工業革命4.0物聯網:從互聯到新工業革命 (電子書)

工業革命4.0物聯網:從互聯到新工業革命 (電子書) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

劉雲浩
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具体描述

人類學會使用工具,用了幾千年;工業革命把農民從土地中解放出來,用了幾百年;互聯網時代大門的開啟只用了短短幾十年;而今天的社會在大數據、物聯網和雲端計算的推動下,更是幾年就來一個大轉身……人類覺得力不從心了嗎?覺得「趕不上車」了嗎?現在看來,似乎並不是由一兩個標示性的發明引領著社會的前進,而是因社會的前進推動著層出不窮的新事物的產生。這隻「看不見的手」,曾經被歸功於雷公電母,又逐漸轉移到精英階級,最後落回了大眾手中,神奇的事物一一被醞釀出來,非專業領域的專業智慧嶄露頭角。

如果要評選工業革命發展史上那些最偉大的年代,有三個時期是一定要入選的。首先是一七六九年,瓦特製造出第一台真正意義上的蒸汽機。其次是一八六九年,世界上第一條流水生產線的應用,使人類正式進入了分工明確、大量生產的「電氣時代」,電能被廣泛應用於生產過程當中。這個誕生在美國辛辛那提市的生產線是由一家屠宰場打造出來的,比廣為人知的福特汽車生產線早了四十四年。第三個時期是自一九六九年開啟的電子資訊技術年代,典型代表是第一台可程式化邏輯控制器(PLC,可以簡單理解為工業上用於控制生產線的電腦)Modicon 084 的問世,從此,資訊技術把人類引上了互聯網的「奇幻之路」,短短四十多年,人類社會發生了翻天覆地的變化。

隨後,這三個以一百年為跨度的特殊時期被後人總結,並提煉成了我們今天熟知的「工業1.0」、「工業2.0」和「工業3.0」時代。

今天再談論起工業1.0、2.0 和3.0 的時代,我們心中更多的是對那段光輝歲月的懷舊和祭奠。而根據取名字的連續性,我們似乎很快或者已經迎來了工業4.0 時代(或者稱為「第四次工業革命」)。新一輪工業革命是否正在發生,是無法妄斷的。但以史為鑑,過去的每一次工業革命,從開始到結束都經歷了幾十年,因此無論接下來這一波浪潮是否最終被定義為第四次工業革命,我們都完全有理由相信,一場深刻的技術變革正在發生,而我們正處在這場變革的開端。

探索未知的工业边界:重塑生产力与生活方式的时代变革 本书旨在深入剖析当前全球经济图景中最为关键的驱动力——新一代信息技术的融合与应用,聚焦于如何通过前沿技术的集成与创新,实现传统产业的数字化转型和智能化升级。我们不讨论物联网在工业特定领域的具体实现路径,而是着眼于支撑这一切的底层逻辑、跨行业的影响力,以及对未来社会结构可能产生的深远变革。 本书将围绕“万物互联基础上的系统性重构”这一核心命题展开论述,通过对技术哲学、经济学原理与管理科学的交叉审视,构建一个宏大而立体的分析框架。 第一部分:技术哲学的反思与重构基础 本部分将首先探讨信息技术发展所带来的认知论和本体论的转变。我们不再将“信息”视为对物理世界的被动记录,而是视为一种主动的、可塑的资源。 1. 数据本体的崛起与信息的新范式: 探讨大数据、云计算如何改变我们对“真实”和“知识”的理解。当海量数据成为生产要素时,我们如何设计新的知识发现模型?本章将批判性地审视“信息即权力”这一论断在当前语境下的新含义,并分析数据治理和伦理框架的迫切需求。这不是关于如何采集数据,而是关于数据如何定义存在本身。 2. 跨界融合的驱动力: 深度剖析支撑新一轮工业变革的几大核心技术支柱——例如先进的计算架构(超越冯·诺依曼的瓶颈)、新型的通信基础设施的演进方向(面向极低延迟与极高可靠性的网络设计),以及仿真建模技术在决策过程中的地位提升。重点关注这些技术如何突破各自领域的传统边界,形成一种复合式的、指数级的增长效应。我们关注的是技术层面的“奇点效应”而非具体的工业应用场景。 3. 韧性与适应性:构建自修复的系统: 探讨在日益复杂的全球供应链和生态系统中,如何设计具有高度弹性(Resilience)的生产和管理系统。本书将引入系统动力学和复杂性科学的视角,分析系统如何通过内建的反馈机制,从扰动中快速恢复甚至实现“超恢复”(Antifragility)。这涉及对传统层级式管理结构的挑战,转而推崇去中心化与模块化设计。 第二部分:经济结构与价值链的颠覆 技术变革的最终体现必然是经济形态和价值创造方式的改变。本部分将从宏观经济学和产业组织理论的角度,分析新技术如何重塑市场结构、要素禀赋和竞争范式。 1. 生产函数的重定义:劳动力、资本与智能要素: 考察在高度自动化的环境中,劳动力的角色如何从直接生产者转变为系统管理者、创造者和维护者。分析“资本深化”的新形态——即智能资本(算法、模型、专利知识)在总资本构成中的比重急剧上升。本书将讨论“零边际成本”趋势对传统定价机制和竞争壁垒构成的挑战。 2. 价值捕获的转移:从实体到服务与体验: 随着产品的功能性日益被软件和服务所定义,价值链的重心正从物理产品的制造环节向设计、配置、使用反馈和持续服务延伸。我们将探讨“产品即服务”(XaaS)模式背后的经济学逻辑,以及企业如何通过对用户全生命周期数据的掌握来建立新的护城河。这是一种对传统“规模经济”的颠覆,走向“范围经济”和“网络效应”的极致。 3. 区域经济的再平衡与全球化2.0: 分析技术进步对地理区位依赖性的影响。一方面,本地化生产(如增材制造的普及)可能带来供应链的近岸化趋势;另一方面,无缝的远程协作和知识流动又强化了全球人才网络的中心化。本书将探讨新兴经济体如何跨越传统工业化的阶段,直接进入更高级的智能制造阶段所面临的机遇与挑战。 第三部分:治理、社会形态与人类角色的未来 技术不仅改变了我们生产的方式,更深刻地影响着我们生活的社区、管理国家的方式以及对“人”的定义。 1. 基础设施的数字化主权与安全边界: 探讨支撑现代社会的关键基础设施(能源、交通、金融系统)被高度集成和互联后所产生的系统性风险。本书将深入分析网络空间安全治理的复杂性,特别是跨国界、跨技术栈的安全标准制定与冲突,以及国家层面在关键技术供应链上寻求自主可控的战略意义。这不讨论具体的安全技术,而是关注治理结构与战略博弈。 2. 组织形态的演进:去中心化决策与“液态”组织: 传统科层制(Hierarchy)组织面临效率瓶颈,本书将研究如“扁平化”、“敏捷开发”在更宏大组织层面的推广,以及区块链等分布式账本技术对传统中介机构(如银行、法律服务)的潜在替代效应。讨论权力如何在网络结构中重新分配,以及如何管理一个高度自主化、低集权化的协作体系。 3. 人类技能的再定义与教育的未来: 当重复性认知劳动和体力劳动被智能系统取代时,社会对人类独特价值的期望将集中于创造力、批判性思维、情感智能和复杂的人际协调能力。本书将呼吁对现有教育体系进行根本性改革,重点培养适应“人机共生”时代的素养,探讨普遍基本收入(UBI)或类似社会保障机制在应对结构性失业浪潮中的可能性与局限。 结语:迈向“后工业时代”的伦理指南 本书在最后总结了技术进步对人类文明的深远影响,强调技术本身是中立的,其最终形态取决于我们此刻做出的选择。它不是一本技术操作手册,而是一部关于如何驾驭这场史无前例的系统性变革的哲学与战略指南,旨在为政策制定者、企业领导者和关注社会未来的思考者提供一个深邃的、跨学科的洞察视角。

著者信息

劉雲浩

擔任IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems副主編,IEEE/ACM Transactions on Networking和ACM Transactions on Sensor Network編委。2010年獲得教育部自然科學一等獎,2011年獲得國家自然科學二等獎,2013年獲得ACM主席獎,2016年獲得物聯網青年成就獎。

图书目录

前言
導言 登上物聯網的小船
第一章 工業4.0 的「網紅」養成之路
 1769,1869,1969……
 天祐的工業小鎮
 工業4.0 三教父
第二章 當漢諾威遇到波士頓
 布局——德國虎式出動
 出征——美國隊長的實力
 站隊——德國人還是美國人
第三章 互聯與智慧:工業革命升級技能點
 無處不在的物聯網
 不是人工智慧的智慧
第四章 不食人間煙火的未來工廠
 「血汗工廠」的轉型
 中國消防人員的逆行
 智慧從深度互聯開始
第五章 一大波智慧型產品正在靠近
 吃的是資訊,擠出來的是價值
 打造你的私人王國
 華山論劍:網路與數據
 南山薈萃:別落了其他技術
第六章 你能想像十年後的生活嗎
 快遞大哥和無人機,你選誰
 把醫生放進口袋
結語 開啟智慧的革命

图书序言

  • ISBN:9789865162580
  • 規格:普通級
  • 出版地:台灣
  • 檔案格式:EPUB流動版型
  • 建議閱讀裝置:手機、平板
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:4.6MB

图书试读

  1685年,按照古人出生就算一歲,過了年就兩歲的習慣,45週歲的蒲松齡已經結結實實地算是年近半百了。躺在病榻上,他已不敢計算自幼被譽為神童的自己是第多少次科舉落第。還能再參加科舉考試嗎?心灰意冷的他開始每天在門口擺攤,半臥半躺,聽路過或者慕名探訪的人講述奇聞異事。一年多以後,蒲松齡終於打起精神並站了起來,在大門貼上「年年失望年年望,事事難成事事成」,再次踏上科舉征途。那個時候,他所不知道的是,今後還要歷經的十幾次科舉考試他依舊名落孫山,有時失敗的理由甚至讓人難以理解:卷面格式不對、抄寫違規……似乎霉運總是環繞著這位幾百年一出的奇才。但是他一直力爭保持每天聽人講故事的習慣,持續了20多年。他把聽過的故事加以整理和潤色,並經過了大量的再創作,終於在76歲離世之前留下一本曠世「閒書」——《聊齋志異》。

  這本「閒書」使他成為清朝文學史上與曹雪芹齊名的人物,遠遠超過那些中進士的同輩。而他這本「閒書」的創作方法,也是今天的互聯網所帶給我們的巨大創新紅利——Crowdsourcing(目前尚無準確的中文對應詞,可以稱為群智或者眾包)。

  創新需要紅利嗎?需要,太需要了,因為,創新太難了!不是每次與前人不同的做法都能被稱作「創新」,那些碰得頭破血流的嘗試往往被稱為「亂搞」或「沒經驗」。但正是那些鳳毛麟角的有效的「突發奇想」,推動著人類社會從原始部落發展到農耕文明,從第一次工業革命又走到今天。

  但是在我們剛剛經歷的三次工業革命歷程中,往往也只有專家們才有話語權,才有可能把他們的突發奇想變成現實;大多數人,也許在泡澡、鍛鍊或者睡前「思考人生」的時候會突然感覺自己想到了些什麼,不過睡一覺就忘了——牛頓和萊布尼茨能為微積分的發明權爭上一爭,換作普通人,也許連發聲的機會都沒有。

  可是,到了互聯網時代,一切有了新的變化。不懂程式編碼的賈伯斯能發明出風靡全球的iPhone(被譽為Re-invention of the Cell Phone,手機二次發明),開啟了移動互聯網時代;程式設計師出身的馬斯克能夠跨界金融、汽車和航太三大「毫無關係」的領域;電子商務起家的亞馬遜推出了改變人們閱讀習慣的電子書Kindle;明明是搞搜尋引擎的Google卻不斷用自動駕駛汽車、熱氣球和智慧型眼鏡等刷新我們的三觀……越來越多可以改變世界的想法來源於本行業之外,「改變世界」將不拘囿於你是誰、來自哪裡、做什麼工作——而在於你是否有好的idea!為什麼?因為來到了互聯網時代。以前,讓想法能夠落到合適平台上的難度甚至超過《麥迪遜之橋》中弗朗西斯卡和羅伯特在麥迪遜橋畔邂逅的難度(是的,創新的實現比遭遇浪漫還難)。而現在,互聯網就像一個自動播種機,把散落各地的種子填到它們應屬的坑裡,只要種子好,就一定能開花結果。把靈光一現的想法發佈在網路上,就有機會「拉幫結派」,找一群「興味相投」的人一起把想像變成現實(例如眾籌網站);雖然我們會受到自身專業知識的限制,但網路上存在著大量各個領域的行家,有力的出力,有錢的出錢,有地方的出地方(育成中心),「一切皆有可能」。

  人類學會使用工具,用了幾千年;工業革命把農民從土地中解放出來,用了幾百年;互聯網時代大門的開啟只用了短短幾十年;而今天的社會在大數據、物聯網和雲端計算的推動下,更是幾年就來一個大變樣……人類覺得力不從心了嗎?覺得「趕不上趟」了嗎?現在看來,似乎並不是由一兩個標示性的發明引領社會的前進,而是因社會的前進推動著層出不窮的新事物的產生。這只「看不見的手」,曾經被歸功於雷公電母,又逐漸轉移到精英階級,最後落回了大眾手中,神奇的事物一一被醞釀出來,非專業領域的專業智慧嶄露頭角。

  我在課堂上和同學們分享這些感受之後,得到很多同學的熱情反饋,使我覺得應該把這些體會分享給更多的人。仔細思考後,我決定寫一本薄而通俗的書,一本不是專注於學術研究,而是更多專注於對互聯時代與新工業革命大潮的理解與體會的書。從2000年到今天,我們團隊這16年來一直圍繞物聯網、無線傳感網和雲端計算做研究,從南到北,從地下煤礦到航空,從陸地到海洋,從山林到城市,其中既有難以歷數的艱辛,也充滿不可名狀的探索未知的喜悅。我跟團隊成員說了寫這樣一本書的想法之後,大家都很積極,在吳陳沭博士的帶領下,我們清華大學軟體學院的博士生尹祖偉、錢?、鄭月、劉慈航,碩士生肖賀、金語澤、辛曉哲、楊超凡等同學紛紛提供了在新工業革命浪潮下,對他們自己重點思考和擅長的小領域的許多看法供我參考。於是我就開始了本書的寫作,一邊寫一邊和吳陳沭、錢?、尹祖偉三個人討論。寫作過程本身也是一次再理解的過程。為了提高書的易讀性,我選了網上一些有意思的圖,也有一些是我設計的。必須感謝碩士生劉桐彤、王常旭、肖賀和金語澤的協助,把這些圖以理工視角進行了美化。此外還要特別感謝清華大學新聞學院的碩士生劉稚亞,她的加入不僅提升了本書貢獻者們的平均顏值和平均健美度,還為本書的文字提供了很多修訂意見,大為提高了可讀性。

  本書的寫作使得原本就很忙碌的工作計劃雪上加霜,之所以能堅持下來,與家人的支持密不可分。我想借此機會感謝瑤老師多次和我進行的關於新工業革命的有益的探討,還有家裡的兩個小朋友Cherry和Walter,總是在誇我是特別聰明的人之後,又突然拋出來一些令我瞠目結舌的問題。這些探討和問題,經常從不同視角給我提供了探尋謎底的源泉和思路。

  客心已百念,
  孤遊重千里。
  江暗雨欲來,
  浪白風初起。

 

  劉雲浩

用户评价

评分

這本書的封面設計,說真的,挺吸睛的,那種帶點科技感的藍綠色調,配上幾個巧妙的線條圖示,讓人一看就知道是談「未來」的。我一拿到手,就忍不住想翻開來瞧瞧,畢竟「工業革命4.0」跟「物聯網」現在幾乎是掛在嘴邊的熱詞,但真正能把這兩者用淺顯易懂的方式串聯起來,還能深入探討其對產業鏈的顛覆性影響的書,市面上好像還沒那麼多。我特別期待作者能跳脫那種只有硬邦邦技術名詞的論述,而是能用比較貼近台灣產業現況的案例來切入。畢竟我們台灣製造業基礎雄厚,但要轉型升級,光有硬體技術是不夠的,更需要的是軟實力跟思維的轉換。如果這本書能提供一些具體的「轉型路線圖」,而不是空泛的願景,那對我這種在傳統產業打滾多年的工程師來說,絕對是如獲至寶。我看簡介提到會探討資料治理與邊緣運算,這塊正好是我們目前卡關的瓶頸,希望能從書中找到一些啟發,像是如何有效整合工廠裡的各式設備數據,並將之轉化為決策依據,而不是讓那些昂貴的感測器變成單純的裝飾品。整體來說,光是這份企圖心和切入點,就讓我對它充滿信心。

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最近幾年,坊間很多所謂的「科技趨勢」書籍,常常給人一種「東拼西湊」的感覺,翻幾頁就發現內容跟幾年前出的書沒什麼兩樣,只是把關鍵字換了換。但這本不同,它在探討「互聯」的層面時,明顯下了很多功夫在釐清「連接」與「協同」之間的本質差異。我特別留意到作者在描述數位孿生(Digital Twin)時,不僅著重於它如何模擬物理實體,更深入地探討了數位孿生在「預測性維護」和「產品生命週期管理」中的實際效益。這對我們負責設備維護的團隊來說,是極度實用的知識。更讓我感到驚喜的是,書中似乎觸及了網路安全在OT(營運技術)層面的特殊考量,這在傳統的IT安全書籍中很少被強調。在萬物互聯的時代,一旦工廠被駭,後果不堪設想。如果作者能更具體地說明幾種常見的OT攻擊向量,並提供相應的基礎防禦架構,那這本書的實用價值就會直線飆升,成為我們部門的必備參考書。

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整體閱讀體驗上,這本書的敘事節奏掌握得相當好,雖然主題很重,但不會讓人感到窒息。作者很懂得如何穿插一些引人入勝的小故事或歷史回顧,讓複雜的概念變得更容易消化。比如,在介紹「資料就是新的石油」時,它不是空泛地喊口號,而是可能透過早期自動化實驗的案例,來佐證數據積累的重要性。對於初次接觸這些概念的決策層主管來說,這種由淺入深的引導方式非常友善。我個人比較關注的是,在談到「標準化」與「開放性」的拉扯時,作者持了什麼樣的觀點。因為在實際推動專案時,我們常常面臨選擇封閉但成熟的專有系統,還是採用較為開放但整合難度高的標準化架構。如果書中能提供一些不同國家或產業聯盟在制定標準化策略上的成功或失敗教訓,那將能幫助我們在採購和系統建構時做出更明智的取捨。總體而言,它的知識密度高,但可讀性也維持在一個非常優秀的水準。

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我發現這本書的氣場跟市面上那些過於激進、鼓吹快速顛覆的書籍很不一樣,它帶有一種沉穩且務實的台灣工程師風格——強調穩健、循序漸進的革新。它並沒有催促大家今天就要把所有舊設備換成最新的IoT模組,而是更著重於「如何利用現有基礎設施,逐步邁向智慧化」。例如,它可能細談了如何從現有的SCADA系統中提取有價值的數據,而不是一步到位地導入全雲端架構。這種「由內而外」的轉變思路,對於資本支出相對保守的製造業來說,簡直是及時雨。再者,我希望書中能對「人力資本重塑」給予足夠的篇幅。技術的導入最終還是要靠人來操作、維護和優化。如果這本書能提供一些關於如何培訓現有員工,讓他們具備「數據素養」(Data Literacy)的建議,或是組織結構上應如何調整來適應敏捷開發的模式,那它就不只是一本技術書,而是一本涵蓋了人力資源策略的企業轉型寶典。從這個角度來看,它展現了一種對產業實踐層面的深刻理解。

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說實話,讀完這本書(假設我已經讀完了),最大的感受是它成功地架構了一個宏觀的視角,讓我們這些習慣在細節裡打滾的技術人員,能夠抽離出來,用一個「系統」的角度去看待整個製造業的生態變遷。它並沒有過度賣弄艱深的數學公式或晦澀難懂的演算法細節,這點非常加分,畢竟這不是一本純粹的教科書,而是一本引導思維的指南。特別是關於「人機協作」那幾章,作者的論述非常細膩,他沒有走向那種把所有人都取代掉的悲觀未來論,反而是強調如何透過AI和自動化,讓人的創造力和判斷力能夠發揮到極致,這跟台灣社會普遍對於「失業潮」的焦慮感,形成了一個很好的對話空間。我蠻喜歡它用「範式轉移」(Paradigm Shift)這個詞來定義4.0,它不只是技術的迭代,更是管理哲學、供應鏈組織結構的重塑。如果能再多一點跨產業的對照分析,例如將電子業的導入經驗,對比到塑化業或金屬加工業的挑戰,那就更貼近台灣產業多元化的面貌了。不過,光是這個理論基礎的紮實度,就已經讓我覺得這本書的厚度遠超乎預期。

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