走近工业4.0
邢台市第八中学 贾玉民
无论是观看经济新闻，还是闲暇时浏览网页，只要和中国经济有关的报道，总会看到一些新鲜的词汇。比如“中国智造”、“中国创造”而非“中国制造”。一字之差，开始我还以为编辑不负责任，出了错别字。还比如“物联网”与“互联网”，也是容易搞错。也有一些学者在讨论“+互联网”与“互联网+”的区别，等等。在查询了相关信息后才知道最大的概念是“工业4.0”和“中国工业2025”这一划时代的概念，引申出的相关词汇。那么工业4.0到底是一个什么意思呢？它对我们又有什么样的影响？反复学习也仅仅是一个模糊的影子，我也只能算作盲人摸象，或称“管窥”吧。 一．概念工业4.0 1.工业4.0是一个概念，“工业4.0”研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略。该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同, 这个名词由德国总理默克尔代言推广到了全世界。
德国政府提出“工业4.0”战略，并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，其目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机，在经济全球化进程中取得主导地位。
2.工业4.0是一个发展阶段，是人类科技发展的必然。
德国科技界把工业发展的过程划分为四个阶段：
第一阶段：工业1.0。18世纪60年代至19世纪中期，通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为工业1.0。这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动，经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业和机械制造带动经济发展的模式。
第二阶段：工业2.0。19世纪后半期至20世纪初，在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为工业2.0。这次工业革命，通过零部件生产与产品装配的成功分离，开创了产品批量生产的新模式。
第三阶段：工业3.0。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，可称为工业3.0。自此，机器能够逐步替代人类作业，不仅接管了相当比例的体力劳动，还接管了一些脑力劳动。
第四阶段：工业4.0。德国学术界和产业界认为，未来10年，基于信息物理系统(Cyber-Physical System，CPS)的智能化，将使人类步入以智能制造为主导的第四次工业革命。产品全生命周期和全制造流程的数字化，以及基于信息通信技术的模块集成，将形成一个高度灵活、个性化、数字化的产品与服务的生产模式。
3.工业4.0是人类工业发展的梦想，是人类工业发展的最后一次阶段。
如果“工业4.0”得以实现，可以想见未来工厂的生产流程。比如当你需要一辆汽车，你只需要打开APP，输入你的定制化要求，信息就会发送给工厂，工厂将你表达的产品种种特性转化成数据，然后通过计算来安排物料的配送，零件的打磨、以及机器的组装。最重要的是：这条流水线上每个元件都是按照你的意志生产的，它有自己的身份信息，机器也会解读这些信息，如果不符合马上就调整，然后自动装配。当然，这一过程中“人”是不参与其中的。
二．工业4.0计划的核心要素
1.发展基础要素：大数据、云计算、互联网+、物联网、机器人、智能机器、智慧工厂等。这些独立的技术领域已经取得可喜的进步，某些方面已经获得可期的突破（比如金属制品的3D打印）；
1 2.制约进程的关键：加入信息物理系统的智能制造，也就是“虚实融合”。“虚”是指网络和信息；“实”指的是材料和设备。即：某一产品的原材料将按照自身携带的信息自动识别加工设备和加工顺序，原材料将自动与加工设备对话完成加工而不需要人的参与；
3.亟待解决的问题：一是网络信心安全，可以想见“大数据”包含了太多的个人信息与机构信息，如何保障隐私安全和打击网络犯罪将成为各国主要的任务。二是“地球村”的协调与管理。比如各行业标准的制定和统一，各环节的协同配合，物流通道的建设等。 三．伟大的中国梦与工业4.0 1.我国的工业生产现状：
综合全国制造业的生产现状，我国应该属于工业化中期阶段，即工业2.0和3.0之间。大部分制造企业处于机械化阶段，部分新型现代企业或经技术改造后的工厂虽然广泛使用了数控机床和加工中心，也算实现了自动化，但距离现代化还有一定的距离。 2.实现伟大梦想的实力：
（1）决心：由于各种原因，中国错失了技术革命的前几个机会，与世界发达国家拉开了很大的差距，经过几代人的努力虽然这个差距有所减小，但在很多方面是很难弥补的。工业4.0给中国提供了一个弯道超车的机会。新一代领导人高屋建瓴抓住了新的工业革命的契机，适时提出了“中华民族复兴”的中国梦，并已形成了全国各族人民的共识； （2）基础优势：工业4.0是一个基于经济全球化的整体工程，需要各个行业、各个部门、各类人群、不同地域间的协调配合才能实现的工程，是一个信息产品链条。因此统筹协调能力、资源完善程度至关重要，而我国在这两个方面都有突出表现。
第一，根据美国《纽约时报》的调查：中国工业拥有世界最完整的供应链条。中国是世界上唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类（39个工业大类、191个中类、525个小类）的国家，形成了“门类齐全、独立完整”的工业体系。小到螺丝钉等基础零件，大至通讯、航天、高铁，这样就可以随时就地取材，整装待发；
第二，中国政府强大的组织能力和大型活动项目的组织经验也是不可忽视的一个独特优势；
第三，中国对新技术更加开放，中国整个自动化技术市场规模占世界市场份额的三成以上。
3.具体安排和采取的措施：
（1）国务院提出了“中国工业2025”；
根据德国提出的工业4.0规划，工信部编制《中国制造2025》：剑指工业强国。2015年5月19日，经李克强总理签批，国务院日前印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。这是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。 （2）习近平主席提出了“一带一路”的战略构想，并筹建了“亚投行”，以有远见卓识的战略构想迎接中国工业4.0的来临；
（3）在青岛建立了示范园。国内首家“工业4.0”联盟-青岛中德“工业4.0”推动联盟在青岛西海岸新区正式成立。青岛中德“工业4.0”推动联盟的成立，为促进中德两国企业、院校和机构交流合作，迈出了坚实的一步，同时也为青岛加快企业技术进步和转型升级步伐加载了新的“引擎”。
（4）国家鼓励全民创新和产业升级。国家设立400亿投资引导基金支持创新型企业，给予政策支持创客空间建设和众筹项目等。 四．对未来教育的思考
小平同志多次提到“科技要发展，教育要先行”。凤凰网专栏作者水木然在他的投资报告中说：“面对工业4.0中国最缺的是对科技的信仰、对创新的冲动！”。 对科技的信仰也好，对创新的冲动也罢，所有这些都是一个人的科学素养达到一定层次的自然体现，科学素养的提升显然来自于青少年时期的文化积淀。面对这一赶超世界先进水平、
2 实现伟大中国梦的机遇。就如何培养学生的科学素养、激发创新意识，形成创新思维，给我们的基础教育带来了新的挑战。我认为就以下几点可以进行探讨： 1.积极开展科技进校园活动（明心）。让学生及时触摸新科技，感受飞速发展的技术成果，使其始终站在科技前沿，把握自己的发展方向和奋斗目标。形式可以多样，比如聘请专家做科学报告、现代科学技术展览、观看科学纪录片、参观现代企业等。 2.探讨多学科整合课程（格物致之）。即多学科融合，也就是在同一个问题情境中体现不同学科的内容，使仁者见仁、智者见智，最后全面总结事物本质的课程。让学生全面看待问题，体验事物的内在联系，培养学生的科学态度、探索精神，形成严谨的的逻辑思维能力。
3.组织社团活动，做好课外活动（修身）。推动各种有益活动的开展，让学生切身感受真实的生活，培养学生应对各种困难的能力。在活动中锻炼学生的应变能力、合作精神、组织才能和意志力。
总之，在工业4.0时代，无论是教学形式还是教学内容都会发生巨大的变化。居安思危，及早突破“天花板效应”，也许是我们唯一的选择。
