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“第5次产业革命”——深化人与技术的融合

jf_pJlTbmA9 来源:网络 作者:网络 2023-10-16 18:15 次阅读

“第5次产业革命”——深化人与技术的融合

继第4次产业革命之后,目前各国都在积极讨论“第5次产业革命”的相关话题。在第4次产业革命中的讨论主题即通过利用AIIoT、大数据来改变产业构造以外,第5次产业革命中新加入了“可持续性”、“以人为本”及“环保”等理念。

下面,我们将以第4次产业革命的课题和各国的举措以及第5次产业革命中所需要的关键技术等为中心,向大家介绍有关第5次产业革命的前沿动向。

第4次产业革命的课题

在第4次产业革命中,IoT给人们的生活带来便利。通过AI对工作数据进行学习、预测和推论,实现了以往的计算机所无法完成的复杂工作的自动化。此外,通过从互联网连接设备收集数据并将其作为大数据进行分析,可对设备的动作、故障及人体健康、行动等进行预测,从而提高了营销的精度。

例如,在制造业中,通过网络收集来自机器人或自动加工设备的信息,并通过计算机控制实现了高速准确的重复作业,成功地将少品种大批量生产能力提高到一个惊人的水平。同时,在社会生活中则充分运用营销数据,无人店铺、在线诊疗、电子结算、公共服务等各类在线化服务给日常生活带来了各种便利。

但是在这一第4次产业革命中,尚未引入地球环境的可持续性、基于人类嗜好以人为本的思考方法以及针对资源问题的循环型经济等举措。此外,由于局限于以单体产业领域或企业单位等垂直型的改革为主,所以很难开展跨产业、企业和部门的活动,在满足广泛的社会需求上方面尚存在局限性。

世界各国的第5次产业革命相关举措

为了解决第4次产业革命中的课题,在第5次产业革命中提出了更深入广泛的概念。各国已相继发表了继实现第4次产业革命之后第5次产业革命的新理念,例如,欧盟委员会以“可持续性”、“以人为本”、“恢复力”为理念,发表了“工业5.0(Industry5.0)”作为产业发展的目标,德国则发表了继Industry4.0之后的“2030 Vision for Industrie4.0”方针。此外,日本于2016年发表了旨在兼顾经济发展和社会课题解决的“Society5.0”。在此,我们将介绍第5次产业革命的概要,以及欧盟、德国、日本及其他各国在这方面的举措。

欧盟委员会(European Commission)的第5次产业革命(工业5.0)

欧盟(EU)的主要机构欧盟委员会(European Commission)发表了工业5.0方针,取代2021年所发表的工业4.0。工业5.0是一个对人类和社会、环境的观点加以补充和扩展的理念,很大程度上受到了2019年所发表的欧洲成长战略的优先主题,即“欧洲绿色协议”、“欧洲数据战略”及“以人为本的经济”的影响。

例如,到2050年为止实现不受气候变化影响的社会产业,即实现产业的碳中和,同时力争取得在全球经济方面的领导地位。具体来说,比如开发安全、可持续的化学物质,或实现碳中和的钢铁制造等,以创造不受气候变化影响的循环型产品的全新市场。

德国的第5次产业革命

在德国,以联邦政府为主体,一直以来积极推进构建包括民营企业在内的产官学合作体制即工业4.0。在第5次产业革命中,德国Industry4.0推进机构Platform Industrie4.0于2019年发表了“2030 Vision for Industrie4.0”作为今后10年的指针,此外还于2020年11月发表了题为《可持续生产~积极塑造Industry4.0的生态转型~》的报告。

2030 Vision for Industrie 4.0

在2030 Vision for Industrie4.0中,提出了“自律性”、“互操作性”、“可持续性”等重要的理念,并就各项内容例举了具体的可行措施,包括改善劳动条件和能够应对技术转移的教育等以人为本的思考方式、通过跨部门和企业的协作实现产业和社会的变革,实现可提高资源效率等可持续性的生产制造,等等。

可持续生产~积极塑造Industry4.0的生态转型~

在《可持续生产~积极塑造Industry4.0的生态转型~》报告中,对实现“2030 Vision for Industrie4.0”的关键理念即“可持续性”具体实施的视点和方案进行了定义。例如,针对可持续生产提出了以下3个方向。

・减少消费,增加影响力
・从大量生产转向提供具有透明度的服务
・循环型经济系统中的合作

对于这些方向性,都设定了更为细致的方案,从而实现积累具体方案定义和用例、快速进行社会实施的目标。

日本的第5次产业革命―Society 5.0

日本政府已于2016年提出意为“以人为本的社会(Society)”的Society5.0,推出了“通过网络空间(虚拟空间)和物理空间(现实空间)高度融合的系统,实现能够兼顾经济发展和社会课题解决”的方针。

在欧盟委员会的Industry5.0报告中介绍了日本Society5.0作为其先行概念,并对此给予了很高的评价。事实上,日本自古以来一直致力于与社会和环境的共生,尊重基于“以人为本”理念自发性地发现问题并采取行动。此外,在发生灾害时,日本社会可通过产业、企业及行政部门的合作迅速实现重建,其速度让世界为之惊叹。

然而,今天世界各国在推进第5次产业革命的同时,为了掌握全球范围标准化的合作和主导权,正在展开激烈的争夺。在第5次产业革命时代,为了将日本的Society5.0作为世界标准予以普及,势必需要开展积极的全球合作和标准化活动。

其他国家的第5次产业革命

第5次产业革命的趋势不仅在欧洲、德国、日本,在美国和中国也逐渐显著。

美国目前正计划转向有利于环境保护的政策。2021年,德国Platform Industry4.0和美国CESMII(the Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute)宣布在应对环境和气候变化的可持续制造等领域开展合作。中国也在国家智能生产政策展望即《中国制造2025》的报告中表明了将在可持续性领域领先世界的姿态,同时发表了制造业的绿色计划。

第5次产业革命中的关键技术

在第5次产业革命的重要理念中,包含了“以人为本”和“可持续性”两项内容。举例来说,直至第4次工业革命为止,机器对人来说是危险的存在,因此需要设置安全栅栏将人和机器分隔成不同的流程和空间。此外,工业产品的制造不可避免地造成对人体和环境的不利影响。但是在第5次产业革命中,基于以人为本的概念,人和机器将在同一个环境中工作。同时,为了提高可持续性,还需要对人体无害、利于环保的技术,各项技术之间的融合必不可少。在此,我们将以“协作机器人”和“智能细胞工业”为例,对第5次产业革命中的前沿技术进行解说。

人与机器人技术的融合:协作机器人

机器人是在第4次产业革命中大量引进的机器,其中尤其产业机器人在工厂的组装、加工、搬运和流通工程等中,为提高生产率做出了很大贡献。在第4次产业革命中,产业机器人在安全栅栏中实施作业,但在第5次产业革命中,机器人和实施操作的工作人员是在同一空间内工作的。

在没有安全栅栏的环境中与操作人员在同一空间作业的工业用机器人被称为“协作机器人(Collaborative Robot=Cobot)”。为了保证对操作人员的安全性,协作机器人的机器臂上搭载了用以检测是否有人员接近的超声波传感器、检测动作速度的加速度传感器,以及能够高精度测量倾斜度的陀螺仪传感器来确保正确操作。此外,如需要正确把握工件的颜色和形状,则需要搭载机器视觉系统。不仅如此,通过充分使用安全控制软件等,还能够实现人与机器的协作。同时,通过机器间的连动与通信,还能够实现对多种设备的同时应对,并根据需求变动调整产量增减,还可进行生产品种的变更,从而构建更灵活机动的生产体系。

由此可见,协作机器人可基于“以人为本”的理念,实现于人无害的安全且接近人工的操作动作,因此不仅在工厂,在服务领域也能够付诸实用。随着机器视觉和AI技术的深化,在医疗、教育、饮食和零售等领域的应用也正得到不断拓展。

数字技术与生物技术的融合:智能细胞工业

所谓“智能细胞”,是指通过生物技术和信息解析等数字技术,对生物细胞所具有的物质生产能力进行高度设计,以理想的方式进行控制并尽可能发挥其功效的细胞。而所谓“智能细胞工业”,其目的是使智能细胞如一个物质生产工厂般发挥其功能,是第5次产业革命中的一项关键技术。

与第4次产业革命中的IT和AI等先进的数字技术相融合,生物技术已取得了惊人的进化和发展。智能细胞工业有助于进一步推进此类发展。例如,目前正在研发一项技术,即不使用有害颜料而通过人工来再现自然界中存在的生物显色,实现对人体无害、利于环保并不易褪色的工业产品着色工艺。此外,人们已成功开发出一种耐热、耐冲击、植物由来的树脂,并已作为家电产品的框体和汽车的外装零件付诸使用。除此以外,生物燃料和基因治疗等也包含在智能细胞工业的范畴之中。

智能细胞工业中,需要使用AI对庞大的信息进行解析、实现制造工序模块化的装置组合、人型实验机器人以及将这些连接并网络化等的数字技术。可以说,为了实现第5次产业革命中对人体无害、利于环保的“可持续”经济活动,此类数字技术的进一步发展和生物技术的高水平融合是关键所在。

总结

在第5次产业革命中,各国均提出了各自的理念,概括来说,与“充分运用IoT或AI技术”即依赖于某种技术的第4次产业革命不同,在第5次产业革命中,还纳入了“包含以人为本、可持续性、生态系统的恢复能力”的实现目标。然而,依靠单独某项技术是无法实现这一目标的,必须将IT和AI与机器人技术、生物技术,乃至网络空间(虚拟空间)与物理空间(现实空间)高度融合,完善新的基础设施,从而实现“超智能社会”的目标。在如此复杂化的第5次产业革命时代,毋庸置疑只有能够就此类课题开展积极商讨并努力进行技术革新的企业,才能获得生存。

审核编辑 黄宇

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