将引发社会大变革的第四次工业革命在欧洲拉开序幕：技术进步让人类生活更美好？（1）

   按一段时间以来，数字化、人工智能等话题都很热，技术的进步除了会给社会生产效率和经济发展带来极大提升外，也会带来一定的社会问题。今天这篇文章来自“钝角网”，作者立足德国，以欧美社会为例，展望了即将到来的第四次工业革命对社会的冲击。

德国的达芬奇手术机器人系统 

第四次工业革命冲击欧美社会

作者：钱跃君（德）

        计算机技术及网络技术的普遍使用，人工智能的飞速发展，世界进入到数字化时代。为了不输在起跑线上，2006年德国政府通过《高技术战略2020》，利用德国机械工业的世界领先地位，提出《未来项目：工业4.0》。从2010年到2013年，德国联邦政府为开发高技术投入了270亿欧元，对未来项目投资了83亿欧元。2013年汉诺威计算机博览会上，德国政府正式亮相具体实施方案，德国工业界相关的三大联合会Bitcom、VDMA和ZVEI共同创立“工业4.0平台”，旨在推动和实现“工业4.0”——第四次工业革命俨然拉开了序幕。

        其实，类似的平台在世界各国都同时展开，只是名称各异。美国的“Industrial Internet Consortium”，法国的“Industrie du futer”，日本的“Industrial Value-Chain Initiative”，韩国的“smart factories”……以往三次工业革命的名称都是人们过后总结时提出，现在所谓第四次工业革命的所有技术基础，其实都是第三次工业革命的，应当是第三次工业革命的延续，至少第四次工业革命还没有完全开始。但德国政府率先叫出4.0，以提高广告效应。当然也可以说：以往人们都是糊里糊涂地不断发展技术，过后才发现人类已经走过了三场工业革命；而现在第四次工业革命还没有完全开始，人们已经能够预测到第四次工业革命的内容、进程和结果。

       在此要解释“改良”(Evolution)与“革命”(Revolution)的区别，拉丁原文只相差一个前缀字母：“改良”指不改变原有社会结构而出现的发展，“革命”指改变原有社会结构而出现的发展。可见，第四次工业“革命”不仅是一场技术发展，而且将引发整个社会的政治结构、经济结构和社会结构的大变革。

2014年在国际最大的德国汉诺威工业博览会上，西门子公司展出的全自动装配线。

生产自动化、数字化、网络化

        1946年美国学者John Brown和Eric Leaver在《财富》(Fortune)杂志上发表了一篇文章“Machines without Men”(无人工厂)，描绘了一个全自动化、整个车间看不见人影的工厂，读者们将之笑话成工业乌托邦。今天，这种工业乌托邦还远远没有实现：德国工业生产大约有42.8%还是手工操作，23.4%全自动化，33.8%介于两者之间。但无人工厂的影子却似乎离我们越来越近。至少，德国85%的雇员希望在五年内，他们的工作能全自动化——他们还没有去想过，全自动化对他们有多少危害。

       在机械工业，生产一个零件需要工人根据加工工序一步步地在车床上手工去做。出现了数控机床(CNC)，一个机床可以为一个零件做多个类似的工序，例如钻不同位置、不同大小的孔，铣出不同形状的槽——即计算机集成制造(Computer Integrated Manufacturing，简称CIM)。此后进一步出现了数控加工中心BAZ和圆筒式加工中心(Rundtaktmaschine/ rotary transfer machine)，比数控机床有更多的功能，一台加工机器可以完成更多的工序。现在德国的机械生产业已经普遍使用数控加工线和安装线Transfer Line：一个复杂的零件，把毛胚放到流水线上，在第一个加工中心完成后，自动传到下一个加工中心，如此经过十几个加工中心才完成整个零件，最后一个加工中心将零件装箱，送往组装的流水线。而组装流水线结束时，不仅连同说明书一起装入盒子，而且该产品已经自动给予编号，编号连同测试数据也存入生产厂的数据库。

        笔者多次站在数控流水线前分析机器人的生产状况，机器人真比人灵活：人的头只能转正负90度，机器人的“头”能转360度；人只有一双手，通常只能往前伸，人的脑袋也只能同时指挥手做一个动作，而机器人却可以有两双“手”，四面八方都能转，它的“脑袋”可以指挥所有四只手同时干不同的活。市场上的商品常有次品，除了设计问题外，许多是组装时工人忘了装一个零件，或装了不准确。机器人却永远不会忘了装一个零件，永远不会偷懒地不按照标准安装，而且任劳任怨、毫不停息地每天干活24小时……美国著名的摩托车生产厂Harley Davidson将数字化现代技术引入生产线上，扬言原来生产一辆摩托车需要26天，将来只需要6个小时。汉堡港引入数字式管理和运作，将GPS装入每辆运输车，最佳地使用停车场和港口设备，所有信息通过云端(Cloud)直接传到司机和港口相关调度中心。以致同样一个汉堡港，2016年转运量是2000年的一倍。

         在此举例德国两个似乎最不可能实现“无人工厂”的领域，都已经悄无声息地迈入了数字化时代：

       农业，这个最古老的生产领域，现在已经有1/5的生产采用了现代数字技术。规模达到1平方公里以上的企业(也是德国农业的发展方向)，已经有1/3生产引入了数字技术。为农业服务的企业如农机、成本和工资结算等，几乎全部使用数字技术——德国汽车工业中，数字化对产品的增值量只占10%，而农业中已经占到30%。

       生产状况可以随时在智能手机上看到，通过摄像头观察农作物生长情况，知道这季农作物可能达到的质和量，据说探头已经达到1厘米的精度。泥土里深埋了许多传感器，随时将土地湿度、温度和各种成分传到计算机上，农民知道现在是否要浇灌，要施用哪些肥料。农民据此来最佳地使用土地，知道这季种什么，那季种什么。计算机还与市场连线，农民随时知道市场需求，以确定种什么，种多少，运给哪家商场什么，实现“精确生产”。

       规模较大的农业社已经像城市出租汽车公司那样，全部采用“车队管理系统”(Flottenmanagement/ fleet management)，拖拉机等农业机械全部联网，50%新生产的中档拖拉机都带有GPS定位系统，农民随时知道哪些机械在哪里(精度达到2厘米)，机器运转状况如何，还有多少活要干，这里做完后将调配到哪里。这样，避免了以往对同一块地的重复浇灌、重复撒种等现象。无人飞机也开始进入农业，无人飞机观察田野中有害昆虫的情况。拖拉机运行时，无人飞机可以观察周围是否有鹿和野猪等野生动物活动，拖拉机不要伤害了这些动物。

        数字化在畜牧业上使用更多，全德约有4000家企业已经使用机器人。企业购买新设备时，50%以上购置机器人。所谓机器人，就是由机器人打扫畜牧房，准备饲料，按最佳时间和最佳量发放饲料，自动控制厩中的温度和湿度。机器人还会“挤奶”，通过激光传感器知道哪头牛该挤奶了。于是，把一个瓶子挂到奶牛身上。而且知道那头奶牛最佳挤出多少奶，到了一定量后，机器人就自动将奶瓶取走，集中倒在一个大罐，灌满后再自动换上新的大罐……机器人还随时“观察”奶牛或猪等的健康情况，哪头有异相，立即报警。

        另一领域是数字化技术在医学上的应用，不仅通过网络看病，甚至由机器人做手术。许多人感到不可理喻，其实1816年法国医生Rene Laennec发明听筒诊断时也有许多人担心，以前医生用耳朵贴在病人身上听诊，医生与病人的距离很近。用了听筒后，医生与病人的距离拉远了，还能听得准确？

         据德国医学协会问卷调查，61%的德国人认为，数字化技术对医疗事业的利大于弊；61%的人可以想象和愿意由机器人给他们动手术。33%的人对通过网络看病有兴趣；20%的人希望生病时，让医生通过网络随时观察他的病情。33%的人愿意在身上植入一个微型芯片，以随时监督他的身体状况；50%的人愿意咽下一粒“数字药片”(传感器芯片)，通过一个智能手机，就可以随时看到他的身体状况。

        许多病人希望不仅能自己监督自己的病情，还能自己治疗，于是出现了许多监督和治疗软件，如对糖尿病的应用软件(App)mySugr，疼痛方面的网页mein-schmerz.de，甚至孕妇使用的手机软件，只要将目前自己的体重、活跃程度、血压等输入，手机就会告诉你现在是否属于正常。IBM公司甚至开发诊断和治疗癌症的软件IBM Watson，以后医生开处方的工作都可能由软件来完成。估计到2034年，德国生产的机器人可以独立承担护理老人和病人的程度——老年人的福星。

        在医院挂号、档案保管，包括每次化验、透视、心电图等结果，早就实现了数字化管理。而且医学界认为，通过数字管理，对同一个病人，医院的各个部门之间信息交流更加畅通。许多病人在这个医生或医院得到这样的诊断，吃了这样的药；换到另一个医生或医院就可能拿到另一种药，药与药之间有相互作用，德国全年仅仅死于这样情况的病人就相当多。

        最值得争议的是机器人替代开刀医生。现代医疗手术就是工具多，护士手忙脚乱。医生开刀两个手都不够用，人的手势也多少颤颤抖抖，几乎到了人的极限。而对越来越细致的手术，经常只有几毫米的细致，如心脏开刀、脑开刀、眼睛开刀等，就容易产生医疗事故。为此，德国开发出“达芬奇手术机器人系统”(Da-Vinci-Operationssystem)，由机器手开刀。按照专家评说，机器手可以选择最佳的入刀位置，两只手不够可用四只手，刀势平稳，甚至用极其精细的激光，速度快，遇到问题很快就能计算出解救方案。

        治疗骨折方面的机器人——Stryker公司的Mako，可以根据关节处的结构，当场磨出天衣无缝、完全吻合的关节另一部分……这些都是人工无法达到的精确。

第四次工业革命的特点

使用数字化技术生产的特征是：

一、通过网络，将操作者、机器和仪表连为一体；

二、各类传感器遍布生产的各个位置，人们可以通过屏幕看到生产的真实情况；

三、人们可以远距离控制生产、操作机器；

四、每个生产段都可以独立操作，独立运作，相互沟通，不需要通过总部人为的“指挥”。

       但仅仅实现生产本身的自动化和数字化还属于第三次工业革命范畴。第四次工业革命(工业4.0)是在第三次工业革命的基础上，将自动化和网络化推向更为广泛的领域，将市场、开发、生产、运输、金融、售后服务等都通过数字化、网络化联接起来，将整个社会生活、整个世界市场联为一体。直观地说，就是“把梦幻变成现实”，原来游戏般的网上虚拟空间，与放着一台台机器、生产出一个个产品的实体空间结合起来，建立所谓的网络实体系统(Cyber-Physical System，简称CPS)。2012年德国的玩具、机器和报警器等许多产品已经直接与网络连接，到2020年德国估计将有500亿个产品直接与网络连接。

图：数字化养奶牛（1）奶牛身上置有各种传感器（体温，血压，心跳数，血液含氧量，定位器等）。（2）将奶牛身上传感器的信息不断传到牛场附近的接受器GSM。（3）GSM通过网络公司的主机，将信息传到网上。（4）身在附近的牧民通过智能手机，随时了解该奶牛的位置和状况。（5）也可以由专家或专家软件随时对牛的状况作分析，或与市场联系起来。

为便于直观解说，兹以订购一箱酸奶为线索。

一、网上订购：某国客户可以在另一国的网页上订购酸奶。酸奶有许多指标：牛奶含脂量，通常的还是生态的，酸奶中要加入哪些果酱(草莓、葡萄、菠萝、弥猴桃等)，哪些添加物(巧克力片、巧克力块、麦片、米饭等)，果酱或添加物与酸奶是一层层分开、还是搅混在一起，一杯多少量，一共订购多少杯，要求何时到货，如何付款……客户在网页的选项中一一选择，包括给出客户地址、姓名等基本内容，该网页背后的商家通过软件自动将所有选项列成表格存储，还自动给予确认。

二、网页商家根据订单，从其自己或借用的大数据库(Big Data)中，自动选择全世界所有在线的酸奶生产企业，自动与生产企业的软件系统(Cloud)洽谈生意，根据价格与质量比(price-performance ratio)等商业指标分析，确定该订单给哪家生产企业。

三、接到订单的生产企业根据订单内容和量，从其掌握的大数据库自动选择全世界所有在线的酸奶原材料供应商，洽谈生意，根据价格与质量比分析，确定向某几家供应商订购原材料。并根据订货时间、供货时间、自己的生产能力和负荷情况，自动确定生产计划。供应商也以同样形式，自动向它的供应商订购原材料，例如向奶农订购牛奶、向果农订购水果等。

四、生产任务到达生产企业的工厂，订单内容已经进入工厂数据库，工厂根据订单内容和工厂生产情况，自动拟定最佳的生产流程，该计划也直接落实到每台机器的数据库。在生产过程中，各台机器已经知道完成这个定单时，该生产段要添加什么酸奶、什么果酱和添加物。各台机器之间也会相互联络，哪台机器发生故障，机器之间马上会自我调整生产流程。生产出的酸奶自动装杯，杯子外面贴上标签，最重要的货物信息置入射频识别芯片(RFID-Chip)贴在杯上以与外界交换信息，装箱。

五、运输公司接到生产厂家装箱的信息，立即开车前来取货、送货。客户确认收到货物时，信息自动传到网页商家，网页商家自动从客户的账户中扣款，自动将其中的生产和运输的费用汇到生产企业和运输公司的账户，生产公司自动将原材料费转入供应商账户。

       上述所有过程，没有人的直接参与(除了运输)，全部由软件和网络自动实现。订户、网上商家、生产厂家、运输公司等可以随时追踪产品的全过程，就像人们现在网上跟踪邮件的邮递过程那样。哪个环节出问题，也一目了然。

        当然，实现这样的高度自动化，机器、网页和数据库等的维修和维护也由外来专业企业通过网络来完成，就要求参与产品各个过程的网络系统必须公开，从而给黑客、病毒、木马进入该系统盗取信息、破坏运作留下了缺口。例如2014年德国信息与安全局的年度报告中，就提到一家钢铁公司受到恶意攻击：黑客通过网络进入该公司内部的办公室网络，由此再进入生产控制网络，再由此破坏其中一台高炉的控制系统，使该高炉无法开炉。

       在第三次工业革命时代，生产厂家只能根据市场调查，确定生产某产品的种类。为了保证低成本，生产厂家必须单一地大批生产某一种产品。客户不能自己选择最适合自己需要的产品，因为个人化的产品在订单处理、配置和生产中需要耗费许多人力工作，成本如此之高，现实中几乎不可能。而到了第四次工业革命时代，人力成本大大降低，使个人化产品的价格能够达到客户可以接受的程度。客户订购后，网上商家或生产厂家可以通过软件分析，立即给予客户建议，例如，将该订单的内容作如何调整，可以使该酸奶的营养价值更高，或价格更便宜。客户吃了所订购的酸奶后，还可以反馈对该酸奶的意见，该意见存储到网上商家或生产厂家的数据库，可以为下一位客户订购酸奶提供参考。

       以前历次工业革命都是将小批量生产提高到大规模生产，以致家庭式的小规模工场失去市场(价格)竞争力而纷纷倒闭。所以中小型企业担心自己将会被第四次工业革命淘汰。但第四次工业革命在走着相反的路，将生产过程分段得更明确，生产过程将从大工厂拆散成一个个小工厂。那些现有的中小型企业只要作一些软件调整，进入公众市场，进入到产品的大循环中，则很可能找到以前所无法捕捉到的商机。例如一台抽水机，其实就是由这么多部件组成。如果这些部件都已经呈现在网络大市场，则任何小型企业都可以订购，自己组装成产品出售。

       商业领域也一样，现在就已经出现了转型：传统商店都是家庭式小店铺，后来被大规模的超级市场淘汰，没有雄厚资本的普通人根本无法进入市场。现在出现了网上商店，手无分文的在校大学生都能在亚马逊、eBay上开设网上商店。网上商店繁多，所以商品品种也多；因为开店成本低，所以商品价格便宜。这反而极大地冲击了大商店生意，大商店纷纷倒闭。

       大数据、大型网络公司和社交媒体，将成为新一代市场垄断者——17世纪欧洲从中世纪转型到近代社会时，英国经验主义哲学鼻祖培根提出“知识就是(经济)力量”(Knowledge is power)，说白了，谁掌握知识，谁就能赚钱；19世纪欧洲社会主义理论的鼻祖马克思提出“知识就是(政治)权力”(Wissen ist Macht)，所以呼吁普及教育，工人只有掌握知识才能当家做主；而到了今日新世纪，大数据将既是“力量”，又是“权力”。所以，第四次工业革命还将在其他政治和经济领域冲击现有的社会秩序，在此不再赘言。