管窥工业 4.0：从一口衣柜说起

工业 4.0 是近一两年来德国的热门词语。转眼今年三月的汉诺威 CeBIT 不远了，东家在这个领域也算活跃主动，公司大楼里早早放映起了 CeBIT 2016 工业 4.0 解决方案的宣传片。 昨天午饭时，我问同事工业 4.0 究竟是什么？ 我们都是前线做项目的人，为产业界设计并实施解决方案。大家沉思良久， 比较有代表性的回答：1. 不懂， 说不清楚；2. IT 行业的市场部门需要新概念来卖东西，另一个 buzzword 而已。对于这第二个答案，可以简单解释下。 很多流行的“新概念”， 听上去很 fancy， 但在我们这些技术人员看来，不过是一些成熟技术上层层叠叠的 marketing 外衣，实质没那么新奇高深。 举个例子说，大概是十多年前，可供租用的 web hosting 就很流行了， 当时大多被用来建立小型的商业网站，或者个人网站。 大概 2003 年起， 我就在一个美国的 web hosting 服务商那里买了一个帐号，建了个人网站， 并服务器上放置了个人文件比如电子书等等，以便随时随地可以通过互联网获取。在 2003 年这件事叫做“服务器租赁”， 这名字就事说事，比较好理解。 但是到了 2013 年，同样一件事情就被戴上 “cloud service” 的大帽。 这帽子真的很 fancy，fancy 到我刚刚听到时不太理解究竟发生什么事,  觉得自己很落伍。弄明白了以后发觉不过就是那么一回事，很多年前就有，只不过名字朴素些。 其实，他们还可以把 “云端服务” 这帽子扣到民用电，管道煤气，自来水等等更古老的事物上。 所以渐渐的，技术工人听到流行的新概念就会先看看是否又是市场人员在那里故弄玄虚，然后滋生一些 “不过如此” 之类的自恋情绪。这种小小的自恋说实话无伤大雅。所以请不是技术人员的同学包涵一下。:-)  懂得怎样新瓶装旧酒而且还能卖得动也是一种了不起的智慧，技术人员和市场人员是相互依存的关系。

我也有在维基百科上找到关于工业 4.0 的说法。 读了以后还是不太明白， 但是隐约觉得我以前的一个想法似乎就是工业 4.0 的一个实施实例。今天试着通过这个实例同一样困惑的同学探讨一下究竟什么是工业 4.0。



大概在 2006 年，我还住在一个学生合租房里，卧室空间狭小，衣柜也小。我的衣服大多是折叠起来收纳的。 其实自己都不知道到底有些什么，出门之前常常不知道穿什么好。遇到一些不太日常的场合，更是翻箱倒柜，衣服摊了一床还没有找到合适的。 或者，想穿某件衣服却找不到。 总之穿衣服在当时是件麻烦事，把那些摊了满满一床的衣物再收纳好又是一个大麻烦。 当时就想， 要是我的衣柜知道里面都收了些什么， 让我可以通过衣柜门上的一个显示屏挑衣服就好了。 而且屏幕上显示的直接是我的试穿效果图， 这样连试穿都省去。 我太懒，衣柜还应该懂得帮我挑衣服。 被选中的衣服通过衣柜的出衣口送出来，不必开衣柜的大门就可以穿上了。 这样， 原本一件可以长达一个小时的麻烦事，三五分钟就搞定。 我甚至把这个主意当作毕业论文的选题。可惜当时各种外部条件不太成熟，这个想法 implement 起来工作量太大。 于是最后写了一个食物推荐和购买程序作论文。 工作量大在哪里呢？ 首先， 在这个设想中， 衣服必须和衣柜通讯，以使衣柜知道 “我都有些什么”， 每件衣服都必须有内嵌的识别 ID。 当时想到的是，在每件衣服里埋一个 RFID 标签。 除了识别符之外，每件衣服还要在数据库里被加上尽可能多的特征标签， 比如 “black”， “floral”， “business casual”， “cotton”， “A-line”， “kimono sleeve”， 等等等等， 这些标签将用来与某次的需求进行比对。 要是现成的衣服都自带这样的 RFID 识别符， 自带这堆特征标签，那我的工作就相对简单一些。

现在十年过去，我对这个衣柜当然有更多想法。 她的 “衣服推荐” 装置， 不仅推荐我衣柜里的衣服，她还可以推荐各个制衣商现在正在卖的衣服。 推荐算法不外基于：

1. 我的喜好 （这个甚至不必我自己输入， 衣柜可以在我的使用过程中慢慢学， 这就叫机器学习。）
2. 季节时间地点天气预报 （信息来自互联网）
3. 目的地（某个国家地区）不同场合的穿衣规则 （信息来自互联网）
4. 时装潮流 （信息来自互联网）

选好了以后，要是衣柜里还没有，可以通过衣柜直接向厂家下单购买或者租赁。 于是这个衣柜就变成了衣服的销售和租赁终端。 这样一来， 衣柜里其实只需要储存日常用的衣服。 特殊场合穿的衣服，只要提前几天在衣柜上选定， 就可以及时收到，用过再还。 这个衣柜， 对节俭的人， 可以为她节省衣柜空间， 节省买衣服用的钱。 对喜欢买买买的人， 选衣和基于 VR （虚拟现实） 技术的试衣，令买衣服不能更简单，可以足不出户就买个痛快。 对厂家来说， 销售额和利润率都有可能上升。 可能受到负面影响的是各种服装店。  然后，就像今天的电网和水管， 将来还可以在房屋里建立专用的物流管道。 小包装的食物，日化用品，衣物等等的物流可以走这种管道。 这样可以令居民更快收到物品，街上也少些投递车辆。

上面简单说了一下这个想像中的衣柜及其相应的物流方案，许多细节这里略去。 现在说到重点： 这个衣柜具有哪些工业 4.0 的特征呢？ 首先，工业 4.0 的很大一个组成部分是物联网 （IoT, Internet of Things)。 今日的信息终端不仅仅是电脑， 理论上任何一件东西都可以接入互联网， 从互联网上获取或者向互联网提供信息。 从最终客户到生产厂家及其上游供应链的全环节无缝实时信息流通无所不在。 这跟历史上的三次工业革命是很不一样的。 就以一口衣柜说， 前面三次工业革命可能用机器替代人来做这个柜子，对生产工艺进行了自动化 。 但是对最终用户来说， 千百年来一口衣柜就是一口衣柜， 前面三次工业革命都没有改变衣柜就是单纯衣柜这件事情。 但是这次不一样。 工业 4.0 把人工智能系统嵌入一口衣柜，并将之连入互联网， 衣柜除了具有储存衣服和其他杂物的用处， 还变成了衣物的供求信息终端。信息 （information) 是工业 4.0 中的主角。 工业 4.0 中， 信息渗透一切， 联系一些， 指导一切。 大数据其实是为了找出某种规律，提取有用的信息。 各种 “云端服务” 本质上都是令信息流通更为顺畅。 大数据，云端服务，物联网等等这些工业 4.0 的要素合在一起，势必深刻改变人类的生活方式， 就如前三次工业革命对人类社会的改变。  

但是，工业 4.0 多久以后才会大致达成呢？ 我认为需要很久。 不是技术上不能实现， 而是这样在个人生活中无孔不入的信息提取，加工和流通，有挑战到人们根深蒂固的隐私观念， 在很多方面也触发了伦理道德层面的讨论。 欧洲人极度尊重个人隐私，工业 4.0 这种全环节无障碍的信息流通方式势将遭到很大质疑和阻力。 工业 4.0 好像是德国人提出来， 但是， 就是德国的司法部长， 日前还说过 “（我们） 不允许任何人成为算法的对象” 一类的话。 民众的观念转变会需要很长的时间。 让我们拭目以待。