6 人工智能变革制造业与生命科学

制造业

我们今天所理解的制造业——为工业、消费、健康以及建筑材料等多元领域生产产品——已经历了数代人的显著演进。得益于自动化，制造业不仅随着时间推移实现了迅猛扩张，而且由于创新、需求以及科学技术进步相互契合，生产规模化和全球可及性也成为可能。从产品设计到生产，从供应链到分销与物流，所有这些职能都曾多次受到科学技术进步的颠覆。自动化使制造业更加高效和富有生产力，而人工智能的出现则成为制造业演进中的又一个重要里程碑，使其能够从以往未被探索的领域中获得收益。在本章中，我们将考察制造业发展至人工智能时代的一些关键里程碑，以及领导者如何凭借远见卓识推动创新、引发这些颠覆，或如何把握不同时期出现的机会，建立起成功的企业。

在工业化阶段之前，直到18世纪末，商品主要在家庭中生产，这被称为家庭手工业。制造主要依赖劳动力且呈分散状态，但能够满足家庭手工业所在周边地区的需求。大多数产品为手工制作，并依赖当地可获得的天然原材料，例如农产品。工匠的技能发挥着重要作用，其中一些人使用基本工具生产物品，通常产量较小。有时，这些产品是定制后出售的。大多数情况下，工匠或工匠行会会将其世代相传的知识传授给家族中的其他成员；有时，产品的不同工序或不同部件的制造会分配给家庭中的不同成员。由于劳动成分较高，产量通常为小批量，因此不具备可规模化发展的条件。因此，产品价格昂贵，只有少数人能够获得。由于产品昂贵，且需要较长等待时间才能完成，人们一旦购买便会长期保存。1

第一次工业革命（1760—1840）

蒸汽机的发明极大地改变了制造过程，使其摆脱了对水磨和人工劳动的依赖。蒸汽动力使集中式大规模生产成为可以设想的现实，并带来了时间更短、成本更低的优势。商品能够供应到多个地点，因此，机械化最初通过织机实现，随后又通过其他制造流程推进，带来了效率的飞跃式提升。

第二次工业革命（1870—1914）

电力机械化生产的可行性推动了第二次工业革命。用于分配的大规模电力生产最早是在19世纪末被构想出来的。第一座中央发电站在纽约建立。托马斯·阿尔瓦·爱迪生和尼古拉·特斯拉的贡献使机器能够可靠地以电力驱动。这一突破使制造商能够减少对水力或蒸汽的依赖，从而能够规划大规模生产，进而以更高效率和更低成本实现更高产量。在亨利·福特的开创性努力下，汽车工业获得发展势头；他将装配线引入制造业，使工人在不同任务中掌握专业技能。这成为降低生产成本并为消费品产业奠定基础的转折点。2

第二次工业革命还见证了电信领域的进步，这得益于亚历山大·格雷厄姆·贝尔和古列尔莫·马可尼在电报、电话和无线电报方面的贡献；这些技术促进了国际通信，从而提升了生产力并增进了人际关系。3 这些突破为后来互联网、移动网络、卫星通信和光纤等相关发展奠定了基础。

第三次工业革命

在1969年至2010年期间，由计算机和数字技术推动的自动化开始发挥重要作用，使制造过程达到更高的精确度和控制水平。随着微处理器的出现，计算世界发生了巨大的变化。因此，面向广泛用户的台式计算机和个人计算成为可能。由于自动化，人为错误得以减少，生产率提升也成为可能。4 万维网于1991年被发明，5 移动电话和GPS也变得广泛可及。这一阶段还见证了电子商务、人工智能和物联网的开端。在计算机辅助设计和计算机辅助制造的帮助下，工业界能够更容易地创建多样化的设计和生产设施。