【原创】第三讲《科技热词》-《智慧城市》《大数据》《工业4.0》

科技与生活科技热词（二）智慧城市智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。随着人类社会的不断发展，未来城市将承载越来越多的人口。目前，我国正处于城镇化加速发展的时期，部分地区"城市病"问题日益严峻。为解决城市发展难题，实现城市可持续发展，建设智慧城市已成为当今世界城市发展不可逆转的历史潮流。智慧城市的建设在国内外许多地区已经展开，并取得了一系列成果，国内的如智慧上海、智慧双流;国外如新加坡的"智慧国计划"、韩国的"U-City计划"等。随着世界大部分人口纷纷涌入城市地区，水、电及交通等关键城市系统已不堪重负、几近崩溃。对城市居民而言，智慧城市的基本要件就是能轻松找到最快捷的上下班路线、供水供电有保障，且街道更加安全。如今的消费者正日益占据主导地位，他们希望在城市负担人口流入、实现经济增长的同时，自己对生活质量的要求能够得到满足。智慧城市未来生活的一天新成果新技术新应用成都领跑“智慧城市”信息的传递大数据大数据宣传片大数据(bigdata,megadata)，或称巨量资料，指的是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。大数据是指无法在一定时间内用常规软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合。大数据技术，是指从各种各样类型的数据中，快速获得有价值信息的能力。适用于大数据的技术，包括大规模并行处理（MPP）数据库，数据挖掘电网，分布式文件系统，分布式数据库，云计算平台，互联网，和可扩展的存储系统。在维克托·迈尔-舍恩伯格及肯尼斯·库克耶编写的《大数据时代》中大数据指不用随机分析法(抽样调查)这样的捷径，而采用所有数据进行分析处理。大数据的4V特点:Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(价值)。大数据的基本特征

数据体量巨大。百度资料表明，其新首页导航每天需要提供的数据超过1.5PB（1PB=1024TB），这些数据如果打印出来将超过5千亿张A4纸。有资料证实，到目前为止，人类生产的所有印刷材料的数据量仅为200PB。数据类型多样。现在的数据类型不仅是文本形式，更多的是图片、视频、音频、地理位置信息等多类型的数据，个性化数据占绝对多数。处理速度快。数据处理遵循“1秒定律”，可从各种类型的数据中快速获得高价值的信息。价值密度低。以视频为例，一小时的视频，在不间断的监控过程中，可能有用的数据仅仅只有一两秒。大数据的作用对大数据的处理分析正成为新一代信息技术融合应用的结点。移动互联网、物联网、社交网络、数字家庭、电子商务等是新一代信息技术的应用形态，这些应用不断产生大数据。云计算为这些海量、多样化的大数据提供存储和运算平台。通过对不同来源数据的管理、处理、分析与优化，将结果反馈到上述应用中，将创造出巨大的经济和社会价值。大数据是信息产业持续高速增长的新引擎。面向大数据市场的新技术、新产品、新服务、新业态会不断涌现。硬件与集成设备领域，软件与服务领域。大数据利用将成为提高核心竞争力的关键因素。各行各业的决策正在从“业务驱动”转变“数据驱动”。对大数据的分析可以使零售商实时掌握市场动态并迅速做出应对；可以为商家制定更加精准有效的营销策略提供决策支持；可以帮助企业为消费者提供更加及时和个性化的服务；在医疗领域，可提高诊断准确性和药物有效性；在公共事业领域，大数据也开始发挥促进经济发展、维护社会稳定等方面的重要作用。大数据时代科学研究的方法手段将发生重大改变。例如，抽样调查是社会科学的基本研究方法。在大数据时代，可通过实时监测、跟踪研究对象在互联网上产生的海量行为数据，进行挖掘分析，揭示出规律性的东西，提出研究结论和对策。科技带给我们方便工业4.0工业革命工业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。工业4.0：智能化，依靠高级的软件和能够通信的机器设备，将使工业生产进一步优化。德国的经济思想在遥远的中国获得共鸣。2013年的汉诺威工业展上，德国联邦教研部与联邦经济技术部提出了一个著名概念——“工业4.0”。因为契合了中国对强大制造业的期许，这个概念在中国掀起的涟漪甚至远超德国。4.0时代的工业将充分顺应工业界出现的新趋势——互联、数据化、集成、创新和转型，大量代表自动化和智能化的新技术将被整合到传统制造业中。2015年，这个概念的重要性至少在两个渠道获得了放大：中德国家元首就工业4.0达成的合作开始落实，《中国制造2025规划》开始实施。为了更深刻地理解这个词汇，中国在2015年组织了上万场研讨会以探究其内涵和路径，工业4.0引起广泛关注。大国重器，梦之所向。十年之后，也许我们将看到一个完全不同的中国制造业。快速、小批量、定制化的生产百事可乐的生产车间里，生产线上连续过来了三个瓶子，每个瓶子都自带一个二维码，里面记录着这是为张三、李四和王二麻子定制的可乐。

第一个瓶子走到灌装处时，通过二维码的无线通讯告诉中控室的控制器，说张三喜欢甜一点的，多放糖，然后控制器就告诉灌装机器手，“加二斤白糖！”（张三真倒霉……）。

第二个瓶子过来，说李四是糖尿病，不要糖，控制器就告诉机器手，“这货不要糖！”

第三个瓶子过来，说王二麻子要的是芬达，控制就告诉灌可乐的机械手“你歇会”，再告诉灌芬达的机械手，“你上！”

看到了，多品种、小批量、定制生产，每一灌可乐从你在网上下单的那一刻起，他就是为你定制的，他所有的特性，都是符合你的喜好的。

三大主题一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者；三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。工业4.0的关键是智能工厂。智能工厂是一种高能效的工厂，它基于高科技的、适应性强的、符合人体工程学的生产线。智能工厂的目标是整合客户和业务合作伙伴，同时也能够制造和组装定制产品。未来的智能工厂将很可能在生产效率和安全性方面具有更大的自主决策能力。工业4.0更多的是依靠机器进行工作并解释数据，而不是依靠人类的智慧。当然，人的因素仍然制造工艺是核心，但人更多地是起到控制、编程和维护的作用，而不是在车间进行作业。位于德国安贝格（Amberg）的西门子电子工厂（Siemens

Electronic

Works）是新一代智能工厂的一个很好例子。这个高科技电子工厂面积为10.8万平方英尺，其内部是一组智能机器，它们能够协调从生产线到产品配送等一切要素。西门子电子工厂拥有超过16亿个机器组件，其产品种类多达950种。这意味着该工厂的生产系统所处理的数据真正是海量的。尽管如此，Gartner在2010年进行的一项产业研究发现，西门子电子工厂的可靠率超过99％，每百万件产品中只有15件缺陷产品。在工业4.0时代，机器设备具有强大数据处理能力，它们提供的信息、统计数据和动态分析能够使生产变得更精益、更节能。如果你在食品制造行业工作，你可能知道现在的许多生产线的能效低于60％，这意味着它们还有相当大的提升空间。节约水电对现代工厂管理来说也是一个重要因素，智能工厂能够帮助企业实现环保目标。关键点工业4.0有一个关键点，就是“原材料(物质)”=“信息”。具体来讲，就是工厂内采购来的原材料，被“贴上”一个标签：这是给A客户生产的XX产品，XX项工艺中的原材料。准确来说，是智能工厂中使用了含有信息的“原材料”，实现了“原材料(物质)”=“信息”，制造业终将成为信息产业的一部分，所以工业4.0将成为最后一次工业革命。

1.实现客户定制化的需求；2.可以以最优的成本提供服务；3.更灵活地面对市场不断变化的需求。智能产品会不断地采集用户的数据和状态，并上传给厂商，这个就使一种新的商业模式成为可能，向服务收费。比如西门子生产一台高铁的牵引电机，以往就是直接卖一台电机而已，现在这台电机在运行过程中，会不断的把数据传回给西门子的工厂，这样西门子就知道你的电机现在的运行状况，以及什么时候需要检修了。高铁厂商以往是怎么做的？一刀切，定一个时间，到时间了不管该不该修都去修一下，更我们汽车保养没什么差别。现在西门子可以告诉你什么时候需要修什么时候需要养护。智能产品实现后，每一辆汽车都会不断地采集周边的数据，来决定自己的行驶路线，整个运输系统会完全服务化，任何人都不需要再买车，有一天也许自己开车会成为严重的违法行为，因为设备是智能的，而人确是不可控的。工厂里的设备现在也是智能的了，他们也在不断地采集自己的数据上传到工业互联网上，此时我们就可以看到，哪些工厂的哪些生产线正在满负荷运转，哪些是有空闲的。那么这些存在空闲的工厂，就可以出卖自己的生产能力，为其他需要的人去进行生产。一个生产手表的厂商，这个表每天贴着你的身体，采集你身体的各项数据，这些数据对于手表厂商也许没啥用，但是对于保险公司就是个金库，这个时候，手表厂商摇身一变，就能成为最好的保险公司。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、移动互联网对中国工业的颠覆、再造和融合，才刚刚开始。第四次工业革命的本质是主导这个世界未来的工业标准之争，是由德国和美国按照自己的逻辑路径、表述方法来进行推进。美国工业互联网和德国工业4.0，实施路径和逻辑相反，但是目标一致。美国是以GE公司、IBM这些公司为支持，侧重于从软件出发打通硬件；德国是以西门子、库卡、SAP这些公司为主导，希望可以从硬件打通到软件。无论从软到硬，还是从硬到软，两者的目标是一致的，就是实现智能制造，实现移动互联网和工业的融合。中国为什么选择德国标准？

德国路径比美国路径更容易实现；美国的工业空心化严重。IT公司出现工业4.0挑战大，缺少基础设施的落地，德国工业技术雄厚，是生产制造基地，生产设备供应商加IT业务解决方案提供商。在第四次工业革命的战略选择上，中国政府的策略是，紧盯新一轮产业