“第5次產(chǎn)業(yè)革命”——深化人與技術(shù)的融合

繼第4次產(chǎn)業(yè)革命之后，目前各國(guó)都在積極討論“第5次產(chǎn)業(yè)革命”的相關(guān)話題。在第4次產(chǎn)業(yè)革命中的討論主題即通過(guò)利用AI與IoT、大數(shù)據(jù)來(lái)改變產(chǎn)業(yè)構(gòu)造以外，第5次產(chǎn)業(yè)革命中新加入了“可持續(xù)性”、“以人為本”及“環(huán)保”等理念。

下面，我們將以第4次產(chǎn)業(yè)革命的課題和各國(guó)的舉措以及第5次產(chǎn)業(yè)革命中所需要的關(guān)鍵技術(shù)等為中心，向大家介紹有關(guān)第5次產(chǎn)業(yè)革命的前沿動(dòng)向。

第4次產(chǎn)業(yè)革命的課題

在第4次產(chǎn)業(yè)革命中，IoT給人們的生活帶來(lái)便利。通過(guò)AI對(duì)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)、預(yù)測(cè)和推論，實(shí)現(xiàn)了以往的計(jì)算機(jī)所無(wú)法完成的復(fù)雜工作的自動(dòng)化。此外，通過(guò)從互聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備收集數(shù)據(jù)并將其作為大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可對(duì)設(shè)備的動(dòng)作、故障及人體健康、行動(dòng)等進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而提高了營(yíng)銷的精度。

例如，在制造業(yè)中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)收集來(lái)自機(jī)器人或自動(dòng)加工設(shè)備的信息，并通過(guò)計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)了高速準(zhǔn)確的重復(fù)作業(yè)，成功地將少品種大批量生產(chǎn)能力提高到一個(gè)驚人的水平。同時(shí)，在社會(huì)生活中則充分運(yùn)用營(yíng)銷數(shù)據(jù)，無(wú)人店鋪、在線診療、電子結(jié)算、公共服務(wù)等各類在線化服務(wù)給日常生活帶來(lái)了各種便利。

但是在這一第4次產(chǎn)業(yè)革命中，尚未引入地球環(huán)境的可持續(xù)性、基于人類嗜好以人為本的思考方法以及針對(duì)資源問(wèn)題的循環(huán)型經(jīng)濟(jì)等舉措。此外，由于局限于以單體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域或企業(yè)單位等垂直型的改革為主，所以很難開展跨產(chǎn)業(yè)、企業(yè)和部門的活動(dòng)，在滿足廣泛的社會(huì)需求上方面尚存在局限性。

世界各國(guó)的第5次產(chǎn)業(yè)革命相關(guān)舉措

為了解決第4次產(chǎn)業(yè)革命中的課題，在第5次產(chǎn)業(yè)革命中提出了更深入廣泛的概念。各國(guó)已相繼發(fā)表了繼實(shí)現(xiàn)第4次產(chǎn)業(yè)革命之后第5次產(chǎn)業(yè)革命的新理念，例如，歐盟委員會(huì)以“可持續(xù)性”、“以人為本”、“恢復(fù)力”為理念，發(fā)表了“工業(yè)5.0（Industry5.0）”作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)，德國(guó)則發(fā)表了繼Industry4.0之后的“2030 Vision for Industrie4.0”方針。此外，日本于2016年發(fā)表了旨在兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)課題解決的“Society5.0”。在此，我們將介紹第5次產(chǎn)業(yè)革命的概要，以及歐盟、德國(guó)、日本及其他各國(guó)在這方面的舉措。

歐盟委員會(huì)（European Commission）的第5次產(chǎn)業(yè)革命（工業(yè)5.0）

歐盟（EU）的主要機(jī)構(gòu)歐盟委員會(huì)（European Commission）發(fā)表了工業(yè)5.0方針，取代2021年所發(fā)表的工業(yè)4.0。工業(yè)5.0是一個(gè)對(duì)人類和社會(huì)、環(huán)境的觀點(diǎn)加以補(bǔ)充和擴(kuò)展的理念，很大程度上受到了2019年所發(fā)表的歐洲成長(zhǎng)戰(zhàn)略的優(yōu)先主題，即“歐洲綠色協(xié)議”、“歐洲數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”及“以人為本的經(jīng)濟(jì)”的影響。

例如，到2050年為止實(shí)現(xiàn)不受氣候變化影響的社會(huì)產(chǎn)業(yè)，即實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的碳中和，同時(shí)力爭(zhēng)取得在全球經(jīng)濟(jì)方面的領(lǐng)導(dǎo)地位。具體來(lái)說(shuō)，比如開發(fā)安全、可持續(xù)的化學(xué)物質(zhì)，或?qū)崿F(xiàn)碳中和的鋼鐵制造等，以創(chuàng)造不受氣候變化影響的循環(huán)型產(chǎn)品的全新市場(chǎng)。

德國(guó)的第5次產(chǎn)業(yè)革命

在德國(guó)，以聯(lián)邦政府為主體，一直以來(lái)積極推進(jìn)構(gòu)建包括民營(yíng)企業(yè)在內(nèi)的產(chǎn)官學(xué)合作體制即工業(yè)4.0。在第5次產(chǎn)業(yè)革命中，德國(guó)Industry4.0推進(jìn)機(jī)構(gòu)Platform Industrie4.0于2019年發(fā)表了“2030 Vision for Industrie4.0”作為今后10年的指針，此外還于2020年11月發(fā)表了題為《可持續(xù)生產(chǎn)～積極塑造Industry4.0的生態(tài)轉(zhuǎn)型～》的報(bào)告。

2030 Vision for Industrie 4.0

在2030 Vision for Industrie4.0中，提出了“自律性”、“互操作性”、“可持續(xù)性”等重要的理念，并就各項(xiàng)內(nèi)容例舉了具體的可行措施，包括改善勞動(dòng)條件和能夠應(yīng)對(duì)技術(shù)轉(zhuǎn)移的教育等以人為本的思考方式、通過(guò)跨部門和企業(yè)的協(xié)作實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)和社會(huì)的變革，實(shí)現(xiàn)可提高資源效率等可持續(xù)性的生產(chǎn)制造，等等。

可持續(xù)生產(chǎn)～積極塑造Industry4.0的生態(tài)轉(zhuǎn)型～

在《可持續(xù)生產(chǎn)～積極塑造Industry4.0的生態(tài)轉(zhuǎn)型～》報(bào)告中，對(duì)實(shí)現(xiàn)“2030 Vision for Industrie4.0”的關(guān)鍵理念即“可持續(xù)性”具體實(shí)施的視點(diǎn)和方案進(jìn)行了定義。例如，針對(duì)可持續(xù)生產(chǎn)提出了以下3個(gè)方向。

?減少消費(fèi)，增加影響力
?從大量生產(chǎn)轉(zhuǎn)向提供具有透明度的服務(wù)
?循環(huán)型經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的合作

對(duì)于這些方向性，都設(shè)定了更為細(xì)致的方案，從而實(shí)現(xiàn)積累具體方案定義和用例、快速進(jìn)行社會(huì)實(shí)施的目標(biāo)。

日本的第5次產(chǎn)業(yè)革命―Society 5.0

日本政府已于2016年提出意為“以人為本的社會(huì)（Society）”的Society5.0，推出了“通過(guò)網(wǎng)絡(luò)空間（虛擬空間）和物理空間（現(xiàn)實(shí)空間）高度融合的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能夠兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)課題解決”的方針。

在歐盟委員會(huì)的Industry5.0報(bào)告中介紹了日本Society5.0作為其先行概念，并對(duì)此給予了很高的評(píng)價(jià)。事實(shí)上，日本自古以來(lái)一直致力于與社會(huì)和環(huán)境的共生，尊重基于“以人為本”理念自發(fā)性地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取行動(dòng)。此外，在發(fā)生災(zāi)害時(shí)，日本社會(huì)可通過(guò)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)及行政部門的合作迅速實(shí)現(xiàn)重建，其速度讓世界為之驚嘆。

然而，今天世界各國(guó)在推進(jìn)第5次產(chǎn)業(yè)革命的同時(shí)，為了掌握全球范圍標(biāo)準(zhǔn)化的合作和主導(dǎo)權(quán)，正在展開激烈的爭(zhēng)奪。在第5次產(chǎn)業(yè)革命時(shí)代，為了將日本的Society5.0作為世界標(biāo)準(zhǔn)予以普及，勢(shì)必需要開展積極的全球合作和標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)。

其他國(guó)家的第5次產(chǎn)業(yè)革命

第5次產(chǎn)業(yè)革命的趨勢(shì)不僅在歐洲、德國(guó)、日本，在美國(guó)和中國(guó)也逐漸顯著。

美國(guó)目前正計(jì)劃轉(zhuǎn)向有利于環(huán)境保護(hù)的政策。2021年，德國(guó)Platform Industry4.0和美國(guó)CESMII（the Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute）宣布在應(yīng)對(duì)環(huán)境和氣候變化的可持續(xù)制造等領(lǐng)域開展合作。中國(guó)也在國(guó)家智能生產(chǎn)政策展望即《中國(guó)制造2025》的報(bào)告中表明了將在可持續(xù)性領(lǐng)域領(lǐng)先世界的姿態(tài)，同時(shí)發(fā)表了制造業(yè)的綠色計(jì)劃。

第5次產(chǎn)業(yè)革命中的關(guān)鍵技術(shù)

在第5次產(chǎn)業(yè)革命的重要理念中，包含了“以人為本”和“可持續(xù)性”兩項(xiàng)內(nèi)容。舉例來(lái)說(shuō)，直至第4次工業(yè)革命為止，機(jī)器對(duì)人來(lái)說(shuō)是危險(xiǎn)的存在，因此需要設(shè)置安全柵欄將人和機(jī)器分隔成不同的流程和空間。此外，工業(yè)產(chǎn)品的制造不可避免地造成對(duì)人體和環(huán)境的不利影響。但是在第5次產(chǎn)業(yè)革命中，基于以人為本的概念，人和機(jī)器將在同一個(gè)環(huán)境中工作。同時(shí)，為了提高可持續(xù)性，還需要對(duì)人體無(wú)害、利于環(huán)保的技術(shù)，各項(xiàng)技術(shù)之間的融合必不可少。在此，我們將以“協(xié)作機(jī)器人”和“智能細(xì)胞工業(yè)”為例，對(duì)第5次產(chǎn)業(yè)革命中的前沿技術(shù)進(jìn)行解說(shuō)。

人與機(jī)器人技術(shù)的融合：協(xié)作機(jī)器人

機(jī)器人是在第4次產(chǎn)業(yè)革命中大量引進(jìn)的機(jī)器，其中尤其產(chǎn)業(yè)機(jī)器人在工廠的組裝、加工、搬運(yùn)和流通工程等中，為提高生產(chǎn)率做出了很大貢獻(xiàn)。在第4次產(chǎn)業(yè)革命中，產(chǎn)業(yè)機(jī)器人在安全柵欄中實(shí)施作業(yè)，但在第5次產(chǎn)業(yè)革命中，機(jī)器人和實(shí)施操作的工作人員是在同一空間內(nèi)工作的。

在沒(méi)有安全柵欄的環(huán)境中與操作人員在同一空間作業(yè)的工業(yè)用機(jī)器人被稱為“協(xié)作機(jī)器人（Collaborative Robot＝Cobot）”。為了保證對(duì)操作人員的安全性，協(xié)作機(jī)器人的機(jī)器臂上搭載了用以檢測(cè)是否有人員接近的超聲波傳感器、檢測(cè)動(dòng)作速度的加速度傳感器，以及能夠高精度測(cè)量?jī)A斜度的陀螺儀傳感器來(lái)確保正確操作。此外，如需要正確把握工件的顏色和形狀，則需要搭載機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。不僅如此，通過(guò)充分使用安全控制軟件等，還能夠?qū)崿F(xiàn)人與機(jī)器的協(xié)作。同時(shí)，通過(guò)機(jī)器間的連動(dòng)與通信，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種設(shè)備的同時(shí)應(yīng)對(duì)，并根據(jù)需求變動(dòng)調(diào)整產(chǎn)量增減，還可進(jìn)行生產(chǎn)品種的變更，從而構(gòu)建更靈活機(jī)動(dòng)的生產(chǎn)體系。

由此可見，協(xié)作機(jī)器人可基于“以人為本”的理念，實(shí)現(xiàn)于人無(wú)害的安全且接近人工的操作動(dòng)作，因此不僅在工廠，在服務(wù)領(lǐng)域也能夠付諸實(shí)用。隨著機(jī)器視覺(jué)和AI技術(shù)的深化，在醫(yī)療、教育、飲食和零售等領(lǐng)域的應(yīng)用也正得到不斷拓展。

數(shù)字技術(shù)與生物技術(shù)的融合：智能細(xì)胞工業(yè)

所謂“智能細(xì)胞”，是指通過(guò)生物技術(shù)和信息解析等數(shù)字技術(shù)，對(duì)生物細(xì)胞所具有的物質(zhì)生產(chǎn)能力進(jìn)行高度設(shè)計(jì)，以理想的方式進(jìn)行控制并盡可能發(fā)揮其功效的細(xì)胞。而所謂“智能細(xì)胞工業(yè)”，其目的是使智能細(xì)胞如一個(gè)物質(zhì)生產(chǎn)工廠般發(fā)揮其功能，是第5次產(chǎn)業(yè)革命中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

與第4次產(chǎn)業(yè)革命中的IT和AI等先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)相融合，生物技術(shù)已取得了驚人的進(jìn)化和發(fā)展。智能細(xì)胞工業(yè)有助于進(jìn)一步推進(jìn)此類發(fā)展。例如，目前正在研發(fā)一項(xiàng)技術(shù)，即不使用有害顏料而通過(guò)人工來(lái)再現(xiàn)自然界中存在的生物顯色，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體無(wú)害、利于環(huán)保并不易褪色的工業(yè)產(chǎn)品著色工藝。此外，人們已成功開發(fā)出一種耐熱、耐沖擊、植物由來(lái)的樹脂，并已作為家電產(chǎn)品的框體和汽車的外裝零件付諸使用。除此以外，生物燃料和基因治療等也包含在智能細(xì)胞工業(yè)的范疇之中。

智能細(xì)胞工業(yè)中，需要使用AI對(duì)龐大的信息進(jìn)行解析、實(shí)現(xiàn)制造工序模塊化的裝置組合、人型實(shí)驗(yàn)機(jī)器人以及將這些連接并網(wǎng)絡(luò)化等的數(shù)字技術(shù)?？梢哉f(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)第5次產(chǎn)業(yè)革命中對(duì)人體無(wú)害、利于環(huán)保的“可持續(xù)”經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，此類數(shù)字技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和生物技術(shù)的高水平融合是關(guān)鍵所在。

總結(jié)

在第5次產(chǎn)業(yè)革命中，各國(guó)均提出了各自的理念，概括來(lái)說(shuō)，與“充分運(yùn)用IoT或AI技術(shù)”即依賴于某種技術(shù)的第4次產(chǎn)業(yè)革命不同，在第5次產(chǎn)業(yè)革命中，還納入了“包含以人為本、可持續(xù)性、生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力”的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。然而，依靠單獨(dú)某項(xiàng)技術(shù)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的，必須將IT和AI與機(jī)器人技術(shù)、生物技術(shù)，乃至網(wǎng)絡(luò)空間（虛擬空間）與物理空間（現(xiàn)實(shí)空間）高度融合，完善新的基礎(chǔ)設(shè)施，從而實(shí)現(xiàn)“超智能社會(huì)”的目標(biāo)。在如此復(fù)雜化的第5次產(chǎn)業(yè)革命時(shí)代，毋庸置疑只有能夠就此類課題開展積極商討并努力進(jìn)行技術(shù)革新的企業(yè)，才能獲得生存。

審核編輯 黃宇