工业互联网:突破智慧和机器的界限(二)

【编者按】工业互联网为何能在当今实现？有很多原因。机器的性能还没有完全发挥，效率低下问题更加严重。此问题并非出现在单个机器层面，而是系统层面，复杂程度之高让操作人员无法识别并减少低效率情况的发生。由于这些因素，使用传统方法来寻求改善越来越困难。但是，它们却鞭策人们，利用基于互联网创新的方法来解决问题。

二、创新和生产力：接下来呢？

在人类历史长河中，大部分时候，生产力增长让人难以察觉，人们生活水平的提高也非常缓慢。然而，大约200年前，人类在创新方面迈出了一大步——工业革命。从此，人和畜类的体力劳动被机械动力替代。工业革命进行了一波又一波，给我们带来了蒸汽机、内燃机，继而是电报、电话和电。生产力水平得到大幅提高，经济实现快速增长。1800年前，西方经济体人均收入翻一番足足花了800年；而在接下来的150年里，却增长了13倍。但到了1970年代，生产力领先的美国，却开始止步不前。

依赖于信息存储、计算和通信技术的突破，计算机和全球互联网兴起，于是人类在创新领域里迈出了第二步。其对于生产力的影响甚至更为深远，但是，貌似才过了十年，到2005年左右，强劲势头就消退了。

一些人断言，故事就此结束。他们认为，过去的几波创新浪潮，虽然极大促进了商业和经济的发展，但对于未来的生产率增长，却派不上用场。他们认为，工业革命带来的转变是一次性的，效益都已经实现；互联网革命也已失去作用，而且就创新普及的范围和对生产力的提升效果，互联网革命比工业革命差远了。

我们将挑战这一观点。在本报告中，我们审视了新一波生产力水平提高的潜在可能性。特别强调将工业革命的成果及其带来的机器、机组和物理网络，与近期的互联网的成果——智能设备、智能网络和智能决策融合到一起。我们将此融合称作“工业互联网”。有证据表明，范围广泛的新创新能给商业和全球经济带来巨大效益。我们相信，怀疑论者过于草率地下了结论。与工业革命非常类似，互联网革命也是动态地、一层层展开的，而现在正处于一个转折点。

工业互联网为何能在当今实现？有很多原因。机器的性能还没有完全发挥，效率低下问题更加严重。此问题并非出现在单个机器层面，而是系统层面，复杂程度之高让操作人员无法识别并减少低效率情况的发生。由于这些因素，使用传统方法来寻求改善越来越困难。但是，它们却鞭策人们，利用基于互联网创新的方法来解决问题。计算、信息和通讯系统支持广泛的仪表化、监控和分析，仪表价格大幅降低，大范围配备和监控工业机器得以实现。运算能力稳步提高，已达到用数码智能增强物理机器性能的程度。远程数据存储、大数据集以及运算巨量信息的更先进的分析工具，逐渐成熟，应用范围更加广阔。如果把这些改变一起用于机器、机组和网络，那么令人兴奋的新机会就会诞生。

仪器价格的急剧降低也受到了云计算的影响，云计算使得我们收集分析的信息量比以前更大，成本更低。价格下跌的趋势，会加速工业互联网的发展。正如1990年代后半叶，此趋势激发了人们对信息通讯技术(ICT)仪器的迅速采用。移动革命也将加速这种价格下跌趋势，让信息资源的高效分享更加实惠，并实现了分散优化和个性化优化。远程监控工业设备、分布式操作电源的实现，就是最有力的证明。

要了解工业互联网的潜力，关键要考虑到全球工业系统的庞大规模。现在有数百万的机器遍布世界，小到简单的电动机，大到卫生保健中用到的高端计算机断层扫描仪(CT)。机组数以万计，从发电厂到载人载物横跨世界的飞机，还有成千上万的复杂网络，从电网到铁路系统，实现了机器与机组的配合运作。

工业互联网将有助于工业系统各层面更好的运转。通过优化检查、维护和修理过程，资产的可靠性得以提高。工业互联网还将改善运行效率，无论是在机组层面，还是更大的网络层面。

工业互联网的产生条件已经成熟。早期证据表明，新一波的创新已经来临。接下来，我们将向大家展示工业互联网将如何逐层展开的框架，并举了几个例子，说明其为商业，甚至全球经济体带来的利益。

三、创新与变革浪潮

在过去的200年里，全球经历了数次的创新浪潮，成功的企业学会以这些浪潮为导向来适应不断变化的环境。今天，我们处于有望改变商业方式和全球工业机械互动的风口浪尖。为了充分理解今天发生的一切，弄明白我们是如何一步步走到今天，过去的所有革新是如何为下一场革新“工业互联网”做准备的，非常有必要。

第一次浪潮：工业革命

工业互联网的发展

工业革命对社会、经济和世界文化产生了深远的影响。这是一场从1750年到1900年，跨越了150年的漫长革新。在此期间，新技术应用到制造业、能源生产业、交通运输业和农业后，确实在一段时间内迎来了经济增长和转型。随着蒸汽机的商业化，十八世纪中叶率先在欧洲开始了第一阶段的工业革命，之后传播到铁路业占据经济增长主导地位的美国。第二阶段虽稍晚一点，但却来势汹汹，1870年，给我们带来内燃机，电力以及一系列实用机。

工业革命带来的深刻变革改变了我们的生活：运输业(从马车，帆船到铁路，轮船和卡车)；通信业(电话和电报)，在商贸中心(电力，自来水，卫生和医疗)。它极大地改变了生活品质和卫生条件。

这个时期有几个主要特征，它的特点是从纺织业到钢铁再到电力生产不断跨越新产业的大型工业企业的崛起。它创造了显著的规模经济、降低了生产设备的成本、扩大了企业的规模，同时使产量得到了增加。它利用了集中控制下的分层结构的效率。全球化的专用厂房和设备大幅增加。这种创新开始被认为在中心实验室和研发中心的出现下以一种系统的方式进行。无论大小企业，都努力进行创新以期在新市场中获利。

尽管工业革命促进了社会进步和经济大发展，但同样带来了负面影响。全球经济体系变得更加高度资源密集型；资源开采和工业废物对环境造成了严重的污染。此外，在这一时期，发生了自工业革命以来的渐进式创新，企业开始专注于提高效率，减少浪费，改善工作环境。

第二次浪潮：互联网革命

20世纪末，互联网革命改变了世界。互联网革命呈现的时间较短，呈现了50年而非150年，但像工业革命一样，互联网革命也是阶段性展开的。第一阶段始于1950年的大型主机电脑、软件和“数据信息包”的发明，使计算机可以彼此沟通。这一阶段主要是政府资助的计算机网络实验。在20世纪70年代，这些封闭的政府和私人网络让位给了开放的网络，就是我们现在所称的“万维网”。在互联网发展的第一阶段，与同类的封闭型网络相比，开放的网络形式更加多样化。其中一个重要特征是，明确制定了标准和协议，允许不同用户、不同位置、不兼容的机器相互连接和交流信息。

网络的开放性和灵活性是网络加速发展的关键因素。互联网的发展速度是惊人的。1981年8月，当时只有不到300台电脑可以连接到互联网。15年后，这个数字已经上升到1900万，而今则数以亿计。信息传输的速度和数量大幅增长。1985年，最好的调制解调器最快的传输速度也只有9.6千比特每秒(Kbps)。相比之下，第一代苹果快了将近400倍，能够提供3.6兆比特每秒(Mbps)信息传输速度。

速度和数量的结合，并通过压低成本的商业交易和社会互动，为商业和社会交换创造了强大的新平台。企业从只进行实体销售到通过网络进行大型高效的市场销售，在某种情况下，这使企业转入新的数据平台。尽管如此，绝大多数的创新和革命集中在新公司品牌的创造力和能力。当eBay在1995年创立时，将近有4.1万的用户完成价值720万美元的商品交易。而到2006年，有2200万用户完成价值525亿美元的商品交易。社交网络也有类似的轨迹。Facebook于2004年2月推出，在不到一年的时间活跃用户就达到100万。到2008年8月，Facebook已经拥有1亿的活跃用户。8年来，Facebook被启用的朋友连接超过140亿，有2650亿张照片被上传，有超过6200万首歌曲被播放了220亿次。

互联网革命与工业革命有很大不同。互联网数据处理和发送、接受大量数据的能力，是基于网络建设和其使用价值、横向结构和分布式智能，通过允许进一步深层集成和灵活操作改变生产系统的处理方式。此外，互联网的并行革新不仅仅在于用顺序线性方法进行研究发展。迅速交换信息和分散决策能力产生了更多的协同工作环境，而这个工作环境不受地理限制。结果，集中内部改革的模式逐渐为已经开始并且更加开放的创新模式让步，而这种开放模式基于更加广义的知识面作为其创新模式。因此，互联网革命不是资源密集型的，而是信息和知识密集型的。它凸显了网络价值和创新平台，同时开辟了减少环境污染的新途径，并且更加支持环保产品和服务。

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