？

歷史再一次證明了用功讀書的重要性：三位均擁有博士頭銜的教授——孔翰寧（Henning Kagermann）、沃夫岡．瓦爾斯特（Wolfgang Wahlster）和沃爾夫迪特爾．盧卡斯（Wolf-Dieter Lukas）於二〇一一年在漢諾威博覽會首次提出了「工業4.0」的倡議——《物聯網與工業4.0革命》，並由此被譽為「工業4.0三教父」。

人中最為大眾熟悉的當屬Henning Kagermann，他甚至有個很對得起中國讀者的中文名叫孔翰寧。當然，相比於他的名字，更令人印象深刻的恐怕是他那一頭「怒髮衝冠」的愛因斯坦式捲髮。事實上，孔翰寧也的確是一位科班出身的物理學家。一九七五年，孔翰寧在德國第一所工業大學——布倫瑞克工業大學獲得理論物理博士學位（在此兩百年之前的一七七七年，人類科學史上最閃耀的明星之一——卡爾．弗里德里希．高斯就出生於布倫瑞克，並且於一七九二年至一七九五年在這所大學上學）。之後孔翰寧博士順利取得教職，並在五年後成為布倫瑞克工業大學的物理和計算機教授。如果不出意外，孔翰寧教授接下來的人生應該是教學研究雙肩挑，發論文做項目兩不誤，最後桃李滿天下光榮退休。

然而，一九八二年，三十五歲的優秀青年孔翰寧被SAP4聯合創始人哈索．普拉特納（Hasso Plattner）相中，從此開啟了在SAP的截然不同的彪悍人生。孔翰寧從一進入SAP開始就幾乎是被作為接班人角色培養，十年不到就進入公司董事會，剛過知天命之年成為聯席CEO，二〇〇三年起更是獨掌CEO大權——至此，他躋身於布倫瑞克工業大學傑出校友之列，常常和該校最著名的畢業生高斯同學排列在一起。

二〇〇九年從SAP光榮退休，年過花甲的孔翰寧並沒有立刻去享受含飴弄孫樂享天年的生活，而是走馬上任德國國家科學和工程院（acatech）院長，兩年後和另外兩位兄弟一起提出了工業4.0的倡議，再度為他一帆風順的學術生涯添磚加瓦。