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未来20年要改变这个状况必须从创新上来改变,通过创新改变制造业,从科学前沿来说,最有潜力的半导体,现在台湾现在搞的是硅片,硅材料要慢慢变成化合物材料。
美国两年以前提出来先进材料的计划,材料基因组工程、综合计算材料。我们搞材料的人过去炒菜,淡了加了盐,咸了加点糖,加各种元素,叫“试错法”,需要什么样的性能应该用什么样的材料,慢慢走向理性化。
产品的全生命周期智能化服务。过去我们讲产品,产品就是生产,制造业就是生产产品。产品出来你怎么用是你的事,在今后都是全生命周期的智能化服务。另外是3D打印、生物制造、合成生物学、器官工程,现在世界上第一个人工的心脏已经做出来了。
现在器官的移植只有两个不行,一个是心脏,一个是脑,心脏有望在十年左右用于临床,今后你的家属如果有心脏病历史,有家族史的,你出生的时候把心脏干细胞保留在那个医院里,如果四五十岁心脏不太好时,等九个月心脏就发育好了,给你移上去,就是你的心脏,再给你工作四五十年,所以未来的科学是非常了不起的。
制造业将智能化
未来的物联网和网络技术要服务于制造业,最典型的就是德国的工业4.0计划,德国人认为,工业1.0是用机器代替手工劳动,进入工业化社会。
工业2.0是20世纪初形成生产线,把零件制造和整机制造分开,零件同样大规模的制造,然后整机在生产线上一个一个配上,从流水线上来生产。
工业3.0是出现了电子和信息化技术,机器人逐步代替人类操作。
工业4.0是未来十年,工业4.0是通过网络技术来决定生产制造过程,实现制造业的智能化。现在我们的流水线也好,机器人也好,是死的,只会做这样的事情,将来可以把它放进去,这辆汽车做这个型号的,下一辆汽车做另外一个型号,现在不行,要换一个型号需要整个调整过来,这个就可以智能化。
网络的变化是世界上的一件大事,最早是桌面的互联网,就是计算机的互联网,后来是移动的互联网,用WiFi,下一代互联网是泛在网,最后是达到宽带、移动、安全、可信、自治、泛在。桌面互联网主要是数据服务,提供各种数据。移动互联网是提供电信服务,还包括媒体服务,下一代互联网把物联网的服务放上去,然后进入产业服务,然后就出现了一个新的名词,叫CPS,就是Cyber-Physical System,GPS现在只能翻成通信与计算及控制的结合的网络。
钱学森先生在1953年被美国人关起来的时候写了一本书,叫系统工程论,提出了CYBER的概念,当时翻成中文时,中文的作者问他怎么翻,CYBER是从希腊字母来的,万能的神,当时的意思翻成了赛博,当时中文出版社不同意,这等于是造字了,中国人不能造字,后来讨论是网络,但网络是不全的,现在看来有些超乎网络的概念。
我们现在往往很多字要讲中文汉字的字意和英文一样,这种字是错的,如果是音译可能对了,雷达如果翻成汉字是无线电微波探测技术,现在不光是无线电,红外也可以,用雷达是永远不错的。
我们把计算机翻成Computer,实际上台湾比我们翻的好,叫“电脑”,因为计算机只会计算,而它不是只会计算,可以分析、预测,所以翻“电脑”,将来人工智能上去电脑更好。现在的CPS生产线自动化到计算机控制网络和机器人结合,计算机集成制造,就是计算机辅助设计,计算机制造等等。
现在整个制造业叫做产品的生命周期的管理,我们过去产品卖出去就不管了,4S店要付钱,它这个是生命周期全管。另外,零配件供应链的管理,还有企业人力资源的管理,企业物质资源的管理,还有客户关系的管理。
举个例子,制造服务业的时代已经来了,服务业和制造业是融合的,美国有一个First Wind公司,经营者16个风力场,这个公司在GE生产的风力发电机上安装了系列的传感器、控制器和优化软件,可以随时测量温度、风速、叶片的位置和螺距,然后优化,数据量是过去的3—5倍。
目前风力场123台风力发电机增加了3%的电能输出,相当于每一台涡轮机一年可以多生产12万度电,而这两个风力场的年收入将直接增加120万美元。
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