智慧工业

东莞孙师师

　　从1945年美国研制出第一台计算机开始，由机器代替人脑进行计算成为发展方向，并因此产生了第四次产业革命。之前的三次产业革命，分别是由蒸汽机所代表的机械动力、电力和原子能的发明所带动的。而这一次产业革命，使人类所制造的机械，不仅仅能够产生强大的动力，更重要的是，它使人类的思维在机器的帮助下得以超越局限。到现在，这个被人们称之为电脑的产品已经广泛应用于人类生产和生活的各个方面，而这个新的产业时代，我们称之为“信息时代”，因为信息技术已经成为经济发展的主要原动力。
　　刘慈欣在他的科幻小说《三体》中有这样一个观点，人类的各个文明发展阶段，是以加速度的方式进化的。从直立行走到建立简单的文明社会，人类花了几百万年的时间；从农业文明进化到工业文明，经过了几千年的时间，而从工业文明到原子文明，只用了短短二百年的时间；从原子文明到现在的信息时代，只是弹指一挥间，人间已经沧海桑田了。这种进化的加速度能维持多久？人类的科技还将以更快的速度加倍创新吗？无论是科学家还是科幻小说家，都没有能够给出确定的答案，他们只是在不同的程度上，对我们文明的未来抱有悲观的态度——人类发明了电脑，而最终在追求对人类的思维、智能乃至情感的模拟的过程中，人类和自己一手创造的机械智能陷入了史无前例的战争，并最终一败涂地……
　　这场战争将在何时爆发？斯皮尔伯格的电影《人工智能》的开头中，当南北极的冰川融化淹没整个地球的大部分表面的时候，科学家说，很久很久以前，人类制造了一部计算机，并且和它下棋，他的听众哄堂大笑。可是，如果人类文明加速度的理论是真的，这场战争可能离我们并不会太遥远。尽管从计算机的发明到现在，才刚刚过去了半个世纪，智能已经遍及我们生活的所有角落。
　　一
　　信息化是中国工业发展的战略方针，中共十四大到十五大提出推动国民经济的信息化，十六大提出以信息化带动工业化、以工业化促进信息化的发展战略，十七大进一步提出了大力促进信息化和工业化的融合。
　　而信息化和工业化的融合，有两方面的意义，一是生产过程的信息化，以智能化的控制和管理手段，达到提高效率和节能减排的目的；其次就是生产产品的智能化。很显然，在企业走向现代化的过程中，实现智能化是非常重要的一个途径和方向,因为智能化会给人们带来显著的经济效益和社会效益。
　　2007年西门子收购了产品生命周期管理 （PLM）软件和服务提供商ugS公司，这次并不太为人所知的收购，对于西门子来说非常重要，因为这项收购使得西门子成为一个可以为制造业提供端到端的软件和硬件组合的提供商，它所提供的系统，可以用于开发一个产品所涉及的所有过程——从技术设计到生产规划和操作的模拟，为产品的整个生命周期提供了一个集成、协作的环境。
　　如果去西门子位于德国纽伦堡附近的几个工厂参观的话，就会发现，在厂房里现场工人的数量很少，几乎全部实现自动化控制。“用自己的产品生产产品”就是西门子员工对于企业进行智能化生产觉得最为骄傲的地方。工厂大型的物流系统往往令参观者惊叹不已，全部的元器件供应由一个高度自动化的立体仓库和全程物流传送带组成，工作人员需要做的只是在其计算机终端上输入元器件的供料请求。
　　二
　　更加大型的智能化的传送系统，我们在北京可以看到，任何一个从外地搭飞机来到北京的人，都可以感受到。西门子工业系统及技术服务集团机场物流部项目总监JeffMartin先生说：“毫不夸张地说，首都机场T3航站楼的行李处理系统，比建筑本身更像是工程奇迹，它绝对是世界上最尖端的行李运输系统之一。”
　　他的话没有夸张的成分。在欧洲，单体航站楼最大的行李处理系统是英国伦敦希斯罗机场的T5航站楼，每小时可处理1.2万件行李，每年旅客吞吐量3000万人，可是它的建造耗时也达到了惊人的20年。在西门子接下T3航站楼行李处理系统项目的时候，T1和T2航站楼的规模和效率，早已不能满足进出北京的客流的需要，更无法承担即将因为奥运而涌入北京的来自世界各地的游客。最后，西门子花了两年半的时间，建成了这个世界上最先进的机场行李处理系统，每小时可处理1.92万件行李，旅客吞吐量高达5000万人。
　　这个巨大的行李处理系统由出港、中转、进港行李处理系统和行李空筐回送系统、早交行李存储系统组成，占地面积约120000平方米，总长度约68km，传输速度可达10米/秒，覆盖T3A、T3B和隧道三个建筑物。为适应T3航站楼高峰时段124架次航班的运载能力、平均每30秒钟航班起落要求，行李系统达到每小时始发行李处理19200件，每小时中转行李处理7500件，每小时再值机行李处理3000件的能力。
　　西门子说，能够建成这样的系统以及拥有能够在2年半的时间内建成如此复杂和高智能的处理系统的能力，其中一个重要的原因，是它在纽伦堡附近兴建的一座占地8500平方米的“西门子机场实验室”，是世界上首家为机场运营商和航空公司服务的集创新、规划和测试为一体的模拟机场。
　　三
　　2006年10月31日，西门子中国研究院正式挂牌成立，计划在未来3到5年的时间里，投资8亿元人民币扩展在北京和上海的研发活动。研发工作将主要集中在交互设计和技术、软件与工程、数据网络技术、无线接入技术和方案、自动化与新兴技术以及一些正在讨论之中的开发项目，例如混合电动汽车、智能交通管理和有机发光二极管。
　　从1872年向中国提供指针式电报机，接到在华的第一笔订单以来，中国市场在西门子的全球战略中显然占据着越来越重要的地位。在徐亚丁这位在西门子工作了20多年的研究院院长的领导下，西门子研究院在中国的研究创新在努力寻找那20%的中国特色，在徐亚丁的眼中，这20%的与众不同之处，有可能帮助中国完成跨越式的增长，并在未来成为世界的主流。
　　在西门子先生发明了发电机之后的100多年,这家公司形成了以能源环境、基础设施与自动化和医疗为主的三大业务支柱。如今西门子在中国的业务重心，也以这三项业务为主，而我们可以看到，在许多项目中都渗透了智能化的技术。北小河污水处理水厂位于北京北部的亚运村中心地带，西门子于2006年6月初从北京排水集团获得了北小河污水处理厂改扩建项目。该项目是“绿色奥运”项目的一部分，西门子为北小河污水处理厂提供了最先进的膜生物反应技术，经过处理的水最终为2008北京奥运会提供景观和绿化用水。西门子的膜生物反应技术集创新的膜技术与传统的污水处理技术于一体，经过处理的污水将达到高质量标准，并直接用作景观用水。最为关键的是，经过处理的水不会对人体健康造成任何危害。该扩建项目对于北京市北部生态环境的改善做出了重要的贡献。
　　在医疗设备方面，西门子正在研发一种新型的计算机断层扫描仪，速度比以往的同类产品高，成像所需要的放射量也会少很多。据介绍，这种新型的扫描仪扫描胸腔只需要0.6秒的时间，而接受扫描的病人甚至不需要像以往那样屏住呼吸。“从前，从准备到完成扫描需要至少10分钟的时间，”西门子介绍说，10分钟在医疗尤其是急救上，往往就是决定了生与死之间的距离。
　　四
　　尽管在西门子在华三大业务中，没有提到家用电器的制造和销售，但是西门子的家电对于西门子公司而言，仍然起到了巨大的品牌推广作用，尤其在智能工业方面。在中国，你可以不知道T3航站楼的智能化的行李处理系统，你可以完全没有意识到能源和环保产业中智能技术的应用，但是你不太可能不注意到电视上重复出现的西门子智能零度冰箱，不太可能忽略一晚上能听到很多次的广告词 “知其道，用其妙”。
　　而作为这句广告词的最好注脚，可能就是西门子位于北京望京地区的总部大楼，这栋大楼被称为北京第一绿色智能建筑，总投资1亿欧元。在这栋占地面积17500平方米的总部大楼和带有两个庭院的两座五层配楼的建筑里，西门子使用了现有公司所有的技术和产品，包括采用全套节能措施，如热能回收、免费供冷和冷梁技术。
　　整座大楼由西门子制造的自动化及能源管理系统控制，把变压器和配电设备、楼宇控制和照明系统、安防系统、数据系统、网络及电话系统实现综合控制。最容易令人产生科幻感的技术是，在大楼弧形的玻璃幕墙下，隐藏着外部光源感应器，它们能通过楼顶的气候中心感应太阳辐射强度，来控制窗帘的升降；在这座大楼里人们也找不到电源开关，灯光照明是通过人体散发的热度遥控红外传感自动开启的。
　　这些设备当然不仅仅是炫耀，实际上，它们的采用使得西门子中心的能耗比未采取节能措施的同等规模楼宇降低28%，最终还将节省21%的运营成本，从而实现了经济效益。所以这个大楼不仅仅是西门子在中国的面子工程，它将被推广到西门子在中国的各个生产厂房和办公楼，这是西门子从2007年就开始推广的绿色楼宇计划。
　　当然，这一切，不论是装在冰箱和洗衣机面板上的微型计算机芯片，还是令徐亚丁院长引以为豪的人机 “友好界面”，还是以绿色和智能形象出现的那栋会自动开闭窗帘的大楼，和我们小时候想象中的科技已然极大进步的“二十一世纪”，尚有一段不小的差距。在二十多年前小学生的作文里写着，到二十一世纪的时候，汽车已经依靠太阳能在天上飞，家务活儿已经由家用电器完全包办，我们甚至可以和电灯对话……或许，在科幻小说里，这样的场景仍然会是未来人们的生活常态，在像西门子这样的企业心目中，为企业提供更加智能化的制造和解决方案，为消费者生产出真正谈得上 “智能”的产品而不是在操控面板上一个能执行简单程序的微电脑，还是他们将在很长一段时间内上下求索的目标和理想。
　　不管怎样，智能化仍然是人类的一个梦想。值得欣慰的是，在过去的案例中我们可以看到，在追求智能化的同时，企业已经主动地将节能减排视作自身的责任，有时候它是智能化过程中的副产品，有时候它就是智能化进程的目标之一。所以，在未来，人类不会真的需要像《人工智能》这部电影中的科学家们一样，站在被海洋淹没的星球上嘲笑古人为制造人工智能而做的努力。
　　当然，到目前为止，我们才走了很小的一步，新的信息文明正在成长，我们还只是幼儿。但是，就像维姆·文德斯为他的诗意电影《柏林苍穹下》写的一段话：“当孩子还是孩子的时候，他摇晃着双臂，步履蹒跚，他希望溪流汇入小河，小河变成激流，水泽成为大海；当孩子还是孩子的时候，他还懵懵懂懂，在他眼里，一切都充满了生气，所有的生命都毫无二致……”