能源互联网的主要特征范文

时间:2023-10-18 17:21:11

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能源互联网的主要特征

篇1

【关键词】可再生能源 互联网 微电子技术 应用

1 分布式储能技术

传统的电力储能技术主要包括抽水储能、蓄电池储能、压缩空气储能和飞轮储能等等。而在以上储能技术当中,比较成熟的就是蓄电池储能,并且铅酸蓄电池在各行业当中被广泛应用,这也是其他储能技术无法比拟的。然而,在可再生能源不断推广和应用的过程中,传统的电力储能技术已经无法满足人们日常生活的需求,所以,应研发出高效小型储能器以及储能管理系统,这也将成为分布式储能技术未来的发展需求。其中,锂离子电池的工作电压比较高,其能量密度较大,循环寿命相对较长,而且具有无记忆效应,所以,是当前电子产品中的主要电源,并且成为新能源汽车中重要的技术路线。但是,锂离子电池在分布式储能器中的实际应用仍然存在诸多不足,其电池的电解液容易出现爆炸,而且电池的安全性无法得到保证。

分布式储能器应在多个方面予以突破与创新,而超级电容电池比较适用在分布式微电网当中。因为,超级电容电池,具有较高的安全性,而且成本不高,其比能量和比功率都相对较高,循环寿命更长。所以,同其他电池相比,电容量受到温度影响的程度比较小,所以,有可能成为全新的分布式储能器。其中,超级电容主要就是把两个无反应活性多孔电极板悬浮在电解质当中,而在极板加电以后,极板就能够分别吸附相应的离子,进而形成等效超高密度的双层电容器。超级电容电池把双层电容器和铅酸电池融合在一起,不仅能够始终保持较高的功率,而且还可以延长使用寿命,使得电路更加简化,比能量提升,减少了整体费用。然而,超级电容电池中重要的技术就是碳材料,所以,在有限的尺寸情况下,扩大极板有效表面积是十分重要的。此外,要想解决负极板中存在的硫酸盐化现象,则可以增加其中所含的碳含量,进而对负极板中的PbSO4积累予以抑制,最终增加电池的使用寿命。

2 信息采集芯片技术

可再生能源互联网与传统电网最主要的区别就在于信息技术的深度融合,而且为实现能源的共享及运行的高效性提供有力的保障。在微电子技术的基础上所产生的新型信息采集芯片在可再生能源互联网中发挥着重要的支撑作用,同时还能够真实地体现出信息技术在可再生能源互联网当中的深度融合。

其中,可再生能源互联网之所以能够实现电力网络的信息化,主要的原因就是信息采集芯片的不断发展,然而,这也是可再生能源互联网信息的主要特征所决定的。

2.1 海量的数据信息

因为可再生能源互联网当中的信息,其来源空间分布的十分广阔,并且数据量比较大。所以,信息采集芯片就要在能源互联网中进行海量装备,进而保证实时并且广泛地监控电力网络的状态,不断提升可再生能源互联网可靠程度。

2.2 信息的多样化

在能源互联网当中,信息种类较多,所以,要采集多样化并且多功能的信息。最关键的就是对与电学相关的信息,因为这部分信息不仅能够对电能进行监测,同时还能够确保电能质量所需的质量。此外,需要采集与非电学量相关的信息内容,这样就能够直接地反映出电力网络设备的状态信息。当可再生能源大量地接入网络以后,确保可再生能源互联网稳定性的前提条件就是所获得的分布式发电装置与分布式储能装置的状态信息数据,同时还能够对其进行严格地调度与监控。在微电子微机电系统技术发展的过程中,为其提供了成本偏低且能够集成传感的方案,进而更好地对能源互联网设备状态信息进行全面实时的监测。

3 通信芯片技术

可再生电网和信息网络是可再生能源互联网的重要组成部分,而通信的安全与可靠也同样是可再生能源互联网运行的重要保证。目前所存在的互联网通信技术主要就是有线通信与无线通信,能够保证可再生能源互联网运行的正常。但是,互联网开放程度较大,很容易受到攻击,所以,把电力网络全部暴露在互联网中并不安全和可靠。因此,在具有较高安全性要求的应用当中,一定要建立其同互联网物理隔离的另外一套通信体系,确保信息的传输是安全可靠的。而电力线通信是最佳选择,电力线路与电力网络都是封闭的,同互联网是物理隔离,很难受到攻击,具有极高的安全性和可靠性。将电力线作为重要载体,利用PLC来控制可再生能源互联网。然而,PLC芯片本身存在问题,而且,可再生能源互联网的规模比较大,信息采集点比较多,所以,只是依靠PLC是很难将全部通信需求覆盖的。所以,可以采用无线传感网络当作PLC的补充。这样一来,信息采集就可以配备无线传感通信芯片,而且,部分无线传感通信芯片还可以在电力线处获得电能,但是也有部分无法获得电能。所以,需要将低功耗芯片技术同微型超级电池相结合,进而使芯片的使用寿命更长。

4 结束语

综上所述,在可再生能源互联网当中,微电子具有支撑作用,而且在可再生能源互联网的多个领域中发挥着重要的作用。文章对可再生互联网当中的微电子技术进行了详细地分析,希望可以加快微电子技术的进一步发展,并促进可再生能源互联网的进步。

参考文献

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[2]王继业,孟坤,曹军威等.能源互联网信息技术研究综述[J].计算机研究与发展,2015,52(5):1109-1126.

[3]姚建国,高志远,杨胜春等.能源互联网的认识和展望[J].电力系统自动化,2015(23):9-14.

[4]孙秋野,滕菲,张化光等.能源互联网动态协调优化控制体系构建[J].中国电机工程学报,2015(14):3667-3677.

[5]董朝阳,赵俊华,福拴等.从智能电网到能源互联网:基本概念与研究框架[J].电力系统自动化,2014(15):1-11.

篇2

1物联网与智能电网介绍

1.1物联网介绍

1.1.1物联网概念物联网是指利用射频识别技术(RFID)、全球定位系统(GPS)、传感器等技术将物体与互联网连接在一起的技术,物联网可以实现信息交流与通信,是互联网技术的深入应用[2]。物联网被视为互联网未来发展趋势之一,其中物联网中的每个物体都是有标识、属性的个体,利用智能接口,按照一定的通信协议连接到互联网中。

1.1.2物联网主要特征1)标识与感知。物联网可通过RFID、传感器等技术标识物体,并能通过上述技术感知或捕获研究目标,采集该物体的相关信息。2)信息处理。物联网获取的信息可以利用计算机进行大数据计算与分析,从而获取极具价值的信息,以供决策与控制。3)信息交流。物联网与互联网技术一样,可以实现数据的实时共享,及时将系统信息数据通过网络传输到系统中心。

1.1.3物联网关键技术物联网技术一般可分为感知层、网络层以及应用层三大环节,每一个环节都对应有关键技术。感知层关键技术包含RFID技术、二维码、传感器技术等,利用上述技术能够实现对物体的标识与感知[4]。网络层关键技术包含计算机技术、互联网技术、云计算技术、大数据处理技术等,是信息处理、数据管理的核心。应用层关键技术包含智能芯片等,是信息处理的应用执行层面。近年来,随着物联网技术的不断发展,出现了许多新型技术或多种技术融合的综合性技术,如PML开发技术、嵌入式技术、传感器网络技术、信息安全技术等,这些技术的应用显著提升了物联网的性能。

1.2智能电网介绍

1.2.1智能电网概念所谓智能电网,其本质是电网的智能化发展,以物理电网为基本框架,充分结合测量技术、传感技术、信息化处理技术、决策系统技术、计算机技术、互联网技术等智能化技术而形成的综合性智能电网。智能电网的应用,将资源开发、电能应用、电网管理等各个环节实现了智能化集成,不仅实现各个环节的无缝连接,而且提升了电网的工作效率及可靠性,因此,具有极大的经济效益。

1.2.2智能电网主要特征1)自愈性。智能电网具备自我修复能力,当电网中出现故障,可以容错重组,实现系统自愈。2)激励性。智能电网可以激发用户参与到电网的运作过程中,从而提高电网的工作效率。3)安全性。智能电网相比普通电网具备更高的安全性,尤其是在利用智能化技术下,电网的抵御能力更强,电网安全性更高。4)兼容性。智能电网可以兼容各种形式的发电、供电、蓄电,因此电网的兼容性更好。5)优化性。智能电网能够优化各种电网设备的运行,降低电网的运行成本,优化性能优越。

1.2.3智能电网关键技术智能电网未来发展趋势,是集合了多种技术于一体的综合性智能化系统工程。智能电网所包含的关键技术主要有可处理大量数据的信息处理技术;高效、实时的通信技术;电网能源分布式接入技术;系统容错技术;传感器网络技术;智能规划技术等。

2物联网技术与智能电网技术融合

物联网技术与智能电网技术的融合是信息化技术发展的必然,也是电网发展的趋势。采用物联网技术的智能电网,能够在资源整合、通信提升、电力信息化等方面的发展提供重要的支撑。此外,物联网技术的应用,能够提高智能电网的自动化、智能化,对提高智能电网的管理,提高电网的工作效率,降低运行成本等方面具有重要意义。为了研究物联网技术与智能电网技术的融合,笔者分别从感知层、网络层、应用层三方面进行介绍。

2.1感知层感知层包含了各种传感器、智能芯片等信息识别与采集设备,从而实现对物体属性、行为的监测,并能够获取物体的基本信息数据,通过网络技术、通信技术将数据传输到数据处理中心。在智能电网中,采用物联网技术可以对输电线路、电气设备等电网目标进行识别与监控,并通过光纤通信技术或无线通信技术将获取的数据传输到数据处理中心。

2.2网络层网络层是利用互联网技术实现数据传输与共享的关键环节。在智能电网中,主要以光纤网络为主要的网络层,并以无线通信网络、无线宽带网络为辅助,将感知层获取的数据进行实时传输。在智能电网的应用过程中,为了保证系统的安全性,因此对数据的传输提出了更高的要求,智能电网的信息传输主要通过电网系统的内部网络,只有在特殊环境下,才可以部分依靠公共网络。此外,为了保证智能电网的应用,电力系统的通信网络应该以骨干光纤网络为主,这样不仅能够保证数据传输的实时性,而且能够提高数据的容量。以光纤网络为主,辅助以无线宽带网络、电力线载波网络、无线数字通信网络等通信技术,实现双向宽带通信的智能电网与物联网的融合。

2.3应用层应用层是物联网对相关信息或处理结果进行应用的层面,在智能电网中,应用层主要是各种电力基础设施、电力资源的应用等方面。电力基础设备将为物联网技术提供重要的信息数据,同时也为物联网技术提供数据处理与计算的基础设施,保证各种数据、设备的接口资源,为物联网提供各种适应性极强的应用。此外,应用物联网技术后,智能电网的在智能计算、大数据处理、模式识别等技术方面有了更有效的解决方案,能够应用物联网技术实现智能化决策,对提升电网的管理水平具有重要意义。

3物联网在智能电网中应用展望

物联网技术在物体识别与感知、信息处理、控制与决策等方面的能力,能够对智能电网的发展提供极大的推动作用。以目前的发展趋势来看,物联网技术与智能电网技术的结合与应用将不断的深入与完善,尤其是在以下几方面的应用,将成为物联网技术、智能电网技术融合的重要方向。1)输电线路可视化。利用物联网技术的远程识别与感知技术,能够对输电线路进行可视化监控,结合无线通信技术、全球定位技术等,对输电线路冰冻、震动、故障等问题进行实时在线远程监控,提高智能电网输电线路的感知能力,缩减解决故障的反应时间。2)电力生产智能化。利用物联网技术,能够实现电力生产的智能化管理,尤其是将RFID技术、传感器网络技术应用到电力现场作业,能够对误操作、非法进入等安全事件进行远程监管,可以对电力生产设备进行智能化管理,减少电力生产的安全隐患,结合用电信息情况,智能规划生产计划。3)用电信息智能采集。传统用电信息通过电表人工采集,实时性、准确性均难以保证。应用物联网技术,可以建立远程用电信息采集系统,并将采集的数据通过通信网络实时反馈到管理中心,可实现用电信息的实时管理,提高智能电网的智能化,适时进行调峰调频,提升用电效率。除此之外,物联网技术还能在电力设备管理、电力设施全寿命周期管理、用电巡检等方面提供重要的应用技术保障,能够有效提高电网的可靠性,提升客户服务满意度。

4结语

篇3

关键词:互联网;设计伦理;伦理反思

互联网的商业竞争与科技竞争日益激烈,新鲜网站与网络游戏层出不穷,数字信息通信技术日新月异。同时互联网里也有着许多的不良现象,网络诈骗、、虚假广告、低俗的网络文化等等。“社会和道德方面通常很难跟上技术革命的迅猛发展。技术的力量所造就的社会扭曲已有目共睹。因而,完全被信息技术支配的危险,以及置身于社会学家韦伯所谓的“铁笼”之中的担忧都是实际存在的。”①

具体来说,互联网设计伦理问题的表现主要有以下三点:

1.对现代性的过度依赖

“现代性”的含义是分裂的,在社会意义和美学意义上有两种截然不同的“现代性”。社会意义上的现代性是物质主义的,“这种物质主义的现代性主张进步、科学高科技、高消费、时间的可计算性等等。它的代表即是中产阶级的媚俗文化。”②互联网无疑是社会中现代性的主要象征之一。马克思早就提醒过我们资本主义的现代性是建立在“物的依赖性”之上。在互联网里,对物的依赖其实就是对信息的依赖。

就像坐车取代了步行,写e-mail取代了写信一样,现代科技提高了我们的效率但也全面控制了我们的生活。互联网的设计特点是信息的符号化与碎片化。符号化的信息难以引起人们的真情实感,碎片化的信息又让人过眼既忘。于是网民们时常会感到上网的单调与无聊,从而增强孤独感。但又因为孤独感而不得不去上网,因为上网已经成为主要的人际交流方式。

许多网站、网络游戏与网络工具的设计打着“用户需求”的旗号,但在很多情况下,他们满足的并不是用户的需求,而是技术的需求。只因为信息技术可以达到那种要求,便设计出那样的网络产品,其实即便没有它们,人们也可以很好的生活。

网络产品的同质化也是追求“现代性”所不可避免的,科技使得工业产品可以大批量的复制,网络自然也不例外。“技术化设计不仅扼杀了设计创意过程中的个性、创造的天性,还异化着生活世界中的每个人,无论设计的好坏,只要人能够使用就行,完全忽视了人的情感因素。由此带来的直接后果就是人性的丧失,世界就成为一个技术化的世界。”③

2.对自律能力的挑战

现实社会既有道德作为纪律手段,又有法律做为他律手段。这两种手段是建立在一定的地域性、民族性与时代性之上的。社会会依据一定的文化传统对行为作出是否符合法律及伦理的判断。但这一套伦理标准在网络群体之间并不适用,因为网络中的人际交往行为超越了一般时空的限制,使得互联网的伦理标准与现实社会有着不小的差距。

对个人来说,首先,由于互联网的匿名性,使人们可以尽情的“伪装”自己或者裸的展示自我,而不必背负任何负责。一些不法分子更是利用互联网的安全漏洞作案。某些不正确的思想观念,比如道德虚无主义、无政府主义、个人自由主义等等也都在网络上流行起来。同时由于符号化的交流与现实交流相比单调许多,也造成了网民情感上的淡漠化。对于交流对象没有任何实感,也就没有道德自律意识。

其次,他律机制的减弱会引起人的贪婪本性。回首人类文明发展历程上遇到的所有问题,都可以说是由于人的贪婪造成的。这个世界可以满足人类的需求却无法满足人类的贪婪。在互联网上也是一样,网民们从自己的欲望出发,追求可以满足感官享乐的网络产品,而网络产品的设计者们就投其所好,生产出无数缺乏内涵,为欲望服务的网络信息,使互联网里弥漫着一种享乐化的消费方式与生活方式。

最后,互联网是模仿真实世界设计的,因此非常接近于“观念的世界”。现实生活不如意的人群有可能会在网络上获得极大的满足,接触了互联网中高度仿真效果,有可能会分不清现实与网络的界限。从而产生意识上的错位。

对网络群体来说,缺乏自律会严重损害互联网的正常运作。例如,网络群体看似享有同样的信息自由,实际在网络资源的占用上有着很多的不平衡现象。比如发达国家拥有更先进的网络技术,就可以享有更多的网络资源,可以向全世界灌输西方文化,甚至产生文化侵略。“绿色革命”就充分说明了西方国家可以通过互联网对现实世界产生巨大的政治影响。

还有,互联网的信息泛滥也对网民造成了糟糕至极的网络体验,大量的虚假信息,垃圾邮件,负面信息都影响到网民的心理健康,而且增加了找到有用信息的难度,影响人们的生活与工作。

3.对现实世界的负面影响

互联网来源于现实,它是对现实世界的模仿,同时也会对现实世界产生一定的影响。正面的影响有很多,但并不表示互联网对现实世界就没有负面的影响。负面影响主要有文化和环境两方面。

文化方面,由于缺乏监管,网络文化呈现低俗化的趋势。网络红人凭借种种出人意料的夸张言行举止来获取极高的关注度,“人肉搜索”挑战人人应有的隐私权,网络推手在幕后操纵着网上的舆论与民意……这些低俗的网络文化打着法律的球,有些也渐渐被现实社会所接受,若是长此以往,将会严重损害个人与社会的精神文明。

很多人认为互联网既然不是在物理中存在的空间,那就不会有环境污染问题,但实践证明互联网至少有3种途径可以对现实世界造成大量的环境污染。

第一,互联网极大的提高了经济生产的效率,但同时也提高了全社会的消费水平。网络购物虽然可以降低单位产品生产的能耗,但由于购物总量的上升,依然会导致总体能耗水平的提高。简单来说,若是在全球范围内平等的使用信息通信技术进行网上购物,就如同把发展中国家的人均能源使用水平提高到发达国家的平均水平。这对地球环境的影响将是灾难性的。

第二,互联网的维护与发展需要数以亿万计的电脑与其他电子设备,这些电子设备在运作时将产生大量的能源消耗。虽然消耗的主要是电能,但由于目前火力发电依然占有很大比例,也就间接燃烧了大量煤,释放了大量二氧化碳。

第三,组成互联网的那些电子设备在生产时就需要很多能源,而且使用周期不长,电脑大概3年左右就会过时,因此不断更换的电子设备会产生巨大的电子垃圾。这些电子垃圾不仅占用空间,而且含有不少有毒化学材料,它们的回收与处理方式也是一道难题。(作者单位:武汉纺织大学)

参考文献:

[1] 西斯・J.哈姆林克.赛博空间伦理学[M].首都师范大学出版社,2010.

[2] 维克多・帕帕奈克.为真实的世界设计[M].中信出版社,2013.

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[4] 陈晓荣.虚拟世界的哲学蕴含[J].科学技术与辩证法,2003(4).

[5] 江牧.设计伦理之道[J].包装工程,2006(12).

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[7] 高名璐.另类方法另类现代[M].上海书画出版社,2005.

[8] 柳冠中.象外集[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[9] 欧阳巨波.艺术与设计研究[C].武汉:华中科技大学出版社,2013.

注解:

① [美]斯皮内洛.《世纪道德:信息技术的伦理方面》[M].中央编译出版社

篇4

智能化的社会是工业社会与信息社会相互融合的一个整体,体现着社会的更新和进步,产品和各个产业链条相互促进和更新,从而形成新的社会发展形态,其中协同、共享和融合是智能社会发展的主要特征。在智能社会中发展智能化的交通运输系统,能够逐渐丰富人们的出行方式,为社会打造一个高效、方便、安全的交通运输模式,从而不断满足人们日益增长的物质文化需要以及对于生产的需求。在发展智能交通系统的同时,也应该注重智能化技术的应用,从而逐渐更新社会交通运输系统,为整个社会的发展提供不竭的动力支持。

智能交通运输系统的主要内涵

智能交通系统,顾名思义,是未来的城市交通系统发展的主要方向,利用先进的互联网技术和大数据存储系统,其中包括数据的通信技术、人工智能化的手段以及电子控制理论,将这些先进的智能技术运用到交通运输的行业当中,促进整个地面交通的运输管理,使车辆和街道之间能够相互联系,从而建立一条完善的职能交通系统,促进整个城市交通运输的高效性和科学性,方便相关部门的管理和指挥。

同时。智能交通系统也是世界交通运输事业发展的前沿和热点,在现有的交通运输技术基础之上,利用现代的信息技术和控制等集成技术,以构建高效、绿色、便捷的交通运输系统为主要的目标,最大程度上满足人们的基本出行需求,使人们能够在最短的时间内达到目的地,加快现代化社会的构建步伐。智能化交通系统的建立,不仅是交通领域的革新,同时也是人们社会进步的一大体现,根据相关的指示文件的规定分析,截至到2045年为止,亚洲将建立电动巴士穿梭的系统,使无线充电的技术能够运用到运输行业当中。

中国智能化交通发展的现状。中国在智能化交通系统的建设中,已经取得了初步的成果,大多数城市中的交通运输行业已经得到了一定的智能化应用。例如高速公路电子收费系统ETC已经遍布全国各地,根据国家的建设标准以及覆盖了全国的29各省市地区,开设的数以千计的电子收费专业车道,覆盖的用户已经达到了一千多万。同时对于智能化交通的发展,政府也给予了大力的支持。移动互联网的出行活动模式和其产业的发展得到了不断的创新。云计算、大数据以及移动互联网的大规模投入,智能技术与互联网进行高度的融合,为城市交通智能化发展带来了新的机遇。例如滴滴打车和快车的广泛应用,人们出行叫车的服务领域已经覆盖了全国的三百多个城市,注册的用户多达两亿人以上,每天平台接受服务的订单已经超过了一千万以上。

随着电动车技术的应用和普及,我国逐渐开始用电动车代原来的柴油车,并逐渐开发出了不同技术类型的电动轿车以及电动公交车等,将其投入到交通运输的市场当中。电动车产业的发展和普及,为交通运输市场带来了广阔的市场前景和空间。面对国际化的交通运输模式,将清洁能源作为主要的发展依据,坚持独立创新,合作并存的发展机制,加快中国新能源汽车产业的开发和利用,使其能够在激烈的国际竞争中得到一席之地,从而促进智能化社会的发展和进步。

智能化交通的国际发展现状。随着新型技术的发展和革新,国际上越来越重视智能化和信息化技术的应用,尤其是在与人类生存息息相关的交通运输领域中。根据相关的法规规定,欧洲将实现汽车互联网技术与车辆自动化的革新和应用,制定五个战略主题,建立更加安全的道路和车辆管理技术,提升交通系统的运行效率。同时注重技术的开发和应用,将绿色环保的运输系统和高效节能的技术类型相互融合在一起,建立完善的公路网和交通网,使人们的出行更加便利和快捷。

在发达国家,智能化的交通运输技术已经得到的广泛的应用,例如车流的控制、自动信号灯的管理、可变车道、停车场自助缴费以及货运追踪等技术,逐渐重视交通运输技术的一体化,逐渐形成便捷高效的客运系统,使移动互联网技术和大数据分析技g能够得到普及和应用,进一步开发无人驾驶系统和个性化的运输理念。美国是最先研究无人驾驶技术的,已经测试驾驶超过了五十万千米。

智能化交通系统的关键技分析

大数据挖掘技术的应用。随着科学技术的发展和应用,大数据分析技术逐渐得到开发和应用,交通运输业也逐渐步入大数据时代。数据挖掘技术就是其中的一个方面,从大量的数据信息中寻找最关键的技术工具,即交通大数据挖掘技术,将互联网和交通应用有机的结合在一起。在数据分析的过程中,发现交通数据中的规律,使驾驶员能够及时、快速的寻找到交通信号,是决策者完成对整个交通运输系统的管理和评估。利用大数据挖掘技术,能够基本改变传统交通管理区域的限制,建立立体综合性的智能交通管理体系,能够实时监测到事故发生的区域和规模,做到科学的预警和管理,使交通运输更加便捷和安全,实现最优质的管理。

无人驾驶技术的应用。无人驾驶技术是将人工智能、组合导航、信息的融合以及自动控制技术有机的融合在一起,用于控制车辆的速度和方向,实现无人驾驶。采用车载激光技术,将视觉、红外灯信号传入到传感器中,与全球的导航系统结合在一起,感知车辆所在的位置、车身的信息以及障碍物的数据,利用计算机进行计算,从而控制车辆的转向、速度和启停,使车辆能够安全驾驶,减少资源的浪费。无人驾驶技术的应用,能够减少驾驶员的劳动强度,改善车身的性能和技术,即使在恶劣的条件之下,也能够促进车辆的安全驾驶,确保人员的安全。

同时。无人驾驶技术的应用也可以从多个角度来进行,例如无人驾驶飞机、无人驾驶潜水艇等等。确切来说,无人驾驶技术也是衡量一个国家经济发达程度的一项重要指标,是一个国家和经济体工业制造水平发展状况的一个重要体现。利用无人驾驶技术,能够对位置和视觉的情况进行感知,主动规避障碍物,实现科学是的导航,从而使车身环境和车外状况有机的结合在一起,实现信息的融合和管理,改善交通运输环境,从而促进交通运输的智能化和科学化,提升其交通运输的安全性能。

电动车辆技术的应用。电动车辆技术是以车载电源为基本动力,用点机驱动作为主要的技术类型,并符合道路交通以及安全规定。电动汽车技术的应用,能够减少汽车对于石油的消耗。如今由于工业技术的发展,石油的消耗造成大量汽车尾气的排放,从而造成暗中的空气污染,为人们的生活带来隐患,影响社会的可持续发展。因此,为了应对这一问题,国内和国际的汽车巨头纷纷研发新型的能源,用来代替石油的消耗,促进新能源开发和利用的同时,保护生态环境。因此在这样的环境背景之下,电动汽车的开发和研究成为历史发展的必然趋势,电动汽车的投入和生产,能够基本的降低能源的损耗,同时电力资源能够从多个渠道获得,例如太阳能、水能以及核能资源等等,降低了石油的损耗和支出,减少对于环境的污染,从而促进整个交通运输行业的发展,实现经效益。

车联网技术的应用。车联网的技术是根据车际网和车内网以及车载移动网络为基础,按照相关的交通协议和标准,在车、行人与互联网之间形成信息的交换和活动。坚持以人为本的基本策略,依靠云计算的技术平台,使保险行业、4S店、各大车行以及政府车队能够通力合作,为客户制定合理的应用和服务。车联网的技术是互联网技术与智能化交通运输系统相互协调的一种新型的技术类型,意图打造一个智能化的交通运输行业,实现更加科学化、合理化的管理和服务。建立完善的技术标准和开放平台,从而控制整个城市的交通文明,安全驾驶。

篇5

1(上海浦东软件园股份有限公司上海 200123)

2(上海久隆企业管理咨询有限公司上海 200040)

摘 要 随着科技的飞速发展,现代智能技术正在深刻改变着人们的工作和生活方式。目前在全球范围内智慧城市和智慧园区建设开展的如火如荼,“智慧”所涵盖的领域范围遍及生活的方方面面,这是一项渐进的、分阶段逐步实施的庞大系统工程。本文从智慧园区顶层设计入手,提出基于智能电网架构的智慧园区基础网络建设思路,解析了智能电网的建设成效,以智能电网的建设带动园区电信网、互联网、广电网、物联网等建设的多网融合,既降低了基础设施建设成本,又提高了建设效率,将有力推动智慧园区建设。

关键词 智慧园区,智能电网,基础网络,多网融合doi:10.3969/j.issn.1674-7933.2015.05.007

作者简介:苗佳波,男,1981 年生,硕士研究生,工程师,主要从事及研究领域:软件和信息服务业行业分析、产业研究,Email :miaojiabo@hotmail.com ;

邱素川,硕士研究生,工程师。

0 引言

当今科学技术迅猛发展,正在引发社会生产方式的深刻变革。1998年美国副总统戈尔提出“数字地球”,提出用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题;2008年,IBM在数字地球的基础上,提出了“智慧地球”概念。从近两年世界各国的科技发展布局来看,IBM“智慧地球”战略已经得到了各国的普遍认可。

“智慧园区”是“智慧城市”的重要表现形态,旨在借助新一代信息技术,将人、商业、运输、通信、水、能源等城市运行的要素聚集起来,以一种更智慧的方式运行,进而创造更美好的城市生活。目前,世界各国都在积极推进智慧城市和智慧园区的建设,我国的智慧城市和智慧园区建设也在积极进行中。

产业园区作为城市发展地方产业、增强经济实力的重要平台,也是壮大区域经济、进行城市经济转型的有效载体。比如,目前全国有200多个软件园区和基地,占据全国软件收入总量的八成以上。高科技园区已成为产业集聚、资源集聚、人才集聚、功能集聚的重要平台。开展智慧园区建设,将进一步提升我国高科技产业的核心竞争力,并在我国智慧城市建设中发挥重要的支撑作用。

1 智慧园区发展概述

智慧园区是智慧城市的重要表现形态,其体系结构与发展模式是智慧城市在一个小区域范围内的缩影,即反映了智慧城市的主要体系模式与发展特征,具有一定的不同于智慧城市发展模式的独特性[1]。

在新一代信息技术加速发展的背景下,智慧园区以互联网、物联网、云计算、电信网、广电网、无线宽带网等平台为载体,以高度集成的信息技术、综合应用的信息资源为特征,形成以智慧技术、智慧服务、智慧管理、智慧生活、智慧产业等为内容的发展新模式。

智慧园区建设将促进新一代信息技术在科学管理、产业培育、创新创业、公共服务及资源整合等领域地广泛应用,进一步发挥新一代信息技术对国民经济社会发展地支撑和引领作用,进一步加快经济转型升级,进一步提升人民群众生活质量,进一步创新社会化管理模式,进一步提高社会资源配置整合效率,进一步抢占未来智慧产业制高点、争创发展新优势。这也是把培育世界级高新技术产业全面推向新阶段的战略举措。

2 智慧园区网络架构

智慧园区是基于信息新一代信息技术的产物,其基础建设的重中之重就是网络架构,否则所有智慧应用都无法实现落地。智慧园区的先进网络层主要由光纤驻地网、WiFi无线网络、移动通信网和数据中心四个部分构成。园区光纤驻地网是由完成通信和控制功能的园区内部布线系统组成,入园企业用户终端可以灵活方便地接入互联网,满足入园企业高速访问互联网的需求,同时也是实现园区内部和园区之间快速互访的重要通道。WiFi无线网络是园区提供移动网络服务的必备条件,实现WiFi无线网络的园区全覆盖有利于构件智慧园区服务和智慧园区管理的移动门户。移动通信网主要由中国移动、中国电信等移动通信服务提供商等负责建设。而今后智慧园区的网络建设必须首先实现移动通信网络的有效全面覆盖。数据中心是智慧园区建设中基础性、公用性的软硬件系统,包括主机、存储设备、操作系统、数据库等核心设施,它将为园区用户提供超大规模数据处理能力,可以为所有用户集中存储核心应用系统的各项数据,以及由园区感知层系统传输过来的各类采集数据,并提供安全可靠的灾备服务。

3 智能电网价值

智慧园区,虽然是以互联网、物联网、云计算、电信网、广电网、无线宽带网等组合为基础,但所有这些基础平台所承载的功能还是必须依赖能源平台,也就是电网的支撑之下。否则任何功能的实现都无从谈起。

在城市发展中,电网是最重要的能源载体。智慧城市和智慧园区的正常运行,需要坚强可靠的电网来提供优质的电能。因此智能电网与智慧园区建设在能量与信息这两个关键要素方面拥有一致的内涵与特征,是智慧园区建设的基础与核心驱动力,也是解决园区管理种种弊端的基础平台,具有引领“两化融合”、助推城市和产业转型发展、低碳发展的功能。

如今智能电网是电网技术发展的必然趋势。通信、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用,并与传统电力技术有机融合,极大地提升了电网的智能化水平。传感器技术与信息技术可以有效运用于电网技术中,为智慧园区管理方提供系统状态分析和辅助决策,电网的智能化将让电网可以实现自我检测、自我痊愈的功能。而智能电网的调度技术、自动化技术和柔性输电技术的日益发展,已经使可再生能源和分布式电源实现更加广泛的日常应用。通信网络的完善和用户信息采集技术的推广应用,促进了电网与用户的双向互动[2]。

与现有电网相比,智能电网的主要特点就是可以实现信息流、电力流和业务流的高度融合。智能电网的全景信息可以通过传感器、互联网、自动化控制与电网基础设施有效融合来获得。通信、信息和现代管理技术的综合运用,将大大提高电力设备使用效率,降低电能损耗,使电网运行更加经济和高效。而智能电网双向互动的服务模式,可以为用户提供更多的增值服务[3]。

因此,智能电网作为城市和园区智能化发展的客观需要,是智慧园区的重要基础设施,其强大的资源优化配置能力和更高的安全稳定运行水平,将有效实现能源资产的高效利用和全寿命周期管理。

智慧园区的正常运转离不开智能电网的相辅相成,智能电网将是智慧城市、智慧园区的核心组成部分。智慧电网对智慧园区的支撑体系如图1所示。

3.1 智能电网概念

中国电力科学研究院给出的智能电网定义为:以物理电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的,实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务[4]。

智能电网就是电网的智能化,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、允许各种不同能源渠道的准入、启动电力市场以及资产的优化高效运行[5]。

3.2 智能电网的多网融合

城市电网是一切应用的载体和基础,而智能电网不仅可以满足基本电网的功能,还可以和电信、广电、互联网、物联网等一起在用户端走向融合,形成多网融合。

建设智能电网首先需要实现电力光纤入户。电力光纤就是把光纤组合在电力电缆中,同时具有电力传输和光纤通信功能。电力光纤入户将为智能电网跨界“三网融合”业务奠定基础。电力光纤即可输送传统的电能,又能承载互联网和电信、广播电视信号,也能满足物联网通信需求,从而实现资源整合。

电力光纤入户使得电网功能由单纯输电迈向智能电网。目前主要采用光纤复合低压电缆,将光纤和电缆复合制造,在铺设电缆的同时完成了光纤入户。电力光纤入户PFTTH(Power Fiber To The Home)是指在低压通信接入网中采用光纤复合低压电缆(OPLC)等线缆,将光纤随低压电力线敷设,实现到表到户。配以无源光网络(PON)技术,承载智能电网配用电环节和“三网融合”相关业务。

宏观层面,目前,国家电网已经在全国积极推进电力光纤入户。确定基于OPLC的技术方案,还颁布了《智能电网关键设备研制规划》和《智能电网技术标准体系规划》。

4 智能电网建设成效分析

目前在全球范围内,智能电网建设已经全面展开。基于各国国情以及基础的差异,世界各国发展智能电网的角度和侧重点各有不同。美国主要关注现有清洁能源技术和下一代网络基础设施,正在积极推广诸如特斯拉在内的可插电式混合动力汽车,同时发展分布式电源和能源存储的并网运行技术;欧洲主要关注电网对风电的消纳、分布式能源并网等问题;日本重点关注分布式光伏发电和风能发电的大规模并网问题,同时在电动汽车和电网的互动问题上开展了大量的研究工作。而我国提出建设自主创新的智能电网发展总体思路,以通信信息平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化特征,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代智能电网。

4.1 建设效益

从数据的对比性出发,建设效益可以根据节省的建设费用ΔTC去展现智能电网投资创造的预期建设效益:ΔTC = (S-S’)/N其中,S—非智能化电网(多网)建设费用;S’—智能化电网(多网)建设费用;N—需要实现的功能种类。

比如,以智能电网目前已经可以整合三网融合的功能为例,及互联网、广电网、电信网、电网等原先建设四网的建设费用,现在只需要投入四分之一的建设费用。

4.2 设备安装调试效益

设备安装调试效益ΔTC可用节省的设备安装调试费用来表示:ΔTC = N×tc

其中,N—减少的设备数(台);tc—每台设备每次的运行维护费用成本。

比如,以占地面积一平方公里的某产业园区为例,建设智能电网将减少传统设备150台,每月一次的运维成本约为1 000元/小时,则园区每年设备运维可以降低安装调试成本180万元。

4.3 建设规划

结合国内目前如火如荼的智慧城市与智慧园区建设,驱动高度构建智能电网建设,彼此互为影响、互为依托。从顶层设计考虑,智慧园区与智能电网两者的有机结合需要创新商业模式,站在全新的角度进行论证。以市场来说,智能电网是清洁能源开放互动的交易平台,是新的能源供应保障和服务体系;以技术来看,智能电网是具有能量和信息同步传输的功能;从定位的角度来讲,智能电网是智慧园区的基础和创新驱动力,具有推动园区转型发展的基础平台功能、网络市场功能;而根据行业角度看,智能电网具有能量与信息同步传输功能的双向能量信息系统,将是智慧园区网络建设中的核心骨干支架。

而今智能电网在智慧园区建设中的各项试点工程建设取得了阶段性成果,目前已经初步实现智能电网项目与智慧城市建设思路的良好对接。完成了包括柔性直流输电示范工程、电力光纤到户试点工程、智能用电楼宇试点工程、配电自动化试点工程和智能变电站改造试点工程建设等多个试点。一些试点项目中,已实现电力光纤到户,已率先实现配电网自动化、智能抄表和中低压线损比对等全业务功能,并实现宽带和高清电视服务。

此外,智慧园区的智能电网建设还可以催生出新的商业模式,比如早在2010年,国网上海电力公司就分别和上海联通、上海东方传媒集团(SMG)签订了战略合作协议,利用电力光纤平台开展宽带和视频点播等业务的合作,推出“互视通”业务。并在浦东新区部分产业园区和商圈展开了商业示范应用,取得了很好的成效。

5 应用

智慧园区建设中的智能电网(Smart Power Grids)将在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的智能技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术,去实现可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,从而给智慧园区带来更多的创新应用和增值服务。二者关系如图2所示。

从具体实际应用层面看,智能电网几乎可以涉及到智慧园区建设的方方面面。比如,最基本的智能电网功能就是可以远程采集电表、水表、煤气表等信息,对用电进行调控,并可并网运行清洁能源,实现能源、信息的综合配置和资源共享。

5.1 智能网络服务

在智慧园区中部署了智能电网的用户就可以直接通过电力光纤拨打IP电话、宽带上网、接收高清互动电视信号,实现三网融合功能。而无须再部署其他网络架构载体。各种物联网应用也将实现,用户可以对空调、热水器等智能家电实施用电分析与控制,用户通过网络或电话可实现对家中电器的远程控制。

5.2 充换电服务

在智慧园区工作和生活的用户不用担心新能源汽车的充电问题,通过建设充电桩、充电站、换电站等多元化的电动汽车基础设施及远程监控调度服务系统建设,就可以有效解决电动汽车的续航里程、故障定位等问题,满足出租车、工程车等专用电动汽车的监控调度需要,为电动汽车的便捷服务提供基本条件。充换电服务采用电动汽车智能充换电服务网络运营管理系统作为电动汽车服务的核心,支撑电动汽车充换电作业。电动汽车充换电站、站外充电桩、手持终端及电动汽车车载终端等电动汽车充换电设施能够有效接入运营系统,实现智能化管理。

5.3 双向互动服务

在智慧园区中,通过智能电网的信息采集、能效管理等实现对用能设备的监测与控制,实现用户侧能效智能管理和服务双向互动。通过双向互动服务平台与园区管理系统的互联互通,完善园区管理手段,提升园区管理水平。

比如园区用户可以主动参与智能电网的安全运行,实现自身用电资源优化配置,实现有效的需求自主响应。智慧园区的用户可以由自身的能源使用习惯、价格水平以及具体的使用环境,给各自的能源消耗设备设定相应的参数。如中央空调、楼宇照明、办公电器等智能用电设备可以根据相关参数,自动优化其用电方式,以期达到最佳的用电效果,进而提高设备的电能利用效率,实现节能节电[6]。

5.4 信息资源服务

智慧园区的管理方可以通过进一步加强信息资源的集成和电力通信信息资源的优化整合,对园区环境监测信息、用户用能信息、经济活动信息等多种信息进行可靠的采集和传输,为智慧园区提供多种信息资源,支持园区管理机构进行数据分析和处理。

6 结语

目前,智慧城市和智慧园区的解决方案和支持政策中,对城市信息化建设关注度最高、对智慧交通和智慧管理等也予以了一定程度的关注,但对于作为运营命脉的能源保障,特别是智能电网的建设还没有予以应有的关注。

智能电网能更大程度地起到对智慧园区发展的支撑作用,紧密结合智慧园区发展的不同应用需求,并且大大降低多网建设的重复费用。

因此,非常有必要进一步推动智能电网的建设理念和措施纳入国家智慧城市和智慧园区建设的政策措施中,推动智能电网与智慧园区建设规划的紧密衔接,尽快弥补这一领域的空白。

参考文献

[1]朱敏. 智慧园区解决方案探讨及建议[ J ] . 移动通信,2013,(5).

[2]张盛山. 智能电网中无线传感器网络信息安全研究[J]. 仪器仪表标准化与计量, 2013,(4).

[3]李锦仁. 建立多级认证用电系统的一点构想[J]. 城市建设理论研究, 2012,(28).

[4]张聪. 基于ZigBee技术的智能电表的研究与设计[D]. 上海交通大学, 2010.

篇6

智能电网,就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

IT产业的数字革命和新能源热潮正成为孪生兄弟,而智能电网的横空出世无疑将推动新能源革命的深度裂变。或许再过几年,用电方式将会发生这样的改变:家庭用电的电价不再是一成不变,而是根据一天中不同时段来自动定价,比如傍晚用电高峰期,电价自动上扬,白天用电低谷时电价自动下调;以前只是电力系统读取电表用量,现在你却可以看到整个城市的用电情况,从而为自己的用电进行规划;我们不再担心停电,因为智能电网可以在最短的时间内实现自动恢复;室内空调不仅能够感应外部度的变化,还能感应用电高峰电价上涨变化,及时计算并自动调整使用时间,帮你控制电量和电费。

这并非虚构,它将会实实在在地发生在我们身边。

毫无疑问,智能电网,与人们的生活息息相关。我国将建智能电网的信息一经,宛如“风乍起,吹皱一池春水”,引起各个层面专家热议、媒体纷争――想必,从中能窥视到我们最最关心的问题:这场史无前例的电网革命,究竟会给我们的生活带来什么?

互动电网实现全新模式。

曾有专家说,每一次大的经济危机之后,都会有一次大的能源革命。国内的电力业界人士同样试图抓住这次全球性金融危机的机会,在国内推动互动电网战略的研究与讨论。

2009年5月21日,国家电网在“特高压技术国际会议”上正式宣布启动智能电网的建设。

“举个例子来说吧,我们现在的电网是单向的,如果有互动电网,今后家庭的太阳能屋顶发电就可以与电网实现互联,实现富裕电能的回售,电动汽车也可以通过传感器随时充电,计入个人用电账户,最终将实现有插座的地方就有能源,有插座的地方就有信息互动。消费者既可以是电力客户,也可以成为风能、太阳能、氢电池、生物沼气等小型电力供应商。”互动电网的推动显然将使人类消费能源的方式发生根本性的改变,仅这个转变每年就可能为我国降低温室气体排放10%左右,每年可为中国节省3亿吨标准煤。

互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上来说,互动电网将集成最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业,也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成。

互动电网将是下一代全球电网的基本模式,中国应该借此拉动电网体系的革命,推动电力产业从中低端电力供应商的传统模式提升为综合能源、通讯和信息服务商的高端创新模式,电力系统的通讯和信息等服务的营业收入和赢利水平将完全可能等同或超过传统的售电业务。我国电网发展目标应从电网输送方式的变革调整为电网的效率革命,即互动电网变革。

经济危机中受冲击相对较轻的中国更需要占领智能互动电网这个能源革命的制高点,“3到5年内,我国应该全面推进互动电网发展。否则,一旦美欧经济复苏并实现了经济与电力结构的升级转型,我国不但将失去一次领跑世界经济的机会,也将再一次沦为国际分工的劳动力角色”。

与传统电网相比,智能电网除了提高供电可靠性、提高运营管理水平外,更重要的是,可通过智能电表与分时电价、设备状态检测等手段减少电网固定资产投资支出和电网运行费用。

根据IBM的观点,智能电网可以比喻为电力系统的“中枢神经系统”,电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具,自动监控电网、优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电,消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。

对于我国,实施智能电网无论从经济价值、社会价值和环境价值方面来讲都具有深远的意义。资料显示,由于需求变化难测、管理手段不足造成电网调度难以实现现代化、节能和安全,导致大量发电机组发电煤耗损失巨大,目前每年输电、配电和用户端损耗约9%,每年线路损耗约3 000亿千瓦时,折合1.5亿吨原煤,相当于7 000万千瓦装机容量,3 000亿元的电源投资和3 000亿元的电网投资。如果发展超导输电和智能电网,大力改善需求侧用电波动影响,提高电网调度调配能力,减少输配环节损耗,节约的原煤将超过1亿吨,相当于2009年全社会煤炭消耗量的3.65%。

智能电网的首要作用是节能,去年我国社会用电总量近35 000亿千瓦时,实现电网信息化之后,每年在配电输电用电等环节即可节约5%至10%的电力资源,节省价值近2 000亿元人民币。根据政策开放程度,电网还可以开放宽带、电视盒通讯等业务,这将是一个比3G业务更宏大的产业空间,更能拉动内需。如果启动国家互动电网的改造,每年有可能拉动国内生产总值(GDP)1个百分点左右。

智能电网概念提出的时间虽然不长,但人们对这项变革的热情却极为高涨,其根本原因是,智能电网战略不仅为全球能源转型提供了一个重要的契机,更为电力设备行业提供了无限的商机和难得的发展机遇。

在我国,作为重要的新兴产业之一,智能电网与新能源汽车一样,已经被赋予国家竞争级的战略地位。智能电网的规模将远大于互联网,因为一个家庭可以没有互联网入户,但所有家庭都离不开电。按照国家电网公司的设想,通过三个步骤的发展,计划到2020年,我国将全面建成统一的“坚强智能电网”,其技术和装备要全面达到国际先进水平。届时,国家电网优化配置资源能力将大幅提升,清洁能源装机比例达到35%,分布式电源实现即插即用,智能电表得到普及。

从2009年起,国家电网计划3~5年内投入五六百亿元到智能电网建设上,其中70%~80%将投往控制方面,20%左右投向硬件,并在3年后,实现智能化电网雏形。在这样的背景下,据专家测算,从2009年起,我国需要更新百万个以上变电站,将3 000万块~5 000万块电表更改为智能电表,推动世界上最大的统一电网体系,分期实现电网技术的升级。

篇7

一、金融新常态的内涵与特征

(一)金融新常态的内涵。对于金融新常态的内涵目前没有统一的定义。综合来说,金融新常态是在经济新常态场景中金融领域的状态反映和应对,它是相对旧的金融运行特征而言的,包括金融产品、金融技术以及金融服务各类创新的集合,其包含业务综合化经营趋势、数字化管理嵌入、竞争化程度加深、国际化合作加深等主要特征。

(二)金融新常态的特征。一是金融业务综合化程度不断提高。在计划经济体制下,以政策性银行和政府性金融机构为主,产品服务也相对单一。为适应市场经济的发展,我国从1994年起拉开商业银行改革的序幕,金融领域的跨界经营与合作不断加强,货币市场与资本市场之间直接连通,银行、信托、证券、基金、私募、风投、保险机构和互联网金融之间的业务往来和合作日益密切,交叉性金融产品推陈出新,如商业银行的股权质押融资、险资资管计划、证券基金托管账户、信托基金托管、互联网资金第三方存管以及各类委外业务。同时,银行的资本市场业务、投资银行业务和各类业务发展迅速,已经成为部分银行中间业务的主要收入来源。

二是金融业务数字化管理不断增强。互联网金融源于信息技术革命的积累,本世纪初从美国的支付领域开始兴起波澜,比如PayPal、Square、Apple-Pay等公司,通过技术创新尝试改变金融支付方式,继而拉开金融商业模式改革的序幕。之后,Better-ment、LendingClub和Prosper等P2P金融平台将战场的硝烟蔓延至个人投资领域,通过大数据分析,将有资金需求的贷款人和资金充足的借款人有效地联系在一起,为客户提供自动化投融资服务,从而在金融领域开疆扩土。随着近年来移动互联网经济的发展,金融支付也从互联网金融进入移动互联网金融领域。2013年,BAT等互联网巨头在互联网金融领域集中布局,连同此前一批兴起的互联网金融企业,如有利网、人人贷、宜人贷等企业在P2P虚拟金融领域集中发起攻势,这一年被业内人士定位为我国互联网金融发展元年。同时,传统金融业机构如银行、保险、券商、基金等依靠强大的存量客户资源、积累的业内关系与业务基础、强大的物理网点渠道,积极拥抱互联网经济时代,直面互联网金融挑战,迅速提升金融科技水平,将互联网技术与金融业务结合,形成金融互联网化。互联网金融与金融互联网互相融合、互为促进,金融业务的技术角逐频频发力。

三是金融业务竞争程度不断加深。从结构上看,金融业务由“讲增速”向“讲转速”转变,由“讲数量”向“讲质量”转变。特别是随着利率市场化、本外币一体化,也即“汇率”与“利率”双率互动时代的到来,存贷利率差逐步收窄,金融盈利模式应时而变,将更加注重向管理、风控、效益、定价要效益。从范围上看,随着金融监管更加灵活、协同、务实,直接融资市场扩大发展,多层次资本市场迅速发展,社会融资方式更加多元化,传统银行信贷、民间投融资、互联网金融、社会众筹等并存发展、互为竞争。这些都表明金融业的合作与竞争渐趋白热化。四是金融业务国际化合作不断加强。全球经济一体化日趋加快、国际金融市场联系日益紧密,国际产业分工调整更加细化,金融已成为衡量一个国家经济发展水平的重要标志。改革开放以来,为发挥后发优势,谋求改革红利和抢抓国际分工调整机遇,我国深度参与全球产业链分工,创造了世界经济社会发展史上的奇迹,中国式崛起成为世界经济复苏的主导性力量,产业分工也逐步向价值链、技术链和服务链的高端延伸。随着“一带一路”深入开发,人民币加入国际一揽子货币,我国企业“引进来+走出去”的交叉互动,我国个人海外投资置业需求大量派生,人民币国际化程度进一步加深,金融业务的国际化服务要求也将进一步提高。

二、金融新常态下商业银行业务发展策略

经济新常态下,经济转型、结构调整进入关键期,多项金融改革持续推进,传统银行业创新步伐日趋加快。我们认为商业银行创新的主攻方向有四方面:以结构性改革拥抱新经济,以综合丰富产品业态,以数字化技术打造场景金融,以扁平化管理引导流程再造。

(一)以结构性改革拥抱新经济。近期以来,地价和房价快速上涨,形成强大资产泡沫,对实体行业形成挤出效应,甚至形成地产的发展路径依赖现象。过度仰仗房地产的刺激无异于饮鸩止渴,已不符合市场需求,中国经济的未来在技术创新、技术研发和高端制造。基于此,总理在2016年的政府工作报告里首次提出当前必须培育壮大新动能,加快发展新经济,以便另辟蹊径打破现在经济发展的困局,寻求新的经济增长空间。新经济在不同的历史时期有不同的特征和内涵。硅谷著名科技杂志《连线》(Wired)的创始主编、最著名的预言家凯文•凯利(KevinKelly)在《新规则,新经济》中提出了互联网时代经济运行的十个新规则,包括普及比稀有重要、蜂群比狮子重要、级数比加法重要、免费比利润重要、网络比公司重要、造山比登山重要、流动比平衡重要、空间比场所重要、关系比产能重要、机会比效率重要等,这些互联网新思维持续影响着全世界各个行业的发展方式,甚至“颠覆”整个经济规则。一般认为新经济是基于互联网、技术突破以及制度革新所带来的商业模式、经济业态的创新。具体包括传统产业的升级,以及包括新能源、新材料、智能制造、生命科技等新兴产业的兴起。商业银行的变革要融入新时代拥抱新经济,通过内部流程再造、外部资源整合、产品综合设计等结构性调整,适应并促进“旧经济”传承创新,为中国经济注入新的发展动力。

(二)以综合丰富产品业态。当前,我国商业银行的业务仍然是在分业监管的环境下开展,但一些金融控股集团通过控股证券、银行、保险、信托、第三方支付等牌照的形式,或者大型商业银行通过各种方式获取了全金融牌照或跨业经营资格,进行产品的综合化服务和衍生性设计,曲线实现了综合化经营,不断丰富了金融产品和服务业态。国际上,综合化经营基于分业监管和混业监管的不同,大致可分为综合银行、金融控股、金融科技三种模式。一是综合银行可以直接渗透到企业经营,甚至可以控股企业,这类银行主要以德国、荷兰等欧洲大陆国家为主,其中日本的银行与企业相互控股以及高度关联的产业控股形式,是这一模式的特殊形式。二是金融控股集团,金融控股是经济发展到高级阶段产融结合的产物,一些金融企业或实业企业通过关联控股或绝对控股形式参与到银行业,一般以英美等盎格鲁-萨克逊国家为代表。在国内,事实上也在实践探索着,比如万科入股徽商银行、海尔入股青岛商业银行、华润集团入股珠海商业银行,甚至此前的首钢入股华夏银行、光大集团控股光大银行、平安集团控股深发展银行,等等。三是金融科技一般以互联网金融为特征,比如苹果、谷歌的平台金融,国内的支付宝、微信支付等,金融科技是未来银行的重要发展方向。为适应金融新常态,我国商业银行综合化经营(也有说是混业化经营)渐成趋势。观其产品创新和衍生轨迹,按照各项业务与传统业务的紧密程度,大致可从以下几个方面延伸:依托云技术的大数据分析,提升风控能力的同时,提高审批服务效率;依托资本市场尤其是直接融资市场的开发开放,拓宽融资渠道的同时,提高资金配置效率;依托产业整合购并的市场需求,扩大投资交易类业务的同时,提升行业竞争力和企业生产力。

(三)以数字化引导,打造场景金融。信息技术不仅是传统业务的支撑平台,更是链接产品的运营系统,链接服务的生产系统,链接客户的纽带,以云计算、移动互联、物联网等为代表的新型技术和产业,正以独有的技术创新驱动传统金融企业的数字化转型。传统金融与互联网金融相向而行、相互促进、相互融合,而其汇聚融合点就是“场景金融”。在互联网+的时代,场景金融是人们在某一活动场景中的金融需求体验。比如淘宝购物、京东商城、苏宁易购等电子购物领域,消费者们在电子商城里体验虚拟购物场景,与这些电商业务相对应的,则有支付宝、微信支付、财付通、京东白条等支付渠道,从而保障消费金融场景的应用,由此而延伸至生活的滴滴打车、寻医问药网、途牛网等,也是消费金融数字化的集中体现。伴随着消费金融市场的群雄逐鹿,“微粒贷”、人人贷、开鑫贷等互联网金融平台纷纷进入消费金融领域。商业银行则直面挑战,积极把握消费金融数字化发展趋势,提供APP、手机银行、网银,甚至主动与互联网巨头公司合作开发产品,比如中信银行与百度战略合作,从直销银行切入展开合作,预计在支付渠道、信贷数据整合、客户关系管理、信息资源共享以及其他金融产品等方面展开合作。面对互联网金融的竞争,银行应将金融服务的方式变为嵌入流程式服务、场景化服务和生态化服务。

(四)以扁平化管理,引领流程再造。在当前市场主体层次不断提升(比如民营银行、互联网金融企业的发展),金融需求不断升级,金融服务手段多样化趋势越来越明显的背景下,如何提升管理科学化、智能化水平,精简管理层级优化组织架构,简化流程有效提升后台业务处理效率,成为商业银行顺应技术潮流与满足市场需求的必然选择因素。作为未来银行发展的重要趋势之一,发达国家银行依托互联网等新技术的支持,已在扁平化管理方面做出了重要探索。扁平化管理是针对组织有过多管理层级而提出的,商业银行扁平化经营管理主要从纵向和横向两个方面展开:纵向流程梳理方面,主要是减少管理层次、管理流程和管理人员,优化人员结构配比,柜面业务流程优化、等级行综合考核、风险垂直管理,强化经营职能,节约管理成本,持续扩大盈利,网点集中管理等事项。横向业务整合方面,着力逐步建立面向市场和客户、精简高效的经营管理中心、服务指导中心和资源配置中心,建立网格化立体式组织管理架构,通过管理路径和管理流程的重组与变革,增强协同配合力,提升绩效管理水平,实现经营效益最大化目标。

三、金融新常态下商业银行业务发展具体对策

商业银行基于金融新常态的应对,除了把握以上发展策略外,还应着眼未来,积极推进资产管理业务、交易银行业务、投资银行业务以及互联网+等创新业务的发展。

(一)创新投贷联动模式。投贷联动是根据企业成长周期不同阶段,将债权与股权灵活组合,满足企业成长价值链金融服务的一种商业银行业务方式。投贷联动在国际上已有较为成熟的经验和丰富的案例,国内投贷联动近年来也获得政策和监管的大力支持,“十三五规划”纲要,央行等八部委印发的《关于金融支持工业稳增长调结构增效益的若干意见》、国务院《关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》等政策和文件先后出台,鼓励发展多层次资本市场、直融市场,鼓励商业银行积极参与投贷联动试点。目前看,以客户服务对象为基础,以风险偏好为参照,国内投贷联动的实践模式大致可分为以下几种:一是跟投。对具有高增长前景的科技创新企业提供贷款,与第三方风险资本、私募资本、天使基金等机构合作形成投贷联盟,探索类似小股权撬动大债权的投贷联动模式,股权比例一般在5%以内,配套大比例贷款支持,这类模式以英国中小企业成长基金为代表,国内主要是股份制银行、城商行率先探索。二是直投。即直接设立股权投资公司模式,直投模式相对灵活,同时风险也更集中,比较适合前沿科技创新、文化艺术投资、大型基础设施投资等高风险、高回报的项目,这种模式以国际上的硅谷银行为代表。目前,已有国家开发银行、中国银行、恒丰银行、北京银行、天津银行、上海银行、浦发硅谷银行等十家银行获得试点资格,其他各类银行正积极申报。三是引投。通过境外子公司在国内设立股权投资管理公司,间接投资企业股权。其实质是绕开我国《商业银行法》关于不得向非自用不动产投资或者向非银行金融机构和企业投资的监管规定,目前主要有工行和建行。随着投贷试点和政策的放开,对接非上市公司股权收益权类或股权投资类理财产品业务发行,将募集资金入股目标企业,获得股权收益。四是合投。这类模式主要以产业基金、PPP基金等模式展开,合投服务对象相对来说是基础建设、产业发展等大型项目,而在风险把控上,通过“优先+劣后”的结构化设计或股权回购增信的方式缓释风险。

(二)创新并购融资服务。伴随新一轮经济周期调整持续进行,全球并购融资市场方兴未艾。根据汤森路透最近的数据,2015年全球并购交易数额高达4.7万亿美元(约合人民币31万亿元),且规模持续扩张。而国内随着我国产业整合、国资国企改革和“走出去”战略的实施,并购交易金额也是屡创新高。在国家政策支持下,各省市新一轮国资改革的大幕已经拉开,央企或率先迎来并购重组的浪潮,并引领地方国企并购重组风潮。并购融资服务除并购贷款外,依托近年来迅速培育的资本市场,广泛运用并购债券、并购基金、并购夹层融资和并购后整合融资等组合融资,满足客户多元化并购融资需求。以亚洲投资开发银行设立为标志,我国“一带一路”战略向内陆纵深和海外延伸推进,大批企业对跨境融资趋之若鹜,最主要的原因就是境内外资金价格的差异以及上市融资准入条件和准入周期更为规范透明。商业银行应适应这一新常态,从以下几个方面着力:一是提供综合性金融服务,针对企业的发债、上市和并购需求,提供财务顾问、资金信贷、财富管理、套期保值等整套“一揽子”金融服务方案和全流程的服务支持;二是丰富国际业务品种,除提供国际结算、贸易融资等单一性业务外,提供避险理财、开具保函和信用证、即期远期结售汇等结构性产品服务;三是参与全球产业分工价值链。除满足个体企业的金融需求外,扩展以跨国供应链为主体的金融服务需求,在助力国内企业转移过剩产能向海外输出资本和服务的过程中发挥应有的作用。

(三)创新资产证券化业务。资产证券化是指将缺乏流动性、但具有可预期收入的资产,经过结构设计和组合打包,在资本市场和货币市场发行证券筹资的一种直接融资方式。据统计,美国一半以上的住房抵押贷款、四分之三以上的汽车贷款是靠发行资产证券提供的。近年来,在备案制、注册制、试点规模扩容等利好政策带动下,商业银行为了降低资本消耗、转移风险资产、盘活存量资产、提高资金配置效率,实现轻资产经营,纷纷将资产证券化业务作为重要的业务推动方向,资产证券化市场发行渐成常态化,规模持续增长,流动性明显提升,创新迭出,基础资产类型持续丰富,并形成大类基础资产产品,市场参与主体类型更加多样,产品结构设计更加丰富。根据证券化的基础资产组合不同,可以将资产证券化分为应收账款证券化、不动产证券化(如住房公积金、按揭贷款)、信贷资产证券化、未来收益证券化(如过桥过路收费)、债券组合证券化等等。当前,商业银行在汽车消费、公积金贷款、住宅甚至商业写字楼、基础设施建设等领域已经成功运行了多单业务,就资产证券化的模式及风险管理作了有益的探索。预计今后一段时间,未来业务发起机构、产品类型以及结构设计都将向多元化发展,资产证券化市场将保持快速发展势头,在直接融资市场占据较大市场份额。

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【关键词】智慧城市;建设;实践;探索

1智慧城市是城市发展的必然趋势

随着信息技术水平的不断提高,如今已出现了很多新型信息技术,包括云计算、物联网、新一代互联网等,且这些均已在世界各地得到非常广泛的运用和发展,因此,目前世界城市发展的主要趋势,就是建设智慧城市,其主要特征为智能化、数字化、网络化。对于智慧城市,世界各地的研究组织机构、专家们对其的解释和认识都是不一样的,大致可以将其总结为3大类,即:整体发展类,主要强调智慧城市使未来城市发展的主要模式,也也是当下社会对智慧城市定义的主要认识;运用类,将技术作为主要支撑,以对城市发展问题进行有效解决;技术类,主要从技术发展角度,对智慧城市的特征进行描述。智慧城市和传统城市运行模式比较,智慧城市的主要特征,主要体现在以下几个方面。1)公共服务更为便捷在政府行政进行审批过程中,网上办事,将成为主要手段,市民即便不出门,也能办理大多数事项。对于市民看病困难的问题,通过采用智慧医疗,有助于该问题的解决,而多数市民自身电子健康档案的建成也会实现。2)城市管理更为科学城市基础设施,包括煤气管道、交通、电网、水网等,通过采用智慧城市模式,能够高效、智能管理城市基础设施,有效提高城市管理水平,使其变得更为精细化。3)经济运行会变得更为高效选用智慧城市模式,能够有效推广各种制造业生产方式,如柔性制造、敏捷制造等,能够有效提高制造业的生产效率。在贸易行业中,电子商务是主要手段,进而能够大力发展物流信息服务、企业营销,有效降低物流运输成本。4)有助于产业结构的高端发展在社会经济发展中,新一代信息技术产业起着极大的推动作用。5)人居环境将会变得更为友好智慧城市能有效完善环境感知监控体系,有效提高环境的监管力度,同时居民生活环境也会得到进一步完善。

2智慧城市的实践和探索

对于智慧城市的建设,我国政府对其给予了高度关注,中国智慧城市技术创新战略联盟,在我国政府的大力支持下,得以成立,同时,中国智慧城市技术框架也已经成型。现阶段,我国相关部门正在制定智慧城市建设的指导性意见。而我国很多地方性城市也对智慧城市的发展给予高度重视,并制定了相关规划方案,以促进新兴产业的发展,城市公共服务质量的提高,城市运行效率的提升,促进城市的可持续发展。目前,对于智慧城市的建设,我国一些城市已经制定了相应的政府性规范文件。另外我国相关文件已经针对智慧城市的建设,制定了相关的智慧城市规划方案,我国政府现已和113个城市签订了智慧城市战略合作协议,其中这些城市主要集中在中部地区经济圈和东部经济发达区域。

3智慧城市是我国城市发展的必然趋势

目前,我国新一代信息技术的发展速度越来越快,且越来越普及化,有效推动了我国社会经济、文化、社会的不断发展。智慧城市的建设,有助于城市的可持续发展,促使城市的转型,城市管理由粗放型逐渐转变为精细化,由经验型逐渐转变为智能化,促进生态城市的发展,能够使多维度城市发展难题得到有效缓解,包括城市安全、环境保护、交通管理、人口发展、民生改善等。

3.1转变城市发展观念

从全球角度来看,智慧城市是一种新型城市发展观念,通过运用新一代信息技术,如云计算、物联网、宽带信息网、大数据等,有效转变城市发展模式,包括由以速度为重点转变为以效率为重点、由以规模为重点转变为以质量为重点、以物质为重点转变为以人本为重点等,实现对粗放型城市发展观念的进一步精细化。要想快速促进城市的发展,使城市发展提升到更高层次,建设智慧城市是非常重要的。

3.2推动城市治理模式转型

在过去,我国城市在发展过程中,主要采用经验型、粗放型的城市治理模式,而随着社会的不断发展,传统城市治理模式正面临着越来越多的问题,在这种情形下,为进一步推动城市的发展,采用智慧城市发展模式是必然趋势,这是一种非常有效的措施,能够使城市基础设施变得更为智能化,城市集聚辐射功能能够得到充分发挥。通过运用高信息技术,能够有效提高科技创新能力,有助于城市经济发展模式的快速转变。通过对电子政府的建设,能够有效提高城市管理水平,使其变得更为智能化,促进智能生活环境的营造。

3.3加强城市转型发展动力

目前,我国城市发展模式尚未实现真正的转变,即由通过加大对物质资源的消耗,转变为通过运用科技技术,提高劳动人员的综合素质、提高城市管理的创新性,以实现城市的快速发展。对此,我国政府应建设智慧城市,提高城市转型的发展动力,主要原因为:第一,建设智慧城市,能够突出存量优化,有效促进电子商务的发展,促进传统优势产业的改革和升级,有助于产品生产效率的提高;第二,发展增量是智慧城市建设的主要内容,能够充分利用新一代信息技术产业,促进社会新经济增长点的培育。

3.4推动机制、制度的创新

除了要对运用创新、技术创新进行推动外,智慧城市建设还应注重对机制、制度的创新,要想使智慧城市正常运行得到有效保障,必须要构建和智慧城市相适应的机制和制度。

4智慧城市的建设对策

4.1推动智慧产业

(1)在多个领域中,如现代服务业、先进制造业、战略性新兴产业、传统产业等,应充分引用信息技术,对智能产品、智能装备进行大力发展,提高制造业的智能化,对于各种服务业,如销售服务业、物流服务业、中介服务业等,应大力指引它们在智能化方面的不断改造;(2)运用各种人文资源,对人才优势、科技优势进行充分发挥,通过对高新信息技术的充分利用,创造出更多的新型经济产业,对于一些新产业,其发展基础为知识和数据,应进行大力培育和发展,对各种高端产业,如网络文化产业、信息服务业、信息产业等大力发展,对其他产业的发展也给予大力支持,包括计算机产业、微能源产业、集成电路产业等。对都市生态农业进行大力发展,提高都市农业生产过程的智能化,对农业信息服务不断进行普及。

4.2建设智慧设施

将重点信息技术的运用作为主要突破口,将多网融合作为重要基础,包括广播电视网、通信网、互联网等,对各种智能型基础设施进行积极构建。对下一代互联网建设进行统筹和推进。无线城市体系,包括宽带无线接入网、第三代移动通信网,对此,我国应提高无线城市体系的建设速度。对于下一代广播电视网、三网融合、光纤到户,我国应提高它们的推进速度,建立数字家庭宽带网络环境。对各种物联网运用公共服务平台进行大力建设,对宽带移动无线网络、新一代互联网络进行构建,将感知神经网络建立在一些重要领域中,进一步巩固枢纽型城市信息港的地位。

4.3推广智慧技术

对智能化服务领域、运用领域不断进行拓展,对有关配套设施、运用平台不断健全和完善,使城市在不同领域中的智能化得到有效推进,包括公共服务领域、行政运行领域、基础设施领域等。对各种领域的信息技术运用、电子商务平台建设不断进行完善,建立健全服务体系,暴露信用管理、物流服务、安全认证等。提高智慧生活的普及化,在各种关键民生领域中,建立智能化公共服务体系,包括社保领域、医疗领域、教育领域等,使生活环境变得更为健康、公平、方便等。将构建“智慧政府”作为主要目标,对电子政务公共服务系统的建设不断进行完善,推进城市规划智能化,城市管理、公共安全管理智能化等,减小建设公共安全监控体系、智能化业务处理、智能化城市管理等体系,对政府内部运行网络化进行大力推行,对电子政务公共服务系统的建设不断进行完善。

4.4培育智慧人才

对高级信息技术人才、商业应用经营管理及网络设施人才进行大力培养,实施智慧人才集聚工程。通过对专项基金的设立,在我国高校培养智慧城市人才时,应给予有效指导,在职业技术学校培养信息技术高技能人才时,应给予大力支持,对经营管理和专业技术精通的复合型人才进行重点培养。开展智慧技术教育宣传工程和各种形式的信息化普及教育,不断提高市民的科技素养、智慧技术运用能力,不断提高人们对智慧城市建设参与的积极性。

4.5维护智慧安全

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“工业4.0”这一概念最早起源于德国,它是由德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念,它重点描绘了制造业的未来前景,工业4.0是继以蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术为标志的三次工业革命后,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。工业4.0是与以往历次工业革命相类似的一场产业革命,涌现了出了一大批关键性技术和标志性产品,其中以物联网、大数据、云计算、3D打印为代表,这也预示全球新一轮科技和产业革命呼之欲出。

1. 发达国家的再工业化战略。2008年以雷曼兄弟倒闭引发的世界性金融危机对世界经济的波及和影响深刻,金融危机的影响深度和广度的不断延伸,金融危机带来的负面影响仍在持续,目前世界经济仍然还处于恢复调整期;随着2009年中国超过德国成为世界制造业大国之后,以美国为首的欧美发达国家纷纷意识到实体经济的重要性,尤其制造业对国民经济的支撑作用,制造业对于带动就业、提高国民收入、增强国家安全的重要性日益凸显。世界各国都在不约而同地加大研发投入,巩固和完善创新体系,不遗余力地发展和振兴本国制造业,纷纷提出再工业化战略,如日本、法国、丹麦、芬兰、韩国、瑞士、英国等国家都设立了专门促进产业科技创新的国家机构。

2. 新一轮科技革命浪潮到来。新科技革命浪潮的到来,涌现出一批新技术、新业态、新模式,主要以物联网、大数据、云计算、3D打印等为代表的新科技和新产品。随着信息技术风起云涌,互联网嵌入各行业领域,制造业的智能化程度大大加深。2014年德国汉诺威工业博览会上提出的“工业4.0”概念备受关注,随着一大批新科技产品和技术的涌现,即预示着第四次工业革命即将到来。在新技术革命的背景下,传统产业在生产技术、管理技术以及要素使用效率方面都面临着巨大的挑战,新技术逐渐融入传统产业过程,使得产业结构、生产方式发生变化。

3. 发达国家制造业振兴战略。发达国家意识到实体经济的重要性,而制造业是支撑实体经济发展的重要载体,是推动国民经济发展的重要手段,各国纷纷谋划制造业发展战略,积极制定和实施制造业振兴计划。德国的《工业4.0战略》、美国《先进制造业国家战略计划》、日本的《新机器人战略》,都旨在以国家战略层面推动制造业的发展。世界各国的再工业化战略,引起了世界制造业格局的重新调整,部分跨国公司纷纷回迁本国,引起了一批世界知名跨国企业回流发达国家,如美国的通用企业、苹果手机、耐克等将生产线回迁美国。由此,新兴经济体的制造业将首当其冲,为了应对这一挑战,以中国为首的发展中国家也积极应对,如2015年中国制定了《中国制造2025》战略,此举为了实现中国由制造大国向制造强国迈进,全面提升中国的制造业水平和质量。

二、 工业4.0发展的总体态势

1. 工业发展阶段的历史演进。人类的发展历史总是伴随着产业革命的演进,梳理工业革命历,把握每次工业革命的特征、标志性技术和产品对于我们更好地研究和判断工业4.0的进程和演进意义重大,根据产业发展的演进历史,截止目前为止,我们可以将世界工业化的阶段演进划分为:工业1.0、工业2.0、工业3.0和工业4.0,共四个阶段。

工业4.0重点强调的是制造业领域的革命与创新,清晰地把握工业4.0的发展脉络,便于我们认识工业发展的前世今生。按照技术、产品的演进路径和发展规律进行梳理,我们可以人类的工业发展划分为以下几个阶段:以机械化为核心的工业1.0时代,以自动化为核心的工业2.0时代,以信息化为核心的工业3.0时代,以智能制造为核心的工业4.0时代,工业发展的每一个时代都伴随着技术的革新和产品的创新,每个时代的演进都对人类的生产方式和生活方式以全新的面貌。

(1)工业1.0时代。这一时期发生于18世纪60年代至19世纪中期,重大的技术突破是利用水力和蒸汽机实现机械化生产,机械生产代替了手工劳动,人类迈入了工业化时代。标志性的关键技术是:蒸汽机和电报的发明,煤炭等能源大量?_发和使用。

(2)工业2.0时代。这一时期发生于19世纪后半期至20世纪初,重大的技术突破是电气,人类迈入了电气化的大规模生产。标志性的关键技术是:内燃机车、电视、电话的普遍应用。

(3)工业3.0时代。这一时期始于20世纪70年代并一直延续到现在,重大技术突破是电子信息技术,人类开启了自动化阶段,部分人工活动被机器操作所取代。标志性的关键技术是:电子计算机、空间技术、生物工程。

(4)工业4.0时代。工业4.0概念最早起源于德国,这次工业革命将呈现出网络化、数字化、智能化的三大特点,传统行业界限将消失,传统的生产模式与价值链模式也将发生颠覆性变革,虚拟与实体的活动将逐步融合。

2. 工业4.0的内涵及特征。生产高度数字化、网络化、机器自组织是工业4.0的主要特征。根据德国工业4.0战略对这一概念的界定,工业4.0主要是指通过信息通讯技术和虚拟网络/实体物理网络系统(CPS)的结合,将制造业向智能化转型,由集中式控制向分散式控制模式转变,建立高度灵活的个性化、数字化、智能化的生产服务模式。

3. 工业4.0引起的变革。工业4.0是一次全新的产业革命,由于受到新技术、新产品的影响,工业4.0时代的生产方式、经济范式和消费需求方面都发生了重要变革。具体体现在一下几个方面:

(1)生产方式的变革。工业4.0时代,导致生产方式由集中化生产向分散生产过渡。传统的生产方式是以规模化、集中型生产为主要方式,产品在工厂内统一生产、组装,然后分销,规模化生产能够有效降低成本,提高经济效益,这是传统经典经济学理论中的规模经济和范围经济的最好诠释。传统的制造业属于集中生产,全球、全国分销的模式,其中涉及众多产品和原料的来回运输,导致运输成本居高不下,而且在运输过程中容易产生高排放的二氧化碳,从环境、资源运用角度来看是不经济的。随着工业4.0时代到来,新技术涌现,可以实现定制化、互联化,就会转为分散生产,就地分销,可以进行有效率地配置生产,无需运输、库存,不仅提高社会资源配置和企业资金周转率,而且大大提高经济效益。因此,工业4.0是新的生?a方式,集中生产转变为分散生产成为可能,更为重要的是,3D打印技术的出现,使得个性化、小众化的分散制造成为现实。

(2)经济范式的变革。传统的新古典经济学强调规模经济、范围经济,通过经济活动的空间集聚,实现规模化生产,从而降低生产成本,提高经济效益。但是,工业4.0时代将打破这种经济范式,满足小众化、个性化的私人定制化生产将逐渐成为主流,尤其是支持用户的个人定制模式将逐渐成为重要内容。经济范式的变革将改变商业模式、企业生态价值链,推动企业生态价值链的重塑。

(3)消费需求的变革。人类未来需求有三大变化:第一,个性化需求倾向明显。传统的标准化、规模化生产将收到消费者个性化需求的冲击。第二,体现在集成化。产品的集成化需求更加旺盛,随着时间成本上升,人们普遍希望需要的东西一次性得到满足;第三,消费便利化。随着互联网技术普遍应用,消费者的分散化的需求得到满足。现代工业发展历史本身就是不断满足消费者需求的过程,技术是为人类服务的,这也符合人类本性和社会本质。

4. 工业4.0对产业的作用机制。

(1)对传统产业的改造提升。

①制造业的智能化。智能工厂和智能生产是工业4.0的两大主题。智能工厂通过互联网技术,实现分散工厂之间数据交换与共享。智能生产侧重于生产的自动化,通过人机互动、智能管理的推广与应用,提高生产效率。当前浙江省积极推广与实施“机器换人”战略正是顺应了自动化的发展趋势,也为产业转型升级提供技术保障。

②制造业的网络化。传统制造业企业相互间隔离,尽管处于同一价值链上也相对独立,工业4.0将通过互联网技术实现不同企业在同一价值链上的横向集成,实现资源共享,互通共融。制造业的网络化主要包括两个方面的内容:一是不同企业在价值链的横向集成;二是制造系统网络化的纵向集成及企业生产过程中的端对端集成。

③制造业的多样化。随着智能化技术推广与应用,制造业的个性化与多样化越来越普及。一是体现在制造业技术和流程的多样化方面;二是体现在产品的多样化上,智能产品越来越普及。三是客户需求的多样化,个性化与小众化的产品需求愈加旺盛,个性化、私人定制产品更加畅销。

④制造业的分散化。以为3D打印技术为代表的先进科技,能够实现产品的分散化与个性化定制,正式由于个性化需求与分散化生产,客户将能够参与产品生产过程,满足定制化要求,未来小规模生产和专业化生产将成为制造业企业发展的新出路。

⑤制造业的信息化。互联网技术嵌入生产的各个领域,大大提升了制造业的信息化水平。制造业企业借助信息技术提高了产品的功能,实现了价值增值,提升了竞争能力。

(2)催生出新业态和新商业模式。工业4.0是一次新的科技革命,它为新产业和新业态的出现提供了技术基础。当前互联网技术在服务业领域的应用具有较高普及度,应用范围广泛。文化、教育、会展、咨询、广告、餐饮、娱乐等服务企业应用电子商务案例层出不穷,新业态、新商业模式不断涌现。互联网金融方面的P2P网贷、众筹、余额宝等模式;住宿餐饮行业的团购网、大众点评网;贸易领域的跨境电商、网络微商等新的营商模式;便捷的无现金网络支付业务,如支付宝、微信支付等等;互联网交通领域的优步打车、快滴快车、神舟快车等等。近些年涌现出的“互联网+服务业”的新模式和新业态,一方面对传统业态形成了很大冲击,逼迫传统企业进行改造升级;另一方面丰富了业态模式,并且极大地便利了大众的生活,满足了消费者的多样化需求,从福利经济学视角看是帕累托改进,提高了社会整体福利水平。

三、 工业4.0引发的企业变革

1. 以用户为中心的价值创造。工业4.0改变了大规模生产模式,用户就是设计师,用户定制化、个性化的生产模式盛行。一方面智能制造为用户定制化的生产提供了条件,新科技革命为定制化提供了技术条件;二是定制化的需求日益旺盛,随着经济发展和消费层次提高,消费者个性化需求与日俱增。三是企业为满足多样化的市场需求,产品差异化的程度不断提高。

2. 扁平化的企业组织架构。工业4.0时代,用户与企业之间关系零距离,它要求企业能够快速响应客户需求,然而,传统的金字塔形组织架构由于层级较多,对外部环境反映迟缓,决策效率不高,无法满足信息时代新型的客户关系,因此,如何构架适应工业4.0的新型组织结构成为工业企业内部建设的重点,扁平化的组织架构将有利于企业快速响应外部需求。

3. 企业竞争模式的变革。传统机械化、大规模工厂式的封闭式生产模式,目标是以规模经济实现成本最小化、利润最大化。网络化、数字化、信息化为特征的工业4.0时代,企业生产模式发生了变革,企业需要快速响应外部环境,必须要实施开放性战略,改变单一封闭的生产模式,积极利用生态价值链,形成新的竞争优势。

4. 引起企业价值链重塑。所谓的价值链是指企业生产经营活动过程中所包括的设计、生产、营销、交货等过程及辅助过程。在信息化与数字化时代,数据、信息逐渐成为企业新的核心资源,传统的劳动力、生产技术、管理水平等资源逐渐成为次一级的要素。与此同时,工业4.0时代工业领域高度网络化,使得商业生态发生变化,生态型企业由此应运而生。因此,企业必须要突破传统经营思维,以网络化生产模式为手段,重组企业价值链。

四、 工业4.0时代企业的应对策略

经济新常态下,由于受世界经济整体低迷的直接影响,企业面临着一系列的问题和困境,诸如:高成本、低利润、同质化竞争、等问题。在工业4.0背景下,企业要想在未来长期竞争中立于不败之地,必须实施以下几个方面举措,以应对新时代的机遇与挑战。

1. 实施机器人替代战略。我国人口进入刘易斯拐点,面临劳动力短缺和劳动力素质低下的双重冲击,企业的劳动力成本上升,加上工业4.0对企业的生产效率和市场灵敏度的要求更高,因此,只有实施智能机器人战略,运用机器替代人工,提高人工智能水平才能?[脱双重困境。为了应对老龄化、振兴制造业,日本正在实施机器人战略,值得我国借鉴。

2. 应用智能技术构建智能工厂。标准化、模块化和数字化的产品设计是工业4.0的重要体现,为满足客户的个性化、定制化的市场需求,企业必须通过模块化分工与集成的柔性化生产方式实现。所谓模块化分工与集成,就是先将产品进行分解,然后根据不同功能的需要,将分解的模块进行集成,打造成为集成化的产品。因此,企业要注重智能化战略,强化人的智能与工厂智能的融合,促进人机互动,提高人工智能水平,实现软件与硬件集成。

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关键词:

智能电网(smart power grids),就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

与现有电网相比,智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点,其先进性和优势主要表现在:①具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系,能够抵御各类外部干扰和攻击,能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入,电网的坚强性得到巩固和提升。②信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施有机融合,可获取电网的全景信息,及时发现、预见可能发生的故障。故障发生时,电网可以快速隔离故障,实现自我恢复,从而避免大面积停电的发生。③柔/直流输电、网厂协调、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应用,使电网运行控制更加灵活、经济,并能适应大量分布式电源、微电网及电动汽车充放电设施的接入。④通信、信息和现代管理技术的综合运用,将大大提高电力设备使用效率,降低电能损耗,使电网运行更加经济和高效。⑤实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用,为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态图。⑥建立双向互动的服务模式,用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息。

1 生活方便

坚强智能电网的建设,将推动智能小区、智能城市的发展,提升人们的生活品质。①让生活更便捷。家庭智能用电系统既可以实现对空调、热水器等智能家电的实时控制和远程控制;又可以为电信网、互联网、广播电视网等提供接入服务;还能够通过智能电能表实现自动抄表和自动转账交费等功能。②让生活更低碳。智能电网可以接入小型家庭风力发电和屋顶光伏发电等装置,并推动电动汽车的大规模应用,从而提高清洁能源消费比重,减少城市污染。③让生活更经济。智能电网可以促进电力用户角色转变,使其兼有用电和售电两重属性;能够为用户搭建一个家庭用电综合服务平台,帮助用户合理选择用电方式,节约用能,有效降低用能费用支出。

2 产生效益

坚强智能电网的发展,使得电网功能逐步扩展到促进能源资源优化配置、保障电力系统安全稳定运行、提供多元开放的电力服务、推动战略性新兴产业发展等多个方面。作为我国重要的能源输送和配置平台,坚强智能电网从投资建设到生产运营的全过程都将为国民经济发展、能源生产和利用、环境保护等方面带来巨大效益。

3 分配资源

我国能源资源与能源需求呈逆向分布,80%以上的煤炭、水能和风能资源分布在西部、北部地区,而75%以上的能源需求集中在东部、中部地区。能源资源与能源需求分布不平衡的基本国情,要求我国必须在全国范围内实行能源资源优化配置。建设坚强智能电网,为能源资源优化配置提供了一个良好的平台。坚强智能电网建成后,将形成结构坚强的受端电网和送端电网,电力承载能力显著加强,形成“强交、强直”的特高压输电网络,实现大水电、大煤电、大核电、大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送显著提升电网大范围能源资源优化配置能力。

4 能源发展

风能、太阳能等清洁能源的开发利用以生产电能的形式为主,建设坚强智能电网可以显著提高电网对清洁能源的接入、消纳和调节能力,有力推动清洁能源的发展。①智能电网应用先进的控制技术以及储能技术,完善清洁能源发电并网的技术标准,提高了清洁能源接纳能力。②智能电网合理规划大规模清洁能源基地网架结构和送端电源结构,应用特高压、柔性输电等技术,满足了大规模清洁能源电力输送的要求。③智能电网对大规模间歇性清洁能源进行合理、经济调度,提高了清洁能源生产运行的经济性。④智能化的配用电设备,能够实现对分布式能源的接纳与协调控制,实现与用户的友好互动,使用户享受新能源电力带来的便利。

5 节能减排

加强智能电网建设对于促进节能减排、发展低碳经济具有重要意义:①支持清洁能源机组大规模入网,加快清洁能源发展,推动我国能源结构的优化调整;②引导用户合理安排用电时段,降低高峰负荷,稳定火电机组出力,降低发电煤耗;③促进特高压、柔性输电、经济调度等先进技术的推广和应用,降低输电损失率,提高电网运行经济性。

[参考文献]

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[6]计划:2030年日本全部普及智能电网.门禁方案网.

[7]智能电网未来发展方向.电气自动化技术网.

[8]2012年智能电网在中国发展前景展望.中国城市低碳经济网.

[9]统一坚强智能电网战略框架.中国城市低碳经济网.

[10]世界首座750KV职能变电站竣工.人民网.

[11]智能电网概念.云财经.