工业新技术如何评价

    不论人们如何评价工业4.0，我们都正在或即将受到第四次工业革命的深刻影响，我们也必将成为一个伟大时代的见证者。在本系列文章里，笔者将试图探讨本轮工业技术革命对我们社会和生活的影响。

    如何评价新技术

    人类对技术的理解往往是肤浅的，人类对某项技术的评价也通常都是马后炮式的。未来学家，科幻作者以及风险投资者对未来科技的预测，尽管有时方向是正确的，但是形式大都是错误的。

    对某项特定技术往往给以过高期待

    人类总是爱幻想的，如同花痴女看到男神便意淫与之约会结婚生子，投资人看到某项“黑科技”时总会幻想它能成为估值万亿的独角兽项目。但事实上真正独具慧眼并拥有好运的人总是少数，即便天才也是如此。

    爱迪生的电力火车构想图片第一次出现是在18世纪的某次世博会上。在当时，当时很多投资家和爱迪生一样，都认为未来的火车将自带电池在铁轨上驰骋。然而事实证明，这些人高估了当时爱迪生的直流电和蓄电池的潜力，在特斯拉的交流电站成功运营后的几十年内，电力行业就逐渐变成今天的样子。

    然而，尽管爱迪生对直流电动机车的预测是错误的，但是电力机车取代内燃机车确实是大势所趋，正如今天的新能源汽车取代传统汽车。也许我们这代人将见证内燃机时代的终结，汽缸，活塞和曲轴或许将成为历史。

    正如爱迪生等工程师和投资家过高估计了直流电，今天的人类也同样在高估和错误解读4.0时代的种种科技。例如，3D打印技术。

    严格讲3D打印并非新技术，至少在上世纪90年代就已经出现成熟的产品。由于这类增式制造设备主要用于制作样件，所以统称快速原型机。3D打印技术从本质上讲是自动焊接，即基于自动化运动控制技术的堆砌焊工艺，两者都是成熟的技术，所以我实在无法认同目前许多专家和行业分析师把3D打印作为工业4.0的关键技术的说法。下面视频为Fraunhofer IPT 十几年左右的项目。

    很多专家认为，新一代增式制造技术可以一次性打印产品的各个零部件，避免装配。但是需要注意的是机械零件都是需要测试的，特别是材料性能。3D打印在本质上是一种焊接工艺，而在机械设计中焊接是要尽量避免的，特别是关键的受力部件。

    同时，所有的制造工艺都在发展，自动化程度也越来越高。所以我们在评价新技术时，不应该偏执于某个单项突破，而应该着眼于技术群的发展。所以，从这个角度看，3D打印仅仅是先进制造技术的一种，有太多的新工艺值得关注，此处暂不做展开。

    再以虚拟/增强现实技术为例，这玩意的确是个很酷的东西，但是否在所有需要视觉表达的都需要虚拟现实?因为但很难想象未来人类各个带着奇怪的眼镜，做着奇怪的手势在地铁里玩浸入式3D游戏打发时间。

    更重要的是，新技术的出现也许会使得虚拟现实的重要性降低。例如，现在的工业4.0专家预言，在不久的将来工程技术人员将佩戴增强现实眼镜进行设备修理，眼镜里面能够显示提示信息，指导工人进行复杂的接线。但是未来的工程布线会越来越集成，也越来越简化，甚至全部通过无线射频收发信号，这样的话信号线就没有存在的意义了。

    忽视尚未出现的新技术

    实际上，人类的想象力总是基于已经存在的事物的。例如在美苏航天竞赛时，很多未来学家预测人类将开始太空殖民时代。但实际上冷战结束后，人类探索太空的热情就大为减弱。

    电影星球大战里未来机的操控面板，看上去是那种很low的阴极射线管。因为电影在拍摄时代根本没有液晶和数码显示，更没有触摸屏或虚拟现实，因为没见过，所以想不到

    与这些模拟技术相比，数字技术几乎是横空出世，TFT液晶技术迅速引发了显示革命。这个技术是专家们始料未及的，而正是它改变了人类周遭的世界：我们从塑料按键时代进入平板玻璃时代。如果我们把液晶面板的出现作为时间节点，可以发现此前的科幻插画和电影里面，控制台都是按键，更早期的甚至都是机械扳手;而之后的科幻作品里渐渐加入了平板显示，虚拟现实甚至又酷的手势控制。

    如何把握未来技术发展的趋势

    人类进入新世纪以来，技术更新的速度越来越快，投资决策上稍有不慎，对某项新技术的投资就会付之东流。所以我一直反对由政府主导的技术引进或技术投资(国防及战略性技术除外)。因为这些人并不具备足够专业的技术知识和对行业的深入认识。例如上世纪末国家主导引进CIMS(计算机辅助制造系统)，钱没少花，但是以失败告终。主要原因是当时计算机控制技术和理论都不成熟，所以没过多久就被DCS(分布式控制系统)所取代。

    如今，政府似乎又在大干快上工业4.0和智能制造，从大趋势上看是没错的，新的制造技术和智能生产管理系统的确正在成为世界范围制造业的主流应用，中国制造业也的确需要通过技术投入进行转型升级。 但是，当我们的企业在政府的指导下选择转型方向时往往会陷入盲目，3D打印热，机器人热，智能装备热，互联网APP热就是中国众多制造企业自乱阵脚的具体表现：政府一声令下，企业便赴汤蹈火。对于工业4.0我个人的态度是：看好第四次工业革命，但对于中国企业大跃进式的作风表示担忧。

    那么，我们应该如何把握技术发展的趋势呢?我的建议是看内部逻辑，而不是看表象。以最近被热议的阿法狗为例，与其说人工智能战胜了人类智力，不如说是启发式算法的一次成功案例。目前所谓的人工智能本质上都是高效的算法，而这个东西其实早在20年前的就已经出现，而近20年里，各大工科甚至商科某些专业的研究生论文如果不涉及神经网络，蚁群算法，模拟退火等公式，那么学位证基本上是拿不到的。所以在我看来，阿法狗的胜利，说明智能控制算法和决策算法已经到了开花结果的时候，许多控制软件可以在内部嵌套这些智能算法。所以在判断智能制造项目是否真的够智能标准时，就需要评估里面的算法模型，这样就不至于被一般的系统集成公司包装的自动化项目给忽悠了。

    现在我们再来分析增式制造，实际上半导体，液晶和光伏产业都已经成熟运用增式制造(化学沉降就是一种增式制造工艺)。本世纪液晶平板和光伏产业的高速增长，恰恰是基于半导体制造经验。而金属3D打印技术的发展实际上是基于激光/等离子焊接和粉末冶金工艺的成熟。所以说3D打印技术是对现有多项工艺和工业技术的综合运用，而上文中的视频正是把3D打印和机械加工功能集成在一起，是增式制造和减式制造的综合运用。除了零件的成型过程，材料本身属性的改变(热处理工艺)也使很重要的，那么是否也可以将这些功能也集成在一起呢?

    所以如果说3D打印是工业4.0的关键技术，到不如说在未来的4.0时代，各种制造工艺和自动化信息化手段会充分的集成，也会由此产生诸多新工艺，新技术。也就是说，在4.0时代，3D打印将不再是一个特殊的制造技术，而将成为某个综合加工中心的功能之一。

    综上所述，在这次工业革命里，功能集成才是趋势，而趋势比形式重要得多。与其强调某种技术的重要性不如去深刻分析技术发展的趋势。