智能制造的五个关键领域

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智力共享如何应对21世纪的挑战。未来正孕育于世界各地的智带和创新地带之中，摆在我们面前的既有空前的机遇，也有巨大的挑战和不确定性，还有难解的问题。

大容量芯片、新材料和生物科学新发现将如何影响我们的日常生活、工作方式乃至我们所在的世界？它们能否让人类更高效地工作、更快乐地度过一生？它们能否在一定程度上缓解社会紧张关系、减少社会不公？它们是否有助于减轻气候变化的负面影响？能否帮助我们解决全球人口老龄化问题？

科技的进步能解决多少旧问题就能带来多少新问题，但我们坚信，与传统企业生产的产品相比，通过智力共享开发出的智能产品更有助于我们解决问题。产品开发过程本身已经决定了这一点。

传统企业的工作模式既封闭，又孤立；而智力共享过程会涉及多门学科，要接纳各方意见，各个学科、各种意见既可以相互促进，又可以彼此制衡。

借由智力共享活动构想、创造出来的智能新产品、新服务和新技术，看看它们将如何帮助我们应对当前的诸多挑战。我们将着眼于五个关键领域：住房和社区、办公室和工作场所、城市和农业区、环境以及交通。

智能能源和气候变化：

消费者变为生产者

如何减少我们对加剧气候变化的能源的依赖将是21世纪最大的挑战之一，甚至可以说，这就是最大的挑战。要减少对这些能源的依赖，一方面必须提高家庭、建筑、飞机、汽车、机器的能源利用率；另一方面，我们还需在继续使用太阳能、风能、生物燃料等可再生能源的同时降低其成本。

这些新能源如果能与新储能技术结合使用，所获收益必将远胜于能源技术进步本身带来的收益。

2014年出现了意外之喜，有迹象表明，遏制气候变化已经取得了进展，全球碳排放量第一次没有上升。这大抵要归功于发达国家提升了能源效率，加之中国等新兴经济体承担起了更多的责任，以及可再生能源的地位日益攀升。

提高能源效率——由高污染的煤炭转向页岩气（至少美国是：这样做的），稳步降低可再生能源的成本，尤其是太阳能电池板和风力涡轮机的成本——将从根本上改变人类社会的供能方式和能源消费对地球的影响。

大幅提高能效的LED灯具、服务器机群和供热系统的热能回收、利用传感器和数据分析进行精准调控的空调、住宅和建筑中的高级蓄电池和分布式发电设备——上述种种技术进步都将减少能源需求。

光伏电站、风力发电厂等可再生能源系统的供电量将会增加，一方面是因为它们在诸多领域中都具有价格竞争优势，另一方面是因为它们用于大规模发电的经济可行性正在逐步提高。

电网系统将逐步变为混合系统，传统的用电者将转变为能源生产者。

无人驾驶和电动汽车的未来

纵观未来的挑战，其中必然包括最突出、最普遍的交通运输问题，而在交通运输问题之中，又尤以汽车为甚。

数十年来，拥有汽车一直是中产阶级财富的象征。但由等级森严、高度封闭、尾大不掉、不善合作的公司进行的大规模汽车生产和20世纪大行其道的私家燃油车为21世纪制造了不少麻烦：高度拥挤的市区、令人厌倦的堵车、每年造成上百万人殒命的交通事故以及导致全球变暖的温室气体。

作为私人交通工具，汽车发挥的作用是不容否认的，但它带来的问题也不容小觑。我们往油箱里加的油中，真正用于把驾驶员（约75%的车主独自驾车）从A点移动到B点的油只占1%！剩余99%都用在了沿途推着这个重达4000磅（约1.81吨）的铁皮箱子上。

一辆汽车终其一生，大部分时间都处于闲置状态。即便是在上下班这样的使用高峰期，路上80%的车也都是停着动不了的。对汽车及围绕汽车的交通运输系统进行彻底的重新设计是大势所趋，并且刻不容缓。

未来汽车的方方面面都会有所不同：制造方式、动力方式、制造材料、所有权形式、操作方式等。这些变化反过来又会有助于解决21世纪的关键挑战：通过减少碳排放来解决气候变化问题、缓解日益扩张的城市地区的交通拥堵来解决城市化问题、减少交通事故及死亡人数、缓解通勤压力、让老年人行动更方便来解决公共健康问题、让人们更容易以更低价格获得更安全的汽车，以此解决社会凝聚力问题。

因此，智能汽车是实现更智能、更高效、更公平、更安全的社会的关键一环。

智能城市：技术造福社区

城市化是21世纪的主要趋势之一。城市的人口、面积、影响力都在不断增长，这种现象在新兴经济体中尤为明显。城市当前的转变方式已经背离了城市的传统定义；在广阔的土地上蔓延，包含多个中心，分为富人区、贫民窟等截然不同的子实体，人口规模空前膨胀。

在“旧”经济体中，千禧—代正在扭转20世纪人口向郊区外流的趋势。城市化带来了巨大的挑战，包括住房、服务的供应、粮食生产和分配、公共健康，乃至个人抗逆力等等。

身处市区，在相对封闭的区域内从一处移动到另一处着实是一场旷日持久的斗争，要面对汽车、卡车、出租车、公交车、货车、火车、地铁、自行车、人力三轮车、摩托车、滑板、电动轮椅、机动三轮车等，有些城市还有缆车、快速公交系统、自动人行道和自动扶梯，当然，还得算上男男女女、高矮胖瘦、老幼病残等各色行人——所有这些都在街道上往来穿梭着，时刻与拥堵和污染做着斗争。

有些产品或技术能带来更清洁、更小巧、更方便、更安全、更廉价的运输方式，进而提升移动能力，应该致力于实现这样的产品和技术。

城市人口的食品供给形势十分严峻：城市需要大量各种类型、各种价位的食品，需要不间断的供给，这有助于保持城市的健康和吸引力。城市农业和本地农贸市场的崛起可以提高我们的饮食水平，增进我们的社区归属感。

本地农贸市场一般开设在公共空间内，居民可以在此买到当地出产的农产品。公共空间（包括公园、交通枢纽、居民区等等）的复兴，再加上欧美国家对减少犯罪的重视将重塑我们对城市的看法，我们将重新审视城市系统、城市组织以及身处其间的居民。推而广之，这也将彻底转变我们头脑中有关城市的概念。

重新设计、再度利用公共空间已然是一种合作活动，参与者甚众，企业家、建筑师、开发商、居民、企业、地方官员均在此列。

这些新兴的智能城市元素——包括新型交通运输、能源管理、食品生产和基础设施设计——只能借由智力共享实现，需要每一位城市居民的参与。一旦事成，我们相信，“乡村”心态将重归大城市，尤其是回到年轻人中间。我们已经可以在共享经济中一窥端倪。

数据：既大且智？

谷歌搜索现在可以提供比原本要查询的内容更为丰富的信息，这种情况同样适用于脸谱、亚马逊、领英等其他热门网站。谷歌为用户提供了大量可能与搜索字条相关的内容，但这样做的不只谷歌一家，苹果、三星、微软等公司也在做着同样的事。只要允许这些公司通过GPS数据、电子邮件、通讯录、日历获取你的个人行为和个人信息，它们给你推送的信息就会越来越丰富，越来越精准。

将上述数据收集起来，加以分析、管理，最终进行利用，这个过程一般被称为“大数据”。大数据自有许多好处，但同时也衍生出不少有关隐私和安全的尖锐问题。信息收集如今日益普遍，已经不再是信息技术公司独享的领域。欧美两地各类耐用品生产商也开始青睐服务型产品。通过采用内置传感器等新技术，这些企业正在大量收集数据，以期为客户提供新的服务。

随着物联网的日益普及，我们从全球网络中采集数据的能力将进一步提高，因为物联网连接着数以10亿计的物品、设备。然而，为了更有效地收集数据，我们需要确定一套数据共享的标准和协议，以便不断产生的海量信息可以完美地在各种机器、系统间流通。

为了建立起这样的框架，英特尔、思科、IBM、美国电话电报公司、通用电气等企业于2014年共同成立了一个开放性会员组织——工业互联网联盟。德国联邦政府曾于2013年初提出过相似的计划，并且参照“第四次工业革命”将其命名为“工业4.0”。

现代科技带来的数据雪崩是传统产业部门界限越来越模糊的原因之一。信息技术产业、服务业、制造业、农业分属不同的经济或产业部门已经是过时的概念。未来的经济将由智能制造业主导，信息技术将会与新技术、新材料以及上述传统产业分支融为一体，它们融合的基石正是智力共享。

关注与21世纪的重大挑战息息相关的领域，特别是那些还在不断发展、不断完善的领域。这些领域发展、完善依靠的是共享智力资源，是利用传感器、芯片和先进材料，是普及智能制造。毫无疑问，这些领域的活动将改变（我们认为是改善）社会结构，而社会结构又决定了我们的生活。

除了技术和工艺之外，同样经历深层次变革的还有人们解决重大问题的方式——依赖智力共享和协同决策。在研究过的智带中，我们看到，无论政治家、科学家，还是教授和学生，他们身上的创业精神和协作精神都已经觉醒，这样的精神将对组织机构、社会、经济等各方面的运作方式产生深远的影响。

地方政治领导人将获得影响力，树立起威信，政府如果不想碍事则会逐步转变为辅助角色。我们从业多年来的头号假设——我们愿意也好，不愿意也罢，全球化的进程都在加速——即将受到质疑。

有了自动化，廉价劳动力将变得无足轻重。随着新材料代替长期使用的大宗商品（如碳材料代替飞机中的铝材，生物材料代替塑料），我们将不再那么需要满世界地运送产品零部件、半成品、成品。食品、服装、鞋帽将再度回归就近生产。

本地生产将会增长，全球贸易将会放缓。全球化不会一直加速，它会达到一个峰值，然后稳定下来，甚至有所下降。在全球范围内，智力共享和协作将日益多样、逐步深化，在新旧经济体之间缔结更坚实的纽带，推动传统工作场所向创新区转变，将锈带改造为智带。

必须成功解决一些关键性的实际问题，包括教育和培训、政策、资金、文化等，这些是扶持、推广智力共享的基础。

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