创新2.0专题-第一期-工业4.0

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1、 创新2.0与智慧生态城市专题 上期创新2.0时代智慧城市专题刊出创新2.0时代的 智慧城市、创新2.0时代的开源创新两篇文章，引发 了读者热烈的反响。随着信息通信技术的发展，从主机、台式机 到笔记本到手机，从门户网站到博客到微博、微信，信息技术及 其引发的创新模式善变不断的改变着我们的生活方式、工作方 式，推动着组织方式与社会形态的深刻变革。办公自动化是信息 技术最早应用的领域之一，从文件打印、档案管理到打破时间和 地域限制的在线办公、移动办公，也在随着信息技术的发展不断 创新，通过信息技术在各类组织中的应用引领了组织和社会的创 新变革。办公自动化也一直站在时代前沿不断推动和引领了 这个创新

2、浪潮。 随着物联网、云计算、大数据等新一代信息技术的蓬勃发 展，及其引发的面向知识社会的下一代创新（创新2.0）形态演 化，我们正在进入一个以用户创新、开放创新、大众创新、协同 创新为特点的以人为本的创新2.0时代。新一代信息技术与创新 2.0交互作用，给我们经济社会发展、组织形态、社会形态带来 前所未有的深刻变革。如何把握知识社会创新2.0趋势实现转型 成为各行各业各界热议关注的焦点。创新2.0所蕴含的以人为本 的可持续创新正是当下城市化进程中智慧生态城市建设的重要内 涵。正是在这个背景下，办公自动化杂志与移动政务实验室 （mGov Lab China）“下一代创新研究”微信公众号合作推出创

3、 新2.0与智慧生态城市专题，持续跟踪关注知识社会以社会为舞 台、基于共享、开放、协作的以人为本的创新2.0形态给智慧生 态城市建设带来的机遇与挑战，及其对城市发展方方面面，对产 业发展、政府治理、环境建设、社会服务等各个领域所带来的创 新转型机遇与实践。 工业4.0概念源于2011年德国汉诺威工业博览 会，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创 新，保持德国的国际竞争力。随着今年7月德国总理 默克尔访华，德国工业4.0工作组的核心企业随行， 使得工业4.0成为中德合作的关注焦点。在有幸加入 的创新2.0研究群中，各界专家学者也就创新2.0时代 的工业4.0的发展创新展开了热烈的讨论。工业

4、4.0正 是创新2.0时代基于互联网、人工智能、智能及其技 术高度融合支撑下的颠覆性创新。 专题文章 工业4.0：应对创新2.0时代的工业创新 朱慧 工业发展及挑战工业发展及挑战 自工业革命以来，工业的产生和发展均的过程无 处不存在创新的元素。创新也是工业发展进步的根 本方法。随着信息技术的发展、知识社会的形成， 及所推动的网络、技术、知识、服务的泛在，创新 2.0模式正逐步显现其生命力，并推动了工业的发展 和转变，工业创造新价值的过程逐步发生改变，产 业链分工将重组，传统的行业界限将消失，并会产 生各种新的活动领域和合作形式，这幅全新的工业办公自动化杂志 2014年第15期 总第283期 O

5、ffice Informatization 7 创新2.0与智慧生态城市专题 Innovation 2.0 & Smart City 办公自动化联合移动政务实验室（mGov Lab China） “下一代创新研究”微信公众号正式推出本专题。 创新2.0与智慧生态城市专题 蓝图正是“工业4.0”，也是创新2.0理念推动工业 化发展的必然体现。 自十八世纪工业革命以来，工业的发展经历了3 个阶段。始于18世纪英国的工业1.0，通过水力和蒸 汽机实现的工厂机械化改变了工业生产方式，也带来 了英国的霸权时代。20世纪之交，电力的发明驱动了 工业的大规模以及批量化发展，也即工业2.0，推动 了欧美国家的

6、快速发展。工业3.0阶段，始于20世纪 70年代并一直延续到现在，电子与信息技术的广泛应 用，使得制造过程不断实现自动化。 工业化的发展不断的改变着人们的工作和生活方 式，但随着工业化引起的世界整体化，经济全球化和 区域经济一体化的进程进一步加快，以及全球能源问 题突出，工业的发展也正面临严峻的挑战。20世纪60 年代以前，人均能耗在过去的200年内增加了9倍 (Cook 1971, 1972)。而在此之后，人均能耗又增长 了25%(国际能源署2010)。1900年至2005年，人均原 材料使用量增长了1倍多。同时工业的发展还面临着 成本上涨、产品生命周期缩短、产品版本越来越多元 化的压力。

7、正因为如此，工业的发展需要绿色的、资源利用 率高的可持续的发展。随着新一代信息技术发展，创 新2.0的浪潮所带来的网络、技术、知识、服务的泛 在的趋势，为推动改变工业的发展创新带来了新的机 遇。 新一代新一代信息技术发展及创新信息技术发展及创新2.0机遇机遇 新一代信息技术的发展及创新2.0时代创新范式 的转变为工业的创新带来了新的机遇。信息通信技术 （ICT）的融合和发展，催生了移动技术为代表的普 适计算、泛在网络。物联网、云计算、大数据等新一 代信息技术的发展，推动了创新形态的演化和知识社 会的形成，进一步催生了面向知识社会的下一代创 新，即创新2.0。知识社会的创新2.0也反作用并重塑

8、了物联网、云计算、大数据等新一代信息技术形态。 创新2.0是以人为本、以服务为导向、以应用和 价值实现为核心的创新，具有用户创新、开放创新、 协同创新、大众创新的特征。我们正在经历一个信息 技术快速发展的时代，互联网、云计算等新一代信息 技术的发展，微信、微博、威客等社交工具给我们的 生活、工作，以及工业生产、管理方式带了了巨大的 改变。在这样的社会环境下信息扩散、知识的扩散更 为便易，我们可以称之为知识社会。知识社会下，创 新2.0把开放创新、协同创新、大众创新引入创新活 动，个体的力量被重塑，用户、个体的需求也越来越 被关注。一个以用户为中心、面向服务的创新2.0时代已经全面到来，激发了各

9、个领域的创新和发展。创 新2.0注重开放的平台，重视用户创新、协同创新、 大众创新所带来的新的价值。创新2.0时代，创新不 再仅仅限于实验室、工厂的边界以内，创新触角延伸 到用户端，新的协作也逐渐跨越了传统的行业界限， 可更好的提升生产效能，并实现更为人性化、定制化 的产品。 新一代信息技术发展为工业效能的提升及模式的 转变提供了基础，也是虚拟网络实体物理系统相 连的基础。物联网的发展以及传感器的微型化、智能 化、多功能化和可靠性水平提的不断提升，使其在工 业领域生产要素、生产过程的监控得以广泛的应用。 同时基于互联网和移动互联网，全球数以百万计的各 种工业设备，从发电的电厂到运输的飞机、从供

10、电网 到铁路系统，也包括上千种复杂的机器网络实现了互 联。云计算让信息资源和信息服务可以以更低的成 本、更便捷的方式获得，方便的实现服务的获取。大 数据通过对生产过程全流程及整体空间，直至每个参 与其间的社会公众的数据采集，形成数量巨大、结构 复杂、类型众多的数据集合，并基于数据的分析挖掘 技术，实现了资源、信息、物品和人相互关联。同时 这些数据资源不仅仅能监控生产状态、还能实现预 警，为改善供应链、优化产品等各个管理过程的优化 提供支撑。新一代信息技术具有创新活跃、渗透性 强、带动作用大等特点，是推动工业发展、引领未来 经济的一支重要力量。 未来的智能化生产未来的智能化生产 “工业4.0”正

11、是在这个时代背景提出，也即实 体物理世界和虚拟网络世界的融合，构建资源、信 息、物品和人相互关联的“虚拟网络实体物理系 统（Cyber-Physical System，CPS）”，把无处不在 的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设 施通过CPS形成一个智能网络，使人与人、人与机 器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联，在实 现横向、纵向和端对端的高度集成的基础上，并将生 产工厂转变为一个智能环境，实现智能工厂和智能生 产。 图 1 / 工业4.0 办公自动化杂志 2014年第15期 总第283期 Office Informatization 8 创新2.0与智慧生态城市专题 智能工厂

12、和智能生产是工业4.0的两大主题，也 是实现工业4.0的核心基础。智能工厂通过网络化、 分布式、及具有一定智能化的生产设施的实现，形成 智能化的生产系统。在此基础上，企业在整个的生产 过程应用人机互动、智能物流、3D打印等先进技 术，实现生产流程的智能化，从而形成 非常灵活并支持个性化的产业链。 在未来的智能化生产中，每个产品 都可以是一个智能终端，它可以在生产 线上自行运转，零件与机器能够交互信 息。它具有信息存储、传感、无线通信 等集成化的功能，不仅可以记录产品在 整个完整的供应链和生命周期中的自身 信息，它还能对其自身状态和环境进行 监测，在提供产品功能的同时可以记录 用户个性化的需求，

13、再不断的完善产品 使得用户个性化的需求得以满足。在创 新2.0微信群中，工信部国际经济技术合 作中心电子商务研究所王喜文所长分享 了德国总理默克尔及工业4.0工作组到工 信部座谈的信息，并且指出工业4.0核心 是动态配置的生产方式，动态配置的生产方式能够实 现为每个客户、每个产品进行不同的设计、零部件构 成、产品订单、生产计划、生产制造、物流配送，杜 绝整个链条中的浪费环节。 要实现工业4.0的智能化生产，其基础是要建立 一套信息物理系统网络。物联网、移动互联网、云计 算是等新一代信息技术是虚拟网络与实体物理系统的 融合的有效技术支撑。该网络通过虚拟网络提供无处 不在的连接，并基于云端的架构实

14、现生产过程、供应 链、用户需求等不同阶段数据的汇聚，并成为数据分 析挖掘的支撑。该网络汇聚了资源、信息、物体和人 员，让他们实现有效的交互，从而提供个性化、智能 化、按需提供的服务。信息物理系统网络将封闭的生 产工厂转变为一个开放的、智能的生产空间。 工业工业4.04.0创新创新2.02.0之变之变 纵看工业发展经历的不同的创新阶段，工业1.0- 3.0是工业社会创新1.0模式，工业4.0是知识社会创 新2.0模式。我们可以看到工业1.0-3.0阶段创新所带 来的是生产方式的变化。创新2.0时代工业4.0实现了 服务范式的转变，工业4.0的创新不再仅仅限于工厂 的边界以内，创新触角延伸到用户端

15、，覆盖了工业的 全部过程，将基于现代信息技术的虚拟信息化网络、 智慧研究、智能技术全面的与现实世界运行进行有机 联接、融合，成为一个有机整体，为生产模式、商业 模式、工业管理、工业效能提升以及实现更为人性化、定制化的产品带来了全新的机遇。同时新的协作 也逐渐跨越了传统的行业界限，更大层面推动了工业 产业的创新发展。这种转变体现以下几个方面（见： 图2）。 工业4.0的开放创新。工业4.0将创新活动从工厂 的生产空间拓展到产品的销售、生产、服务全过程， 这将推动发展全新的商业模式和合作模式，这些模式 将力争确保潜在的商业利润在整个价值链所有利益相 关人之间公平地共享，特别是对中小企业，可助其成

16、为工业4.0新一代智能化生产技术的使用者和受益 者。 工业4.0的协同创新。这种协同创新体现的企业 内和企业外。在企业内，工业4.0全新的协作工作方 式使得工作可以脱离工厂，通过虚拟的、移动的方式 开展,员工将拥有高度的管理自主权，可以更加积极 地投入和调节自己的工作,并且随着工作环境和工作 方式的巨大改变，生产过程的将有利于更多不同教育 背景、社会环境的人参与，这种协同的工作进一步推 动了推动更多的创新。在企业外，工业4.0使得工业 产业链不同的企业之间通过价值链以及信息网络所实 现的一种资源整合，有助于各企业间的无缝合作，降 低产品生产周期，提供实时产品与服务。 工业4.0的用户创新。全新的虚拟网络