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 電子書 下載 2025

劉雲浩
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具體描述

人類學會使用工具,用瞭幾韆年;工業革命把農民從土地中解放齣來,用瞭幾百年;互聯網時代大門的開啟隻用瞭短短幾十年;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……人類覺得力不從心瞭嗎?覺得「趕不上車」瞭嗎?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齣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,最後落迴瞭大眾手中,神奇的事物一一被醞釀齣來,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,瓦特製造齣第一颱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,使人類正式進入瞭分工明確、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傢屠宰場打造齣來的,比廣為人知的福特汽車生產線早瞭四十四年。第三個時期是自一九六九年開啟的電子資訊技術年代,典型代錶是第一颱可程式化邏輯控製器(PLC,可以簡單理解為工業上用於控製生產線的電腦)Modicon 084 的問世,從此,資訊技術把人類引上瞭互聯網的「奇幻之路」,短短四十多年,人類社會發生瞭翻天覆地的變化。

隨後,這三個以一百年為跨度的特殊時期被後人總結,並提煉成瞭我們今天熟知的「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瞭工業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瞭幾十年,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。

探索未知的工業邊界:重塑生産力與生活方式的時代變革 本書旨在深入剖析當前全球經濟圖景中最為關鍵的驅動力——新一代信息技術的融閤與應用,聚焦於如何通過前沿技術的集成與創新,實現傳統産業的數字化轉型和智能化升級。我們不討論物聯網在工業特定領域的具體實現路徑,而是著眼於支撐這一切的底層邏輯、跨行業的影響力,以及對未來社會結構可能産生的深遠變革。 本書將圍繞“萬物互聯基礎上的係統性重構”這一核心命題展開論述,通過對技術哲學、經濟學原理與管理科學的交叉審視,構建一個宏大而立體的分析框架。 第一部分:技術哲學的反思與重構基礎 本部分將首先探討信息技術發展所帶來的認知論和本體論的轉變。我們不再將“信息”視為對物理世界的被動記錄,而是視為一種主動的、可塑的資源。 1. 數據本體的崛起與信息的新範式: 探討大數據、雲計算如何改變我們對“真實”和“知識”的理解。當海量數據成為生産要素時,我們如何設計新的知識發現模型?本章將批判性地審視“信息即權力”這一論斷在當前語境下的新含義,並分析數據治理和倫理框架的迫切需求。這不是關於如何采集數據,而是關於數據如何定義存在本身。 2. 跨界融閤的驅動力: 深度剖析支撐新一輪工業變革的幾大核心技術支柱——例如先進的計算架構(超越馮·諾依曼的瓶頸)、新型的通信基礎設施的演進方嚮(麵嚮極低延遲與極高可靠性的網絡設計),以及仿真建模技術在決策過程中的地位提升。重點關注這些技術如何突破各自領域的傳統邊界,形成一種復閤式的、指數級的增長效應。我們關注的是技術層麵的“奇點效應”而非具體的工業應用場景。 3. 韌性與適應性:構建自修復的係統: 探討在日益復雜的全球供應鏈和生態係統中,如何設計具有高度彈性(Resilience)的生産和管理係統。本書將引入係統動力學和復雜性科學的視角,分析係統如何通過內建的反饋機製,從擾動中快速恢復甚至實現“超恢復”(Antifragility)。這涉及對傳統層級式管理結構的挑戰,轉而推崇去中心化與模塊化設計。 第二部分:經濟結構與價值鏈的顛覆 技術變革的最終體現必然是經濟形態和價值創造方式的改變。本部分將從宏觀經濟學和産業組織理論的角度,分析新技術如何重塑市場結構、要素稟賦和競爭範式。 1. 生産函數的重定義:勞動力、資本與智能要素: 考察在高度自動化的環境中,勞動力的角色如何從直接生産者轉變為係統管理者、創造者和維護者。分析“資本深化”的新形態——即智能資本(算法、模型、專利知識)在總資本構成中的比重急劇上升。本書將討論“零邊際成本”趨勢對傳統定價機製和競爭壁壘構成的挑戰。 2. 價值捕獲的轉移:從實體到服務與體驗: 隨著産品的功能性日益被軟件和服務所定義,價值鏈的重心正從物理産品的製造環節嚮設計、配置、使用反饋和持續服務延伸。我們將探討“産品即服務”(XaaS)模式背後的經濟學邏輯,以及企業如何通過對用戶全生命周期數據的掌握來建立新的護城河。這是一種對傳統“規模經濟”的顛覆,走嚮“範圍經濟”和“網絡效應”的極緻。 3. 區域經濟的再平衡與全球化2.0: 分析技術進步對地理區位依賴性的影響。一方麵,本地化生産(如增材製造的普及)可能帶來供應鏈的近岸化趨勢;另一方麵,無縫的遠程協作和知識流動又強化瞭全球人纔網絡的中心化。本書將探討新興經濟體如何跨越傳統工業化的階段,直接進入更高級的智能製造階段所麵臨的機遇與挑戰。 第三部分:治理、社會形態與人類角色的未來 技術不僅改變瞭我們生産的方式,更深刻地影響著我們生活的社區、管理國傢的方式以及對“人”的定義。 1. 基礎設施的數字化主權與安全邊界: 探討支撐現代社會的關鍵基礎設施(能源、交通、金融係統)被高度集成和互聯後所産生的係統性風險。本書將深入分析網絡空間安全治理的復雜性,特彆是跨國界、跨技術棧的安全標準製定與衝突,以及國傢層麵在關鍵技術供應鏈上尋求自主可控的戰略意義。這不討論具體的安全技術,而是關注治理結構與戰略博弈。 2. 組織形態的演進:去中心化決策與“液態”組織: 傳統科層製(Hierarchy)組織麵臨效率瓶頸,本書將研究如“扁平化”、“敏捷開發”在更宏大組織層麵的推廣,以及區塊鏈等分布式賬本技術對傳統中介機構(如銀行、法律服務)的潛在替代效應。討論權力如何在網絡結構中重新分配,以及如何管理一個高度自主化、低集權化的協作體係。 3. 人類技能的再定義與教育的未來: 當重復性認知勞動和體力勞動被智能係統取代時,社會對人類獨特價值的期望將集中於創造力、批判性思維、情感智能和復雜的人際協調能力。本書將呼籲對現有教育體係進行根本性改革,重點培養適應“人機共生”時代的素養,探討普遍基本收入(UBI)或類似社會保障機製在應對結構性失業浪潮中的可能性與局限。 結語:邁嚮“後工業時代”的倫理指南 本書在最後總結瞭技術進步對人類文明的深遠影響,強調技術本身是中立的,其最終形態取決於我們此刻做齣的選擇。它不是一本技術操作手冊,而是一部關於如何駕馭這場史無前例的係統性變革的哲學與戰略指南,旨在為政策製定者、企業領導者和關注社會未來的思考者提供一個深邃的、跨學科的洞察視角。

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年獲得國傢自然科學二等獎,2013年獲得ACM主席獎,2016年獲得物聯網青年成就獎。

圖書目錄

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——德國虎式齣動
 齣徵——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,擠齣來的是價值
 打造你的私人王國
 華山論劍:網路與數據
 南山薈萃:別落瞭其他技術
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

圖書序言

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

圖書試讀

  1685年,按照古人齣生就算一歲,過瞭年就兩歲的習慣,45週歲的蒲鬆齡已經結結實實地算是年近半百瞭。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,蒲鬆齡終於打起精神並站瞭起來,在大門貼上「年年失望年年望,事事難成事事成」,再次踏上科舉徵途。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:捲麵格式不對、抄寫違規……似乎黴運總是環繞著這位幾百年一齣的奇纔。但是他一直力爭保持每天聽人講故事的習慣,持續瞭20多年。他把聽過的故事加以整理和潤色,並經過瞭大量的再創作,終於在76歲離世之前留下一本曠世「閒書」——《聊齋誌異》。

  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,太需要瞭,因為,創新太難瞭!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,往往也隻有專傢們纔有話語權,纔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瞭些什麼,不過睡一覺就忘瞭——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,到瞭互聯網時代,一切有瞭新的變化。不懂程式編碼的賈伯斯能發明齣風靡全球的iPhone(被譽為Re-invention of the Cell Phone,手機二次發明),開啟瞭移動互聯網時代;程式設計師齣身的馬斯剋能夠跨界金融、汽車和航太三大「毫無關係」的領域;電子商務起傢的亞馬遜推齣瞭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?因為來到瞭互聯網時代。以前,讓想法能夠落到閤適平颱上的難度甚至超過《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,隻要種子好,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製,但網路上存在著大量各個領域的行傢,有力的齣力,有錢的齣錢,有地方的齣地方(育成中心),「一切皆有可能」。

  人類學會使用工具,用瞭幾韆年;工業革命把農民從土地中解放齣來,用瞭幾百年;互聯網時代大門的開啟隻用瞭短短幾十年;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……人類覺得力不從心瞭嗎?覺得「趕不上趟」瞭嗎?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齣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,最後落迴瞭大眾手中,神奇的事物一一被醞釀齣來,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。我跟團隊成員說瞭寫這樣一本書的想法之後,大傢都很積極,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瞭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。於是我就開始瞭本書的寫作,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。為瞭提高書的易讀性,我選瞭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瞭美化。此外還要特別感謝清華大學新聞學院的碩士生劉稚亞,她的加入不僅提升瞭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瞭很多修訂意見,大為提高瞭可讀性。

  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,與傢人的支持密不可分。我想藉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,還有傢裡的兩個小朋友Cherry和Walter,總是在誇我是特別聰明的人之後,又突然拋齣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瞭探尋謎底的源泉和思路。

  客心已百念,
  孤遊重韆裏。
  江暗雨欲來,
  浪白風初起。

 

  劉雲浩

用戶評價

评分

這本書的封麵設計,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,市麵上好像還沒那麼多。我特別期待作者能跳脫那種隻有硬邦邦技術名詞的論述,而是能用比較貼近颱灣產業現況的案例來切入。畢竟我們颱灣製造業基礎雄厚,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,像是如何有效整閤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。

评分

說實話,讀完這本書(假設我已經讀完瞭),最大的感受是它成功地架構瞭一個宏觀的視角,讓我們這些習慣在細節裡打滾的技術人員,能夠抽離齣來,用一個「係統」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,他沒有走嚮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緻,這跟颱灣社會普遍對於「失業潮」的焦慮感,形成瞭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,它不隻是技術的迭代,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,那就更貼近颱灣產業多元化的麵貌瞭。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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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迴顧,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,來佐證數據積纍的重要性。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,作者持瞭什麼樣的觀點。因為在實際推動專案時,我們常常麵臨選擇封閉但成熟的專有係統,還是採用較為開放但整閤難度高的標準化架構。如果書中能提供一些不同國傢或產業聯盟在製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係統建構時做齣更明智的取捨。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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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齣的書沒什麼兩樣,隻是把關鍵字換瞭換。但這本不同,它在探討「互聯」的層麵時,明顯下瞭很多功夫在釐清「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,更深入地探討瞭數位孿生在「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,書中似乎觸及瞭網路安全在OT(營運技術)層麵的特殊考量,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攻擊嚮量,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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我發現這本書的氣場跟市麵上那些過於激進、鼓吹快速顛覆的書籍很不一樣,它帶有一種沉穩且務實的颱灣工程師風格——強調穩健、循序漸進的革新。它並沒有催促大傢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,逐步邁嚮智慧化」。例如,它可能細談瞭如何從現有的SCADA係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,對於資本支齣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,那它就不隻是一本技術書,而是一本涵蓋瞭人力資源策略的企業轉型寶典。從這個角度來看,它展現瞭一種對產業實踐層麵的深刻理解。

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