人工智能化基础篇：从工业1.0到工业4.0

“工业4.0”已经成为制造业的一个流行概念。这个词起源于几年前的德国汉诺威工业博览会（Hannover Messe），它被定义为制造业的电子计算机化，包括更高层次的互联性、更智能的设备和机器与设备之间的通信。

工业1.0时代，机械制造时代，水和蒸汽作为动力来源，替代了动物和人，使机械化得到大规模的发展，同时使人类生产效率得到大幅度提升。

工业2.0时代，电气化与自动化时代，电力的使用和大规模的分工合作模式开启了制造业的第二次革命。制造业无论采用什么设备和技术，动力始终是其基础性的核心要素。

工业3.0时代，电子信息化时代，以电子工程和IT技术的应用，以及它们带来的生产自动化为标志。

工业4.0是实体物理世界与虚拟网络世界融合的时代，产品全生命周期、全制造流程数字化以及基于信息通信技术的模块集成。

以往的工业1.0到工业3.0的革命性工作往往是制造过程中的技术革新来推动的，如纺织机械还有流水线生产再到现在的自动化的计算机（CNC、SPS、MES）。

而不同于以往的工业革命，第四次工业革命不仅包括产品的组织生产还包括产品生产相关的周边的各种软硬件相结合，第四次工业革命将是真正的将产品设计、产品生产、产品管理等全方位的一体化全自动的软硬件结合时代。

智能制造成为制造业发展的重要趋势

世界第四次工业革命扑面而来，高速移动互联网+人工智能（AI），下一代信息技术、人工智能技术的普遍应用，从替代人的体力劳动到部分替代人的脑力劳动，使制造业形态发生大变革，出现了智能工厂、智能车间、智能生态系统、智能工作流程等。特别是5G技术的应用，加速形成万物互联、万物感知、万物可视和万物智能，产业互联网普遍应用，新一代人工智能加速进化，将重塑产业形态和产业结构。

采取国家战略或产业政策支持智能制造发展，成为国际通行的做法。德国政府率先在2011年推进工业4.0，2018年推出《德国工业战略2030》，加强国家干预，加快培育龙头企业，全面推进智能制造。美国先是在奥巴马时期紧跟德国，推出工业互联网和先进制造业振兴计划，特朗普政府更将其提升为国家加快发展AI（人工智能）战略，2019年2月11日，特朗普签署了《维持美国人工智能行政领导力的行政令》，启动“美国人工智能倡议”，次日美国国防部网站推出《2018国防部人工智能战略摘要：利用人工智能促进国家安全与繁荣》。

中国先后推出工业化与信息化两化融合战略、中国制造2025、加快实施新一代人工智能战略规划，推动科技成果转化和制造业转型同步进行，支撑智能制造高质量发展。智能制造将是下一个突破口。

日本、韩国、法国、英国、瑞士、意大利等国智能制造各有所长。智能制造将成为现代制造业的核心竞争力。

高端制造在向知识高地、创新高地转移

产业链高端、顶端和新材料、新技术、核心关键零部件等，在向知识高地和创新高地转移。以新加坡为例，新加坡是个城市型国家，在2016年世界银行关于全球营商水平评价中，新加坡排在第一位，营商环境全球最优，是全球知识高地、创新高地和知识保护高地，有利于大金融家、大企业家、大科学家投资和居住，集聚了现代金融中最高端的企业，全球1/10的芯片企业集聚在新加坡，全球40%的高端硬盘产品也产自新加坡。

再以中国深圳为例，从改革开放前的一个小渔村发展成为创新型城市，GDP已经超过香港，将成为在世界率先开展5G试点的城市，成为国家、省级试验室等创新载体最多的城市，成为超前布局物联网、智能网联汽车的城市，成为最先建设全面感知体系和基础设施智能化的城市，形成高端制造的创新高地，聚集了一大批无人机、电动汽车、基因工程等制造行业和芯片等核心零部件的高端制造商。

世界知识产权组织发布《2018年全球创新指数报告》，通过统计80个指标，对世界126个主要经济体的创新能力进行评价，排名前20位的为瑞士、荷兰、瑞典、英国、新加坡、德国、爱尔兰、韩国、日本、中国香港、卢森堡、法国、中国、加拿大、挪威和澳大利亚。中国排在第17位，这与深圳、北京、上海、广州、重庆等创新型城市崛起，聚集了一大批高端制造与创新载体密切相关。

2019全球创新指数报告出炉！

结果显示，瑞士是全世界最具创新性的国家，连续5年蝉联第一。第二到第十分别是瑞典、美国、荷兰、英国、芬兰、丹麦、新加坡、德国和以色列。中国以14名的历史最好成绩，成为排行榜前20名中唯一的发展中经济体，比去年同期上升了3个名次。分析认为，瑞士在创新领域能独占鳌头，其秘诀在于政府对研发方面的巨大投入。据了解，瑞士每年用于研发的资金一直保持在国内生产总值的3%左右，为创新企业的发展壮大提供了有力的资金支持。

此外，在主要以高校质量、专利发明的国际化、科学出版物的质量等指标衡量的创新质量方面，美国荣登榜首，德国、日本分居第二、第三。以美国为例，美国出色的教育资源成为培养创新类人才的肥沃土壤，而对创新创业精神的重视，也在美国高校蔚然成风。以斯坦福大学为例，该校每年共开设170 多门创新创业课程，主张学生应该在运用中学习，让学生组成不同的小组进行一个课题的研发，还会定期邀请各行各业的创业领袖做主题演讲与经验分享。而日本也将产学合作视为提高国家创新能力的一个关键因素，加强创业孵化器、创业辅导机构等创业基础设施的建设，以此培育更多创新人才。

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