工业互联网趋势范文
时间:2023-12-25 17:38:45
导语:如何才能写好一篇工业互联网趋势,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
纵览全球,美国在2012年成立了先进制造业委员会,主要目标是加速美国信息制造业的发展;德国在2013年提出了“工业4.0”,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新,保持德国的国际竞争力。而我国在2012年才刚刚启动工业互联网的构想。“从时间上看,我国比人家落后了三年。”何积丰院士说道:“也因此,工业互联网的发展面临着一些挑战,计算、通信、物理的深度融合亟需发展新的设计范式和模型,信息与物理设施领域链接与融合亟需新的研究方法和技术工具,针对工业互联网需求亟待建立新的软硬件底层架构、平台与工业智能系统,同时也亟需研究工业互联网的设计体系与关键技术。”
由于工业互联网打开了与信息世界连接的通道,所以工业互联网使得闭环公司在产生新的链接模式和商业模式的同时,也面临着信息世界的诸如病毒、黑客等安全威胁。针对此,何积丰院士指出:工控系统需要采用纵深防御的安全理念,以被保护的工业控制系统为核心,构建多层级纵深防御体系。
工控安全面临严峻形势
何积丰院士毫不讳言,直言现在的工控系统面临着严峻的安全形势,这包括五个方面:一是随着硬件元器件的可靠性越来越高及冗余技术的使用,安全问题的矛盾主要集中于软件,软件安全性面临严峻形势;二是工控信息安全标准需求强烈,标准制定工作正全面推进;三是随着自动化系统IT化,传统边界防护难以满足工业控制环境;四是行业内尚未形成统一气侯,需要整合自动化与信息安全公司优势,带动产业全面发展;五是工控安全防护技术虽然正迅速发展并在局部开始试点,但距离大规模部署和应用有一定差距。
同时,他也指出,在建设工业互联网过程中,目标是要围绕其控制、计算与通信的核心特征,构建工业互联网的设计体系,研究工业互联网的共性关键技术,形成的工业互联网设计验证环境,为工业互联网系统的研发、生产、安全等各层面提供理论与技术支撑。
在这一目标指引下,重点方向有八个,分别是建模与设计理论和方法、系统结构设计与实现模型、系统验证技术、大数据技术、安全防护技术、软硬件协同开发平台、系统的技术标准与行业标准、面向国家重大应用需求行业的示范应用与成果转化。
何积丰院士从专业的角度,分析了工业控制系统的安全隐患。他说:“工控系统大多采用通用协议、通用软件、通用硬件,其漏洞为系统安全带来极大隐患。威胁主要来自两方面,第一个方面是系统相关的威胁,主要是指软件漏洞所造成的威胁,例如:攻击者使用软件漏洞传播恶意代码;攻击者使得系统栈溢出;第二个方面是过程相关的威胁,主要是指在生产过程遭受的攻击,包括影响现场设备访问控制的威胁;影响中央控制台的威胁。潜在的攻击途径有远程支持、防火墙策略、笔记本和串口、无线和合作网络。入侵途径主要通过企业广域网及商用网络方式为主,同时通过工控系统与Internet的直接连接、可信第三方连接、经拨号调制解调器、无线网络、电信网络、虚拟网络连接等方式。”
五大安全策略保障工控安全
何积丰院士指明了安全基本策略和具体防御措施。
安全基本策略有三个要求:通信可控、区域隔离、报警追踪。从整个架构来说,纵深防御是基本,共有五条防线:第一道防线是第三方商用防火墙;第二道防线是联合安全网关;第三道防线是工业PC安全防护;第四道防线是现场设备控制防护;第五道防线是安全可靠的现场设备。
篇2
似乎在意料之中,传统工业受到互联网影响所反应出的变化,不是在某一项标准中的微调,而是显而易见的、甚至关乎生命的变化。甚至有人将互联网带给工业的这种改变,称之为当之无愧的又一次工业革命。与此同时,互联网本身也经历着从未有过的工业化变革似的思考和更多想象不到的变化。无法像金融、汽车、移动那样将互联网与工业的融合作出合适的概括,这不是简单的“1+1=2”似的叠加,而是更多挑战机遇并存的大势。
从工业的角度来说,两化融合代表着工业与信息化相互影响的高度概括,而互联网与工业的融合让各种新模式新业态层出不穷,成为两化深度融合最活跃最具代表性的新方向。一些积极拥抱互联网的装备企业正向服务型企业转型,消费品、软件、IT等企业正向互联网平台转变,能源企业则可能向大数据信息服务拓展。一些传统工业企业对抓住互联网引发的产业变革机遇表现出了极大的热情。
就像一场看不见硝烟的战争,互联网与工业的融合不仅是实现两化融合的渠道,还能够打破工业信息化的困局,甚至搅动行业布局,产生新的竞争机会和利益焦点。每一阶段的结果,不但代表着工业企业在融合中所遇到的所有变量,同时还代表着竞争中产生的思考,形成的新思路。
篇3
关键词:互联网金融;食品工业;融资模式;经营模式
食品工业是国民经济的支柱性行业,关乎国计民生问题,随着我国互联网金融的快速发展,食品工业发展迎来新的契机。发展现代食品工业是我国经济社会进步的重要表现,改变传统融资模式和经营模式对促进食品工业发展具有关键性作用。在互联网金融快速发展的今天,食品工业的发展生态有了明显的变化,融资效率的提升和经营方式的转变为食品工业的发展提供了动力。研究互联网金融对食品工业发展的影响,能够有效理解当前互联网金融的发展逻辑,更加清晰了解互联网金融对食品工业发展的影响方向和影响程度,能够为食品工业发展的战略规划和企业转型提供新思路。目前国内对这方面的研究较少,当前的研究主要集中在食品工业企业融资方式上,较为全面分析互联网金融对食品工业发展的研究还需继续推进。
1我国食品工业发展形势良好
我国的食品工业已经逐渐摆脱了传统模式下分散化、小规模的经营方式,逐渐发展成集约化、大规模的经营方式,具备了现代食品工业的特征。发展现代食品工业,用以逐步代替分散于一家一户的食品加工是人类社会进步的重要体现[1],也是推动我国食品工业获得长远发展动力的重要保障。食品工业是主要以农业、渔业、畜牧业、林业等相关行业的产品或半成品为原料,以制造、提取、加工成食品或半成品为生产过程的连续而有组织的工业体系[2],是振兴经济的一大支柱[3]。我国食品工业在近些年取得了一定的发展成果,全国食品市场运行良好,并成为支柱性产业[4],我国食品进出口贸易量增增质优。根据《中国统计年鉴》的数据统计显示,1952—1990年我国食品工业总产值从82.8亿元增加到1360亿元,增长幅度超过16倍之多。1991—2001年从2665.1亿元增长到9870.2亿元,2003—2007年食品工业产值平均增长率超过40%,增长幅度较大。另据行业协会的统计,2010年全国食品工业规模以上企业达到4万多家,企业数量平均增长73.2%,2014年全国规模以上食品工业企业主营业务收入同比增长8%,实现利润总额7581.4亿元,其中农副食品加工业占工业总产值的4.93%。到了2015年,我国食品工业产值为11.34万亿,实现了在2010年基础上翻一番的目标。从表1的统计结果分析,我国食品工业企业规模以上的企业数量2011—2015年平均以5.35%的速度增加,2011—2014年资产总量平均为54250.75亿元,销售收入2014年已经达到10万亿规模。通过分析表2的数据可以看出,我国食品产业区域空间布局以华东地区为主,其次为华中和华东地区,西北地区相对较为落后,这与我国区域经济发展水平和地理特征密切相关。区域经济发展失衡是我国经济发展一个较为突出的问题,这在食品工业领域有同样的表现,食品工业已经成为我国国民经济的重要支柱性产业之一,在改善区域经济失衡方面需要作出其应有的贡献。从我国食品工业发展的进程来看,无论实在规模以上的企业数量、工业总产值还是实现的利润总额都有较大幅度的提升,表明我国食品工业在国民经济发展中的贡献越来越高,重要性不言而喻。在互联网金融发展日益壮大的今天,发展现代食品工业有必要借助互联网金融浪潮进行改革创新,从经营模式和融资模式上进行转变。截止目前,我国食品行业已经在互联网金融发展的时代背景中有了新的发展方向。
2我国互联网金融发展现状
互联网金融源自国外,在国内得到蓬勃发展,业务模式在国外已经成熟,但在国内还处在探索当中。互联网金融是基于互联网平台的金融,包括互联网平台和金融功能两大要素[5],从融资的角度看,互联网金融属于第三种金融模式[6],是异于间接融资和直接融资的一种新模式[7],构成了对传统融资模式的补充。互联网金融改变了传统的金融行业,迫使传统金融机构开始积极寻求变革之路,也催生出新的金融业务模式。此外,互联网金融的兴起也加速了征信、第三方支付、大数据等领域的发展,形成了一个综合化、系统化的金融生态。互联网金融在我国呈现出爆发性的增长趋势。根据网贷之家的数据统计显示,2017年2月份成交额1238.6亿元,综合利率9.77%,如表3所示。截至到2017年2月底,在运营P2P平台5587家,行业平均利率9.80%,较上年下降了0.37%,下降幅度较低。网络理财方面,2015年年底网络理财用户规模达到3.2亿人,用户规模增长了62.4%,增长规模较上年有所下降,2016年用户规模增长34.7%,超过4.4亿人次,互联网信贷的用户规模从2013年的0.5亿人增长到2015年的1.3亿人。区域分布上,P2P平台以我国北京、上海、广州等为核心聚集地,其中,2016年广东P2P企业数量占比26.01%,居第一,贷款余额方面以北京最多,2016年达到3003.29亿元,如表4所示。在当前监管日益趋严的背景下,互联网金融再次表现出强劲的生命力和创新能力,纷纷寻求新的发展方向,并与食品工业发展的联系不断加强。例如,互联网金融+农牧业已经逐渐开始成为我国食品工业领域的一大特色,包括农牧业电商平台、农牧业仓储物流、农牧业P2P网贷、农牧业第三方支付等已经取得较好的发展趋势。互联网金融强大的生产创造能力能够为食品工业的发展提供更多的机遇,对食品工业的发展产生影响。
3互联网金融对食品工业发展的影响
互联网金融的发展对食品工业的发展究竟产生了什么样的影响呢?综合分析国内食品工业企业开展互联网金融的发展形势来看,互联网金融在融资模式和经营模式上对食品工业的发展产生了重要影响,同时对人们的思维方式也产生了颠覆性的影响。融资模式方面,互网金融一方面为食品企业提供的新的融资渠道(如金包谷平台),另一方面将传统的融资渠道线上化(如平安银行的橙e网),大大提高了融资的效率,降低了交易成本。经营模式方面,互联网金融促使食品企业将传统的经营方式进行升级改造(如在京东电商平台销售农副产品的企业),同时也不断创造出新的经营模式(如专注于提供农产品服务的平台以食唯天等)。从图1可以看出,互联网金融在融资模式和经营模式上对食品工业的发展都产生了重大影响,都对传统模式提出了挑战,也促进了新型模式的兴起,同时促进传统模式和新型模式实现新的融合。第一,互联网金融为食品工业的发展提供了新的融资模式。融资难、融资贵是我国中小企业发展的一大瓶颈,源于金融压抑和低效率的国有银行的垄断造成的信贷歧视[8],更有学者直接将中小企业融资难题归结为以大银行为主的高度集中的金融体制[9-11]。由于我国传统的食品企业多以中小型为主,存在较为突出的融资难、融资贵的问题,融资困境开始成为制约食品工业发展的一大障碍[12]。随着互联网金融的兴起,以P2P网贷为代表的融资模式为食品企业的发展提供了支持,高效、便捷的融资渠道对推动食品工业发展具有重要的促进作用。根据中国电子商务研究中心的数据分析,互联网金融领域的资产管理规模从2013年的4548.5亿元增长到2015年的17983.1亿元,信贷余额从704.4亿元增长到6633.8亿元,如表5所统计。2016年上半年我国互联网金融投融资市场案例共计174起,168家获得融资企业总的融资金额为610亿元人民币,规模增长较2015年超过337%,单笔投融资额度有明显的大幅度提升。当前是食品行业互联网金融发展的特殊时期,需要食品企业顺应潮流,突破行业发展的资金瓶颈,实现企业融资模式的转变。第二,互联网金融为食品工业的发展创造了新的经营模式。世界食品工业广泛、普遍、不断地采用高新技术,推动食品工业保持高速增长,由于我国大部分食品工业企业基本沿用传统的生产工艺[13],慢慢在国际化竞争中处于落后地位,竞争力不断下降。互联网金融的发展改变了食品工业的传统发展模式,对传的经营模式进行了升级改造,将线上与线下紧密结合起来,赋予食品企业新的活力。互联网金融一方面为食品工业企业提供了基于互联网的新技术,另一方面也改变了商业经营模式,对商业生态进行了系统性改良,如表6所示案例。从已有的经营模式分析,食品企业开展互联网金融主要以提供供应链服务和融资服务为主。食品行业本身具有较长的产业链条,具备开展供应链业务的天然基础,同时也为提供供应链融资提供了便利。将供应链服务和供应链金融服务搬到线上则大大提高了效率,降低了信息搜索成本和交易成本,也带动了商贸流通行业的快速发展。第三,互联网金融的发展改变了人们的思维方式。在互联网金融出现以前,市场对网贷、互联网理财、颠覆银行业务等反应并不迅速,随着互联网金融的快速发展,市场的商业思维发生了巨大变化。互联网金融对人们的思维具有颠覆性的改变,在人们的思维模式、行动模式上都有影响,对传统行业既产生了破坏性的影响,又提供了变革的方向。互联网金融思维的出现改变了市场经济参与主体对金融的认识,是我国食品工业企业融资模式创新和经营模式创新的基础。
4推动食品工业互联网金融发展的合理建议
互联网金融的兴起是我国金融业发展的一个重要方向,需要充分利用互联网金融服务实体经济发展。食品工业作为国民经济的支柱性产业,对保障国民生命健康,带动农业、旅游、物流运输、电子商贸等的发展具有关键性作用。将互联网金融的发展与食品工业的发展结合起来,需要找准结合的关键点,采取必要措施促进二者的有效结合与发展。第一,制定更为严格的法律法规来规范食品工业的发展。众多食品安全问题的频发很多源于法律制度上的空缺,对涉及食品生产与经营的企业实行更加严格的法规监管,能够有效约束企业行为,提高违法成本。落实到互联网金融领域,也有助于行业的规范和健康发展。第二,发展多层次的互联网金融业务,明确互联网金融的功能定位。多层次的互联网金融业务能够为食品工业的发展提供更加丰富的金融服务,在融资和经营变革上提供更多支持。明确互联网金融的功能定位可以有效发展更加多样化的业务模式,推动食品行业的精细化生产。综合而言,互联网金融在融资模式和经营模式上的变革促进了食品工业的发展,有效发挥互联网金融作用需要规范企业市场行为,通过更加完善的法规体系约束互联网金融机构的发展,同时为食品工业发展提供有序的市场环境。
参考文献:
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篇4
1目的和意义
目前,设计与企业的技术研发的结合还不够紧密,设计的理念还不够普及,设计创新还只是发达地区、某些产业的盛宴,设计与需求的信息不对称严重,很有必要改变这种尴尬局面。另外,随着设计师对设计信息查询及资源分享方面的要求越来越高以及企业寻求设计资源的主观意愿越来越强烈,满足广大设计师及企业的工业设计资源共享库就显得很有必要。工业设计面临的核心问题之一是设计资源的完备性和共享性及其实现。对工业设计有关的信息资源统一协调管理,通过构架包含设计资料库等在内的工业设计信息资源系统及其设计交互平台,以形成设计者之间、产品研发及设计上下游关系、各相关企业间信息集成和数据重用的桥梁。在此基础上,可以进一步建立并完善工业设计专家数据库、评价与决策系统等。为此,工业设计资源共享库旨在整合相关设计资源,形成工业设计的资源共享,搭建设计创新与产业的对接桥梁,打通设计创新作品向商品的转化通道,让设计和市场需求更紧密结合,促进工业设计产业发展和应用,促进工业设计向高端综合设计服务转变。
2相关技术国内外发展现状与趋势
中国移动互联网开始于2000年,我国对其研究起步较晚,但经过十多年的发展,已取得一定的成绩。据统计,自2000年以来,国内各种有关移动互联网方面的研究和论文日益增多,在中国知网上以“移动互联网”进行主题检索,可以看到,共有各种论文6000余篇。目前中国移动互联网的研究沿以下三个主要的方向前进:①移动互联网的概述性研究,主要包括移动互联网的特征、发展现状、发展趋势、影响因素等方面;②关于移动互联网具体业务应用的研究;③移动互联网的关键技术研究,如网络构架、编程、数据安全传输等等的研究。国外对于移动互联网的研究具有以下五个详细分支:①对移动互联网的基础理论研究;②对无线网络基础设施的研究;③对移动中间件的研究;④对移动用户终端的研究;⑤移动互联网应用和案例研究。本文研究内容应属于第五方面,即移动互联网应用的研究范围,但不应仅限于这一范畴。可能涉及的还会有移动终端的设计研究、移动终端的交互设计研究以及移动互联网业务的服务模式等内容。在资源共享库建设方面,国内高校以及政府对大型仪器设备共享方面做了相应的研究及推广,如浙江理工大学大型仪器设备共享平台、江南大学大型仪器设备共享平台、北京林业大学大型仪器设备共享平台、江苏省大型科学仪器设备共享服务平台、广东省大型科学仪器设施共享服务平台等。工业设计领域在这方面的研究相对比较少,如设计资源协作网(DRC)。这些共享平台主要是基于互联网web组建的,在移动端方面如手机APP的研究与推广则相对缺乏,应此本数据库的研发具有开创性。
3研究内容
通过整合各方设计资源,对工业设计相关服务平台、企业、高校的快速成型设备、基础研究成果等资源共享库进行构建。该项目采用智能移动终端通用的APP技术,把工业设计资源共享库打造成一个体验感及便捷性很强的移动互联网产品,将社会资源最大化地对设计者开放。工业设计资源共享库APP系统的主要研发内容包括以下两部分。
3.1APP系统模块构建
该系统主要收集和广东省为主的知名设计高校、企业、设计公司及相关研究院所的设计资源信息,包括各类CMF(色彩、材料、工艺)研究中心、用户体验研究中心、3D打印及快速成型设备、书籍及数字课件、三维测量仪等,不仅提高这些装备设施的使用率,也方便那些不具备工业设计基础研发资源的设计公司或企业的共享使用,提供相应的技术支撑和研发条件。为提高系统的互动性和传播性,还搭建了一个移动端分享平台,主要分享设计师的作品和设计经验。工业设计资源共享库的整体框架如图1所示。
3.2资源库
APP系统技术实现基于JAVA或PHP开发后台服务器搭建数据库,实现管理员登陆后台编辑相关数据。运用Object-C、JAVA分别开发对应的iOS、Android客户端,调用百度地图API接口的地图展示、定位导航等功能。当用户打开iOS/Android客户端时根据不同指令请求,自动解析调用后台数据的坐标地址直观展现在地图上。通过XMPP协议连接客户端与后台服务端,同时以支持复杂交互类型和多种展现形式的消息墙模块为基础开发话题、活动的界面和交互,实现客户端登录用户即时通讯。
4实施方案
4.1总体方案
根据工业设计相关从业人员的设计需求进行分析研究,结合广东产业集群发展特色和广东中小企业对工业设计技术与服务的创新需求,整合全省知名高校、设计服务机构等多方资源,发挥产学研结合机制的优势,组建基于移动互联网的工业设计资源共享库,实现资源优化配置。工业设计资源共享库在信息收集方式上,一方面可自行进行初始资料收集,然后依托相关设计平台资源如广东省工业设计协会、佛山工业设计协会等,获取相关信息资源,包括把高校、科研院所、设计机构等工业设计共性设计装备如3D打印机、三维扫描仪、快速成型设备等进行收集整理,实现资源协作共享。另一方面则通过会员的自主信息共享,以设计师的设计经验分享以及原创设计作品展示为主,调动会员积极性,增加系统人气。资源共享库会根据用户需要,把设计公司、手板公司、设计书籍等信息进行实时推荐,满足用户不同层次的需求。此外,加大工业设计资源共享库推广工作,借力高校、设计公司、协会、联盟等外部资源以及借助互联网、自媒体、电视、杂志等手段进行立体式推广,从而提高工业设计资源共享库的知名度和品牌效应。
4.2技术路线
本项目将针对工业设计从业人员进行调研,了解用户对工业设计行业的需求,确定本系统的各个子系统的基本功能;然后通过与专家、用户的沟通,确定元素的合理性,构建功能架构;经过多次讨论进行可用性评估后,进入系统开发阶段,包括完成资源共享库(APP)的开发及软件的设计开发;集成后交给用户进行试用,并对试用反馈的信息进行修正调试;最终通过系统验收,在设计行业内进行推广。具体技术路线示意图详见图2。
5总结
篇5
“互联网+”实际是互联网+X,X就是指各行各业,实际是指工业化下的各行各业。“互联网+”在成为行动之前,要解决三个实际问题,或者说排除三种障碍。
首先,是互联网+的制度创新。互联网+X,谁说了算?这是当前最突出最尖锐的问题。在总理提出互联网+之前,实际情况是,互联网+X,规则由X说了算。例如互联网+金融,规则由金融部门说了算;互联网+交通,规则由交通部门说了算;互联网+图书、+医药、+,全是X各自一家说了算,互联网相关部门(例如互联网协会、工信部、中央网信办)的意见连问都不问。总理既然提出了互联网+,不是说今后要互联网一家说了算,至少希望将来有事,互联网+X两家要商量着办。当然,商量着办的结果,最后要统一在让市场发挥决定性作用这个大方向上,而不是让权力和寄生在权力下的传统既得利益单方决定资源配置。
其次,互联网+X,二者是什么关系,颠覆还是互补?一说互联网+,搞互联网的人容易亢奋,想着好容易翻身得解放了,就想打倒这个打倒那个。但这是不明智的,互联网业现在还是小车,各行各业是大马,要摆正自己的位置。阿里、腾讯进入金融、交通领域后,吃了不少苦头,应该买个明白。马化腾3月4日的表态就比较好。他强调,腾讯并不会进入每个行业来自己做,而是提出“互联网+”的理念,并且把腾讯在关系链、支付、社交广告等等方面的能力做成基本的零件和工具,作为“武器”开放给广大第三方合作伙伴去改造、提升他们所在的行业。互联网业要充分关切和建设性地解决各行各业的难题。另一方面,X的心态也要调整。不要老以为互联网进来,是要吃掉(替代)自己。互联网+的实际结果将是,X的绝对值不仅不下降,反而会上升(只是X占全局的比例在不断下降)。好比工业革命后,农业产值和产量不仅不会减少,而且还会大幅上升是一个道理。这是新陈代谢的规律。互联网+X,将让X的饭碗比现在更大,这是一场增量改革。合作才能共赢。
篇6
关键词: 能源互联网; 可再生能源; 电能; 互联网技术
中图分类号: TK 01+9文献标志码: A
Abstract: The utilization of renewable energy is becoming more and more popular with the deterioration in environment pollution and serious risks of energy shortage.Energy internet,whose characteristics are the combination of the renewable energy technology and information technology,will bring the “Third Industrial Revolution”.This paper presented the development,content of Energy Internet and its market prospects,as well as the characteristics of Energy Internet,its architecture and technical support.As the new trend of future energy development,Energy Internet will bring the revolution to energy consumption,energy technology and energy industry.Energy Internet will also bring the society a great welfare during the promotion of energy sustainable development.
Keywords: Energy Internet; renewable energy; electric energy; internet technology
随着智慧能源概念的提出,能源发展与大数据处理、云计算等互联网智能技术的关联性越来越强.近年来,物联网、智能家居、智能电网已成为行业热点,其快速发展离不开海量数据信息的计算与处理.为适应经济和社会的发展,信息网络与能源网络的结合必然更加密切,对能源产业进行互联网化将会是能源利用模式发展的新趋势.
另外,化石能源消耗加剧、全球气候变暖、环境污染加剧等问题已经引起全球的共同关注,扩大可再生能源规模已是世界发展的必然方向.美国著名经济学家杰里米・里夫金在其著作《第三次工业革命》中提及:以大规模利用化石能源为核心的第二次工业革命正在走向结束,以新能源技术和信息技术紧密结合为特征的能源互联网将会带来第三次工业革命[1].能源互联网是新能源技术与互联网技术深入结合,以分布式可再生能源为主要一次能源,形成的新的能源利用模式.
1“能源互联网”的发展
“能源互联网”概念的提出得到了各界的强烈响应与高度认可,美国和欧洲对其的研究依然处于领先阶段.
2008年,美国国家科学基金成立研究项目“未来可再生电力能源传输与管理系统”(the Future Renewable Electric Energy Delivery and Management System),简称“FREEDM”,以此作为“能源互联网”原型.FREEDM提出了“能源路由器”新概念,模仿网络信息技术中路由器的概念,运用“能源路由器”实现能源互联.该系统以电力电子技术为核心,对分布式能源系统实现高效控制.另外,加利福尼亚大学伯克利分校提出“以信息为中心的智慧能源网络”模型[2],实现能源信息的数据采集,并高效地对能源的生产、传输和消费各环节进行管理.该能源网络结合先进的信息通信技术以获取大量能源数据,通过云计算进行数据分析,应用于整个能源系统,实现能源与互联网的高效结合.
与此同时,2008年德国联邦经济技术部门和环境部门提出建立新型能源网络EEnergy.该网络在智能电网的发展基础上,运用ICT(information communication technology)实现电网设施与用户端的相互通信与f调,其目标包括高效供电和优化能源供应系统.高效供电即通过电力系统的数字联网,确保电能的稳定高效供应;能源供应系统的优化可以理解为横向多种能源的优化互补,包括化石能源以及风、光、电等可再生能源的相互协调供应.EEnergy项目的重点将是实现整个电力系统信息网路覆盖,致力打造一个从发电到输电、变电、配电、用电的一个全新能源互联网.
我国能源互联网技术依然处于起步阶段.2013年,北京市科委组织召开了“第三次工业革命”和“能源互联网”专家研讨会;同年12月,国家电网公司指出“能源互联网”是智能电网未来的发展方向;2014年6月启动了“能源互联网技术架构”;2015年2月,刘振亚的专著《全球能源互联网》首发仪式暨专家座谈会在北京召开.2015年7月,国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》;另外,国家能源局在同年7月正式确定《能源互联网行动计划大纲》和12个支撑课题.虽然国内“能源互联网”的研究起步比较晚,但其已得到了相当程度的重视和发展力度支持.
2“能源互联网”的内涵
“能源互联网”虽然得到了广泛的认可,但对其并无明确的定义.杰里米・里夫金在其著作《第三次工业革命》中也只是描绘了能源互联网的愿景,并没有给出具体定义.从欧美对能源互联网的研究方向以及各界专家对能源互联网的分析可知,对“能源互联网”的理解主要有两个方面:
(1) 采用互联网的技术架构为模型,形成新型的能源网,其概念包括各种能源产业以及不同能源网络之间的“互联互通”.对于各种能源产业,例如供热、供冷、供气、供电等不同形式的能源之间可以形成互联;对于不同能源网络,例如分布式能源网,各种微电网之间也可以形成互联.
(2) 搭载互联网通信技术和大数据处理技术,可更加准确、高效地处理能源供应、能源消费等问题,以实现一种新的应用模式――“互联网+智慧能源”.
以上两种理解,只是认识的侧重点不同,并不存在绝对的概念界限.作为未来能源可持续发展的必然趋势,能源互联网的研究将变得更加深入和规范,而其内涵也必然包括以上两种理解.华北电力大学曾鸣教授指出:“要构建一个具有‘横向多能源互补’、‘纵向源―网―荷―储协调’和能量流与信息流双向流动特性的大能源互联圈.”[3]
为适应新的发展变革,不论从哪种认识角度,能源互联网应具有以下特征:
(1) 可再生能源的大规模接入.
随着环境污染加剧、能源严重短缺等问题的出现,可再生能源利用将越来越普及.太阳能、风能、光能等新能源技术正在影响越来越多的国家.以电能作为中介能源,利用绿色可再生能源替换高污染化石能源,以提高能源消费的环境友好程度,将会得到越来越多的重视.虽然目前改变不了化石能源的主导地位,但新能源的大规模利用已是发展的必然趋势.随着能源互联网概念的不断深入,政府政策的大力支持,可再生能源发展技术的不断进步,必然会引导可再生能源的大规模接入.杰里米・里夫金在《第三次工业革命》中提到未来理想的能源互联网愿景:“在即将到来的时代,我们创建的能源互联网可以让亿万人都能够在自己的家中、办公室以及工厂里生产和消费绿色能源,多余的能源可以与他人分享,就像现在我们在网络上分享信息一样.”[4]
(2) 搭载互联网技术实现能源共享.
2015年3月我国政府工作报告中首次提出制定“互联网+”行动计划,即利用“互联网” 或参考“互联网”的技术架构与其他行业相结合,产生新的应用模式[5].如果将互联网与能源结合,形成新的“互联网+能源”应用模式,将能源产业进行互联网化,并对能源产业通过ICT技术赋予数据属性,则对能源产业的控制与管理将更加高效、经济.在广域能源供应体系中,实现能源综合数字化互联,实时动态地收集和处理海量负荷信息、市场交易数据、设备运行状态参数、气候环境等其他数据,进而充分利用信息通信技术和数据云计算处理技术设计出新的解决方案,进一步提高能源供应的智能化,实现能源产业的最优化管理.“能源互联网”必须搭载互联网前端通信技术和大数据处理技术才能发挥其革命性作用.
(3) 能源消费终端改变消费模式.
目前可再生能源绝大部分转化为电能,可通过以电能作为中间介质,用绿色可再生能源替换其他一次化石能源[6].电能具有优质、清洁属性,增加其消费比重将为能源终端消费的结构优化带来推动作用.首先,推进电能消费发展可缓解因化石燃料燃烧带来的污染问题;电能还是高效能源,提高电能消费比重有助于世界各国提高能源利用效率,进而降低世界能源需求,实现可持续发展.
近年来,随着电动汽车在交通行业的快速发展,电气化交通系统将会是能源互联网的重要组成部分,电动汽车的发展将改变传统大量消耗化石能源的交通行业[1].通过将电能作为中间介质,不仅为可再生能源大规模利用提供了平台,而且促进了消费市场的模式转变.电气化交通可节约大量化石能源,未来一定会成为能源互联网的重要支撑.以电能为主的能源体系将不断强化能源消费模式,其不仅在汽车应用中发挥作用,在其他能源消费领域依然可起到重要作用.例如,工厂各种加热设备可用电加热方式替换传统的煤燃烧加热方式,既容易实现热量的均匀控制,又可通过电力能源的高效性实现降低能耗的目标[7].
(4) “储能”的广泛应用.
大规模的新能源发电装置在接入的同时,由于其自身发电能量具有间歇不连续与波动不稳定缺点,将会给电网的稳定性带来一定的冲击作用.分布式储能技术可以缓解能量流的不确定性,抑制和平缓能量的波动,将成为能源互联网中重要的基础支撑[8].在今后能源互联网的发展过程中,储能装置将广泛应用于商业建筑.智能储能装置通过互联网大数据进行云计算,以实现充电与放电的快速切换,更准确地匹配电源与负荷,更高效地提高能源利用率.
3“能源互联网”架构
根据能源互联网的特点,可设计出能源互联网架构体系,如图1所示.
从横向和纵向对能源互联网架构图进行分析.从横向来看,为横向多能源互补.虽然目前
可再生能源的大规模接入,并不能完全替换化石能源,但可与化石能源相互协调供应.利用互联网技术赋予能源数字属性,准确分析能源供应情况,以达到多种能源的最优供给.
从纵向来看,能源进行供电、供热、供冷、供气等其他能源转换,然后传送至消费终端的过程中,电力行业起到了主干作用.从发电系统经电网传送到用户端,利用储能装置和互联网技术实现电力行业的高效运作.各个环节中,对电气设备运行状态、电能传送数据、消费终端负荷变化等通过互联网技术进行实时监控,确保整个系统的最优化运行.由于交通行业的能源市场巨大,随着消费终端的消费模式转变,未来的电气化交通系统也将占据重要地位.电动汽车充电装置、储能设备将充分发挥各自作用,搭载通信技术、数据处理技术可确保电气化交通领域的稳定运作.整个架构体系中,互网技术将覆盖各个环节,实现能量流与信息流双向流动.
4“能源互联网”技术支撑
从能源互联网的特点和架构中可归纳出能源互联网的技术要求.从目前技术发展现状来看,五大技术将在能源互联网中发挥重要作用.
4.1先进传感技术
从能源互联网内涵可以认识到,其范围涉及到整个能源领域,能源之间的互联互通与能源传输必须依赖于多种多样的基础设备.基础设备工作状态良好,系统的稳定性才能得到保障.准确监测设备信息、保障设备工作正常是能源互联网技术框架的基础要求.因此,必须依赖先进传感技术对各种基础设备进行状态监测,实时准确地获取设备参数,并做出实时诊断,避免出现设备安全隐患长时间存在,以确保整个系统高效运行.
4.2先进故障自诊断技术
实时监测设备信息,分析系统运行参数,运用先进的数据处理与诊断方法,做出准确的故障预测与诊断,及时处理安全隐患,才能保证系统安全.随着科学技术的发展,故障诊断技术愈发地趋向于高效率、安全性、可靠性,其复杂性也越来越高.能源互联网体系庞大,系统复杂,其每一个环节不可能一直处于良好运行状态,但如果不能及时发现各种故障与隐患,将会影响到下一个环节的正常工作,甚至带来巨大损失.所以,为确保能源互联网的高效与安全,既要利用先进传感技术准确获取各种参数信息,又要利用先进的故障自诊断技术及时发现安全隐患,给出专家建议,并作出正确处理,维护系统安全.
4.3新能源发电技术
在介绍能源互联网特征时提及,可再生能源大规模接入时,将电能作为中介能源,可用绿色可再生能源替换高污染化石能源.因此,新能源发电技术必将是能源互联网架构的重要组成部分.
4.4大容量储能技术
从能源互联网的内涵与新能源发电的特点可以看出,大容量储能技术可为能源互联网提供重要保障.传统电网的运行时刻处于发电与负荷之间的动态平衡状态,即“即发即用”模式.[9]但随着技术的进步、要求的提高,这种模式的缺陷变得越来越明显.大容量储能设备可以有效地对电力系统进行调峰和平滑负荷.另外,新能源发电、电气化交通的大规模接入所带来的电能不稳定与波动性问题,也促进了大容量储能技术的发展.
4.5互联网技术
在“能源互联网”架构中互联网技术覆盖其各个环节,实现能量流与信息流双向流动.高效信息传输、大数据处理、云计算等都必须依托互联网技术才能实现.各种数据与信息的宏观体现、整体策略的准确部署、产业的最优管理都与互联网技术密不可分.
5“能源互联网”市场前景
互联网与其他行业的结合将是未来的发展主流.据业内人士分析,加上投资建设,我国能源互联网市场约为5万亿元以上,可见能源互联网存在广阔的市场前景.关于能源互联网的发展,曾鸣教授指出:“能源互联网”将在能源消费、能源技术、能源产业方面带来革命潮流.[3]
美国通用电气将发电、输电、配电、用电等全过程进行物联网化,通过准确处理产业链数据信息,合理优化发用电交易模式,并提供维修、节能等其他技术增值服务,其能源管理收入规模可达440亿元;Google收购Nest后将涉足智能家居能源管理行业;德国有上千家售电公司,分别围绕新能源、电动汽车、储能等领域开展相关业务.[10]
2015年4月,国内著名光伏企业协鑫集成科技股份有限公司与华为公司达成战略合作.通过本次合作,协鑫集成与华为致力打造一个智能高效光伏电站,拟在物联网、光伏电站开发与实施、光伏电站信息化技术等领域展开合作.4月20日,中石化与阿里云达成技术合作计划,利用阿里巴巴在大数据、云计算等稻荽理方面的优势,对传统石油化工业务进行产业升级,开启多业态的能源产业全新模式[3].另外,新电改方案进一步得到落实.
能源互联网概念在不断加深.我国“国家能源互联网行动计划”正在制定和完善,它作为我国首个能源互联网概念、框架纲领性文件,将指导能源互联网的进一步发展.
6结语
构建“能源互联网”可以促进能源结构优化,提高能源利用效率,推动能源可持续发展.与此同时,“能源互联网”的出现将带来广阔市场,为社会带来巨大福利.但“能源互联网”的发展也面临诸多难题:网络信息安全、电动汽车充电装置覆盖率、产业转型初期的技术普及等,都是待解决的问题.目前“能源互联网”的顶层设计以及纲领性文件正在完善,相信在其指导下,能源互联网的发展方向将更加明确.
参考文献:
[1]董朝阳,赵俊华,文福拴,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,2014,38(15):1-11.
[2]曹军威,杨明博,张德华,等.能源互联网――信息与能源的基础设施一体化[J].南方电网技术,2014,8(4):1-10.
[3]姚尧.5万亿能源互联网市场呼之欲出[J].中国经济信息,2015(11):58-59.
[4]杰里米・里夫金.第三次工业革命[M].张体伟,孙豫宁,译.北京:中信出版社,2012.
[5]安建伟.什么是智慧能源产业创新与能源互联网?[J].互联网周刊,2015(7):64-65.
[6]周海明,刘广一,刘超群.能源互联网技术框架研究[J].中国电力,2014,47(11):140-144.
篇7
以下是中国互联网协会副理事长高新民会议演讲部分节选:
我想谈一谈现在我们进入的2014年,我们有什么可以期待。
第一,我想刚刚提到去年年底的4G牌照,确实给我们会带来移动互联网的一个新天地,一个新的发展空间,而且会有利的拉动刚刚说的信息消费这个目标,有关部门预计2014年我们国家智能手机的出货量将会达到4.5亿部,其中支持4G的手机1.2亿,再其中是TD-LTE的手机大概会三千多万,大家想想这些手机投放到市场之后是不是会促进更换手机的热潮这样带来的消费是巨大的,当然其实4G手机不仅是终端的更换问题,在4G驱动下面移动的视频业务将会大幅发展,也会带来三网融合的实现,多屏合一三网融合会实现,因此在移动终端大屏化和视频服务高清化触动下,消费者会带来更新的体验,我们产业界会有更多的机会去创新去提供服务。
第二,我想2014年可以期待的,就是以广义的O2O,线上和线下结合的产业经济的互联网化,会向更多产业扩散,不仅仅是金融业,互联网金融本身在新的一年里面会在更加规范化的环境下发展,我们的零售业的电商化,或者说纯电商的O2O,加上传统传统业的电商化也会促成在零售业里面竞争和合作共存的一个生态环境。这样会促进我们电商或者说互联网的商务应用能够得到良性的可持续的发展,探索电子商务一种新的空间和一个领域。为支持这件事情不久以前我们互联网协会专门成立了互联网商务应用工作委员会,目的就是不仅仅是传统零售业,也包括电子商务企业能够搭建一个平台,让他们交流,让他们合作,在竞争中合作,在交流中寻找新的创新模式,同时我刚刚提到在两化融合五年行动计划里面特别提出来了,工业要和互联网融合创新,这样的话就可以使以我们制造业为主的工业形成一个新的态势,这个态势就会使我们的工业更加深入的利用互联网,特别是物联网在工业当中应用更加深入和广泛,能够促进工业全产业链,全信息链的信息共享和协同集成。能够创新整个工业产业里面各种要素的优化配置,生产制造和产业组织方式创新,这样使我们工业生产能够走向网络化、智能化、服务化,也就说走向先进工业,高技术工业新的台阶,所以可以看到这一点当然不是在2014年能做,我相信2014年会跨出新的步伐,去年在行动计划框架下工信部部署了10个工业云的试点城市,这就是要来开始做工业和互联网的融合,使我们工业的企业只基于互联网云的服务,来提升自己的研发、设计、加工、销售、管理等全产业链支撑,这个在今年就会出成果。
篇8
工业互联网平台为我国工业制造业实现弯道超车提供了难得的历史机遇。然而,由于美国、德国的先发优势,我国发展自主工业互联网平台的前景相当严峻。当前要奋起直追,将其置于我国“制造强国”战略的核心地位,在国际工业互联网平台竞争中尽快占据有利地位。
工业互联网的深远影响
(一)新一代信息技术为工业互联网平台建设奠定现实基础
以物联网、云计算、大数据和移动互联网等为代表的新一代信息技术有效地克服了传统信息技术的局限性:一方面,物联网极大地拓展了数字化信息化的应用管理范畴,将机械设备、仪器仪表以及产品生产制造流程的各个过程,都接入信息管理系统并实现远程智能控制;另一方面,云计算、大数据和移动互联网技术等,使得企业信息系统建设成本更低、效益更高、运行速度更快、覆盖面更广。这些技术进步为工业制造业全面系统的数字化、信息化、智能化建设提供了基础条件,工业互联网平台建设也就水到渠成。
近年来,一些国家加紧开展工业互联网平台建设相关的理论研究、工程实验甚至是项目建设。这些工作包括三个方面:以信息物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)为主要内容的理论研究,以“智慧工厂”“未来工厂”为代表的关键技术环节的试点实验,以参考架构模型为主要内容的工业互联网平台的体系化构建。这些研究、实验与项目建设,为全面推广工业互联网平台奠定了基础。
(二)工业互联网平台的基本内涵
当前人们对于“工业互联网平台”尚缺乏一个清晰完整的定义。人们通常从某个方面的属性去界定“工业互联网平台”,如GE将其工业互联网平台Predix称为“制造业云操作系统”。实际上,所谓工业互联网平台,是一种新兴制造业生态系统,在这种生态系统中,众多行业及众多企业的研发设计、生产制造、产品流通与售后服务等产品生产过程,在实现数字化、信息化和智能化的基础上,都被迁移到云数据中心,并通过一个统一的云操作平台实现远程智能制造。
与电子商务平台、社交媒体平台不同,工业制造业实现平台化所需技术更加复杂、门槛更高、竞争也更加激烈,因此,直到以物联网、云计算、大数据、移动互联网等为代表的新一代信息技术日益成熟并大量应用到工业生产过程之后,工业互联网平台才开始出现。
(三)工业互联网平台将成为第三次工业革命的核心
与现在的工业制造业相比,工业互联网平台具有以下三个重要特点。
一是统一标准。知识产权和技术标准仍然是当前工业竞争的核心,工业互联网平台则在此基础上构建更加宏大的制造业生态系统,试图将各行各业的技术和标准裹挟到一个统一的平台之上。
二是改变分工格局。平台化使得传统的产业价值链发生重大变化。通过数字化、信息化、智能化,工业互联网平台得以整合所有工业企业的各个制造环节,并通过大数据技术监控平台上各企业的产品生产及其生产要素与市场动态。因此,平台不仅是产品生产企业进行技术交流与实现远程智能制造的操作界面,而且是上下游企业之间、企业与用户之间进行分工协作、产品交易、服务保障的虚拟市场。
三是平台生态化。工业互联网平台不仅包括不同产业的众多企业,也包括生产同一产品的众多企业;不仅包括生产制造企业,也包括产业链的其他相关企业;不仅包括企业,也包括产品和服务的最终需求者以及各类服务型机构。网络效应将使得工业互联网平台成为组织全社会甚至是全球各类生产要素资源配置的复杂网络。
与当前的各类电子商务平台相比,工业互联网平台也有着本质的差别。电子商务平台主要服务于产品的交易和流通环节;而工业互联网平台在此基础上还包括产品的研发、设计与制造等环节,电子商务充其量只是未来的工业互联网平台的一部分。因此,工业互联网平台要远比目前已经出现的电子商务平台(如阿里巴巴、亚马逊等)重要得多,未来将跨越国界、跨越行业界限,成为超级平台,从而全面地配置全球的生产要素和社会资源。毫无疑问,工业互联网平台将对国际产业分工、国际贸易格局与全球化产生重大影响。
工业互联网平台正在成为国际战略竞争的制高点
为争夺工业互联网平台的领导地位,美国和德国正在从两个方面展开竞争。
1.国家层面。为推进“工业4.0”战略,2013年4月,德国机械及制造商协会(VDMA)、德国电气电子(ZVEI)和信息技术、通讯、新媒体协会(BITKOM)联合设立“工业4.0平台”;2015年3月,德国经济和能源部、德国教育和研究部共同接管并启动升级版“工业4.0平台”建设。美国政府层面虽然没有设立专门的“工业互联网平台”推进机构,但是,根据“国家制造业创新网络(NNMI)”计划所建立的各大制造业创新机构(IMS)都包含了相应平台建设的任务。其中,尤其重要的是美国联邦政府于2014年7月资助建立的“数字化制造与创新设计研究中心(简称DMDII)”。DMDII启动了“数字制造公共平台”,其功能定位是数字化制造的开源软件平台,旨在鼓励全社会的中小创新机构、创业家和技术狂人等开发面向不同制造业领域的软件解决方案。
2.企业层面。其中尤以GE和西门子公司最为典型。GE在提出“工业互联网”战略之后,推出了包括24种工业互联网产品的九大平台,2013年推出更为宏大的工业互联网大数据分析平台―Predix。2015年,GE向全球制造业企业开放Predix平台。西门子建立的跨业务软件平台为Sinalytics,该平台不仅整合了远程维护、数据分析及网络安全等一系列现有技术和新技术,还能够对机器感应器产生的大量数据进行整合、保密传输和分析。此外,IBM和德国SAP公司也在开发自己的工业互联网平台。
加快我国工业互联网平台建设的若干建议
1.充分认识工业互联网平台的深远影响。
这些影响突出地表现为这样两个方面:将日益成为全球工业制造业的首要基础设施,成为集聚全球工厂、工业产品、市场用户的第一入口;将借助网络效应(或网络外部性),加速全球制造业的“两化融合”进程,无论是处于工业1.0、工业2.0的企业还是工业3.0的企业,都将被无奈、无情地“裹挟”到代表工业4.0的工业互联网平台之上。因此,谁控制了工业互联网平台,谁就具备了实时跟踪、优化配置甚至是全面掌控全球工业制造业发展命脉的实力。毫无疑问,工业互联网平台将成为全球领导权竞争的核心内容。
当前我们尤其需要认识到平台化所带来的网络效应对于全球制造业的“两化融合”进程可能带来的影响。平台化一旦促使其双边市场达到一定的规模(阈值),该平台的价值便会在很短的时间内得到爆发式的增长。此时,竞争对手将很快面临经营困境,直至死亡或退出市场,该平台也将迅速获得市场垄断地位。最近20年来,我国的传统互联网平台、电商平台和社交媒体平台的发展,无不验证了这个相同的过程和结局。
考虑到我国工业信息化总体水平落后,多数企业、行业处于工业1.0、工业2.0的水平,能够达到工业3.0的企业很少,因此人们也就很自然地产生了一种“补课”的意识和思维。实际上,这也是当前我国“两化深度融合”政策的出发点。但是,面对美国和德国在工业4.0平台方面的竞争,上述网络效应给平台竞争所带来的“裹挟”作用将不会预留给我们这种“补课”的时间和机会。这就要求我们在“补课”的同时,从现在就开始着手进行工业4.0平台的研究、规划和建设,迎头赶上,直面美国和德国的竞争。
2.明确地要求将工业互联网平台建设作为深化制造业与互联网融合发展的主攻方向。
为克服我国制造业信息化的总体落后局面,要充分发挥我国举国体制的优势,将工业互联网平台建设作为深化制造业与互联网融合发展的主打方向,分层次地推进我国工业互联网平台建设。
首先,构建针对整个工业制造业的国家工业互联网平台。要将国家工业互联网平台建设作为近期成立的“工业互联网产业联盟”的核心发展目标,着力研发平台总体技术架构及相关机制,并尽快启动国家工业互联网平台。
其次,选择具备国际竞争力的优势行业(服装、家电以及部分先进制造业等),并基于产业价值链和平台生态化特征整合这些行业的相关企业,组建行业的工业互联网联盟,创新机制,激发各方动力,以发展该行业的工业互联网平台。
第三,鼓励和支持部分有较强技术与市场实力的龙头企业,启动建设本行业的工业互联网平台。
为此,要建立政府推动、企业主导、多方协同参与的工业互联网平台发展机制。尤其重要的是,一方面,要根据工业互联网平台建设要求,引导、优化各地正在开展的“双创平台”建设;另一方面,要采取切实措施,克服“泛娱乐化”趋势,引导企业真正地参与到工业互联网平台建设中来。
3.加强工业互联网平台建设的领导与政策支持。
将工业互联网平台建设纳入中央网络安全与信息化领导小组和国家制造强国建设领导小组的重要关注问题中;建立和完善工业互联网联盟运营机制,协调国家工业互联网平台与行业平台、龙头企业平台之间的业务分工与协作;设立工业互联网平台发展基金,加强平台核心技术与关键共性技术的研究与开发,努力构建自主可控的工业互联网平台架构与技术标准体系;采取积极有效措施,鼓励和支持更多企业加入并做大做强工业互联网平台。
4.加强国际交流与合作。
篇9
【关键词】工业4.0 工业互联网 智能制造 互联网+
【中图分类号】F49 【文献标识码】A
【DOI】 10.16619/ki.rmltxsqy.2015.19.006
“工业互联网”中的智能制造
过去20年,互联网是改变社会、改变商业最重要的技术;如今,物联网的出现,让许多物理实体具备了感知能力和数据传输的表达能力;未来,随着移动互联网、物联网以及云计算和大数据技术的成熟,生产制造领域将具备收集、传输及处理大数据的高级能力,使制造业形成工业互联网,带动传统制造业的颠覆与重构。
“工业互联网”的概念最早是由美国通用电气公司(GE)于2012年提出的,随后联合另外四家IT巨头组建了工业互联网联盟(IIC),将这一概念大力推广开来。“工业互联网”主要含义是,在现实世界中,机器、设备和网络能在更深层次与信息世界的大数据和分析连接在一起,带动工业革命和网络革命两大革命性转变。
工业互联网联盟的愿景是使各个制造业厂商的设备之间实现数据共享。这就至少要涉及到互联网协议、数据存储等技术。而工业互联网联盟的成立目的在于通过制定通用的工业互联网标准,利用互联网激活传统的生产制造过程,促进物理世界和信息世界的融合。
工业互联网基于互联网技术,使制造业的数据流、硬件、软件实现智能交互。未来的制造业中,由智能设备采集大数据之后,利用智能系统的大数据分析工具进行数据挖掘和可视化展现,形成“智能决策”,为生产管理提供实时判断参考,反过来指导生产,优化制造工艺(图1)。
智能设备可以在机器、设施、组织和网络之间实现共享促进智能协作,并将产生的数据发送到智能系统。
智能系统包括部署在组织内的机器设备,也包括互联网中广泛互联的软件。随着越来越多的机器设备加入工业互联网,实现贯通整个组主和网络的智能设备协同效应成为可能。深度学习是智能系统内机器联网的一个升级。每台机器的操作经验可以聚合为一个信息系统,以使得整套机器设备能够不断地自行学习,掌握数据分析和判断能力。以往,在单个的机器设备上,这种深度学习的方式是不可能实现的。例如,从飞机上收集的数据加上航空地理位置与飞行历史记录数据,便可以挖掘出大量有关各种环境下的飞机性能的信息。通过这些大数据的挖掘与应用,可以使整个系统更聪明,从而推动一个持续的知识积累过程。当越来越多的智能设备连接到一个智能系统之中,结果将是系统不断增强并能自主深度学习,而且变得越来越智能化。
工业互联网的关键是通过大数据实现智能决策。当从智能设备和智能系统采集到了足够的大数据时,智能决策其实就已经发生了。在工业互联网中,智能决策对于应对系统越来越复杂的机器的互联、设备的互联、组织的互联和庞大的网络来说,十分必要。智能决策就是为了解决系统的复杂性。
当工业互联网的三大要素――智能设备、智能系统、智能决策,与机器、设施、组织和网络融合到一起的时候,其全部潜能就会体现出来。生产率提高、成本降低和节能减排所带来的效益将带动整个制造业的转型升级。
所以说,“工业互联网”代表了消费互联网向产业互联网的升级,增强了制造业的软实力,使未来制造业向效率更高、更精细化发展。
“工业4.0”中的智能制造
2009到2012年欧洲深陷债务危机,德国经济却一枝独秀,依然坚挺。德国经济增长的动力来自其基础产业――制造业所维持的国际竞争力。对于德国而言,制造业是传统的经济增长动力,制造业的发展是德国工业增长不可或缺的因素,基于这一共识,德国政府倾力推动进一步的技术创新,其关键词是“工业4.0”。
“工业4.0”中,互联网技术发展正在对传统制造业造成颠覆性、革命性的冲击。网络技术的广泛应用,可以实时感知、监控生产过程中产生的海量数据,实现生产系统的智能分析和决策,使智能生产、网络协同制造、大规模个性化制造成为生产方式变革的方向。“工业4.0”所描绘的未来的制造业将建立在以互联网和信息技术为基础的互动平台之上,将更多的生产要素更为科学地整合,变得更加自动化、网络化、智能化,而生产制造个性化、定制化将成为新常态。
自动化只是单纯的控制,智能化则是在控制的基础上,通过物联网传感器采集海量生产数据,通过互联网汇集到云计算数据中心,然后通过信息管理系统对大数据进行分析、挖掘,从而作出正确的决策。这些决策附加给自动化设备的是“智能”,从而提高生产灵活性和资源利用率,增强顾客与商业合作伙伴之间的紧密关联度,并提升工业生产的商业价值(图2)。
生产智能化。全球化分工使得各项生产要素加速流动,市场趋势变化和产品个性化需求对工厂的生产响应时间和柔性化生产能力提出了更高的要求。“工业4.0”时代,生产智能化通过基于信息化的机械、知识、管理和技能等多种要素的有机结合,从着手生产制造之前,就按照交货期、生产数量、优先级、工厂现有资源(人员、设备、物料)的有限生产能力,自动制订出科学的生产计划。从而,提高生产效率,实现生产成本的大幅下降,同时实现产品多样性、缩短新产品开发周期,最终实现工厂运营的全面优化变革。
传统制造业时代,材料、能源和信息是工厂生产的三个要素(图3)。传统制造业发展的历史,就是工厂利用材料、能源和信息进行物质生产的历史。材料、能源和信息领域的任何技术革命,必然导致生产方式的革命和生产力的飞跃发展。但是,随着移动互联网和云计算、大数据技术的发展,计算机到智能手机等移动终端的演进,越来越多功能强大的智能设备以无线方式实现了与互联网或设备之间的互联。由此衍生出物联网、服务互联网和数据网,推动着物理世界和信息世界以信息物理系统(CPS)的方式相融合。也可以说,是这种技术进步使得制造业领域实现了资源、信息、物品、设备和人的互通互联。
通过互通互联,云计算、大数据这些新的互联网技术,和以前的自动化的技术结合在一起,生产工序实现纵向系统上的融合,生产设备和设备之间,工人与设备之间的合作,把整个工厂内部的要素联结起来,形成信息物理系统,互相之间可以合作、可以响应,能够开展个性化的生产制造,可以调整产品的生产率,还可以调整利用资源的多少、大小,采用最节约资源的方式。
“工业4.0”时代,在智能工厂中,CRM(Customer Relationship Management,客户关系管理)、PDM(Product Data Management,产品数据管理)、SCM(Supply chain management,供应链管理)等软件管理系统可能都将互联。届时,接到顾客订单后的一瞬间,工厂就会立即自动地向原材料供应商采购。原材料到货后,将被赋予数据,“这是给某某客户生产的某某产品的某某工艺中的原材料”,使“原材料”带有信息。带有信息的原材料也就意味着拥有自己的用途或目的地。在生产过程中,原材料一旦被错误配送到其他生产线,它就会通过与生产设备开展“对话”,返回属于自己的正确的生产线;如果生产机器之间的原材料不够用,生产机器也可以向订单系统进行“交涉”,来增加原材料数量;最终,即便是原材料嵌入到产品内之后,由于它还保存着路径流程信息,将会很容易实现追踪溯源(图4)。
设备智能化。在未来的智能工厂,每个生产环节清晰可见、高度透明,整个车间有序且高效地运转。“工业4.0”中,自动化设备在原有的控制功能基础上,附加一定的新功能,就可以实现产品生命周期管理、安全性、可追踪性与节能性等智能化要求。这些为生产设备添加的新功能是指通过为生产线配置众多传感器,让设备具有感知能力,将所感知的信息通过无线网络传送到云计算数据中心,通过大数据分析决策进一步使得自动化设备具有自律管理的智能功能,从而实现设备智能化。
“工业4.0”中,在生产线、生产设备中配备的传感器,能够实时抓取数据,然后经过无线通信连接互联网传输数据,对生产本身进行实时的监控。设备传感和控制层的数据与企业信息系统融合形成了信息物理系统(CPS),使得生产大数据传到云计算数据中心进行存储、分析,形成决策并反过来指导设备运转。设备的智能化直接决定了“工业4.0”所要求的智能生产水平。
能源管理智能化。近年来,环境和节能减排已成为制造业最重视的课题之一。许多制造业企业都已经开始应用信息技术,对生产能耗进行管理,以最具经济效益的方式,部署工业节能减排与综合利用的智能化系统架构,从资源、原材料、研发设计、生产制造到废弃物回收再利用处理,形成绿色产品生命周期管理的循环。
供应链管理智能化。在传统的制造业生产模式中,无论是工厂还是供应商,都需要为制造业的零部件或原材料的库存付出一定的成本支出,由于供应商和工厂之间的信息不对称和非自动的信息交换,生产的模式只能采用按计划或按库存生产的模式,灵活性和效率受到了约束。
“工业4.0”时代,复杂的制造系统在一定程度上也加速了产业组织结构的转型。传统的大型企业集团掌控的供应链主导型将向产业生态型演变,平台技术以及平台型企业将在产业生态中的展现出更多的作用。因此,企业竞争战略的重点将不再是做大规模,而将是智能化的供应链管理,在不断变化的动态环境中获得和保持动态的供需协调能力。
供应链管理智能化将统一工厂的零部件库存和供应商的生产流程,从而保证工厂的零部件库存的最小化,降低库存带来的风险,降低生产成本。供应链管理智能化要求企业间的信息采用基于事件驱动的方式交换信息,信息的交换是实时的,并且对方同样可以做出实时的反应,供应链上不同企业的运作效率与在同一个企业中不同部门的运作一样敏捷,具有满足不断变化的需求的适应性。供应链管理智能化将为供应链上的企业带来更大的利益,供应链上各个企业的协同制造将为降低制造成本、物流成本,缩短制造周期,提供更好的服务和有力的保障。
实现上述四个智能化体现了“工业4.0”的宏大愿景。“工业4.0”认为实现上述四个智能化其实是一个简单的概念:将大量的有关人、信息管理系统、自动化生产设备等物体融入到信息物理系统(CPS)中,在制造系统中,利用产生的数据为企业服务,协同企业的生产和运营。
智能制造的内涵
无论是德国的“工业4.0”,还是美国的“工业互联网”,其实质与我国工业和信息化部推广的“两化融合”战略大同小异。某种程度上说,以智能制造为代表的新一轮工业革命或许对于我国制造业是一个很好的机会,也可能是我国制造业转型升级的一个重要机遇。
工厂内实现“信息物理系统”。德国“工业4.0”其实就是基于信息物理系统(CPS)实现智能工厂,最终实现的是制造模式的变革。CPS概念最早是由美国国家基金委员会在2006年提出,被认为有望成为继计算机、互联网之后世界信息技术的第三次浪潮。
CSP是融合技术,包括计算、通信以及控制(传感器、执行器等)。中国科学院何积丰院士指出:“CPS,从广义上理解,就是一个在环境感知的基础上,深度融合了计算、通信和控制能力的可控可信可扩展的网络化物理设备系统,它通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互来增加或扩展新的功能,以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制一个物理实体。CPS的最终目标是实现信息世界和物理世界的完全融合,构建一个可控、可信、可扩展并且安全高效的CPS网络,并最终从根本上改变人类构建工程物理系统的方式。”
目前所说的制造业信息化,首先强调的是CAD(Computer Aided Design,计算机辅助设计)、CAM (Computer Aided Manufacturing,计算机辅助制造)等工业软件和PPS(生产计划控制系统)、PLM(产品生命周期管理)等信息化管理系统。主要应用于由上而下的集中式中央控制系统。
而信息物理系统(CPS)则通过物体、数据以及服务等的无缝连接,实现了生产工艺与信息系统融合,形成了智能工厂。物联网和服务互联网分别位于智能工厂的三层信息技术基础架构的底层和顶层。最顶层中,与生产计划、物流、能耗和经营管理相关的ERP、SCM、CRM等,和产品设计、技术相关的PLM处在最上层,与服务互联网紧紧相连。中间一层,通过CPS物理信息系统实现生产设备和生产线控制、调度等相关功能,从智能物料供应,到智能产品的产出,贯通整个产品生命周期管理。最底层则通过物联网技术实现控制、执行、传感,实现智能生产(图5)。
智能工厂的产品、资源及处理过程因CPS的存在,将具有非常高水平的实时性,同时在资源、成本节约中也颇具优势。智能工厂将按照重视可持续性的服务中心的业务来设计。因此,灵活性、自适应以及机械学习能力等特征,甚至风险管理都是其中不可或缺的要素。智能工厂的设备将实现高级自动化,主要是由基于自动观察生产过程的CPS的生产系统的灵活网络来实现的。通过可实时应对的灵活的生产系统,能够实现生产工程的彻底优化。同时,生产优势不仅仅是在特定生产条件下一次性体现,也可以实现多家工厂、多个生产单元所形成的世界级网络的最优化。
工厂间实现“互联制造”。随着信息技术和互联网、电子商务的普及,制造业市场竞争的新要求出现了变化。一方面,要求制造业企业能够不断地基于网络获取信息,及时对市场需求做出快速反应;另一方面,要求制造业企业能够将各种资源集成与共享,合理利用各种资源。
互联制造能够快速响应市场变化,通过制造企业快速重组、动态协同来快速配置制造资源,在提高产品质量的同时,减少产品投放市场所需的时间,增加市场份额;能够分担基础设施建设费用、设备投资费用等,减少经营风险。通过互联网实现企业内部、外部的协同设计、协同制造和协同管理,实现商业的颠覆和重构。通过网络协同制造,消费者、经销商、工厂、供应链等各个环节可利用互联网技术全流程参与。传统制造业的模式是以产品为中心,而未来制造业通过与用户互动,根据用户的个性化需求,然后开始部署产品的设计与生产制造。
另外,作为一个未来的潮流,工厂将通过互联网,实现内、外服务的网络化,向着互联工厂的趋势发展。随之而来,采集并分析生产车间的各种信息向消费者反馈,从工厂采集的信息作为大数据经过解析,能够开拓更多的、新的商业机会。经由硬件从车间采集的海量数据如何处理,也将在很大程度上决定服务、解决方案的价值。
过去的制造业只是一个环节,但随着互联网进一步向制造业环节渗透,网络协同制造已经开始出现。制造业的模式将随之发生巨大变化,它会打破传统工业生产的生命周期,从原材料的采购开始,到产品的设计、研发、生产制造、市场营销、售后服务等各个环节构成了闭环,彻底改变制造业以往仅是一个环节的生产模式。在网络协同制造的闭环中,用户、设计师、供应商、分销商等角色都会发生改变。与之相伴而生,传统价值链也将不可避免的出现破碎与重构。
工厂外实现“数据制造”。满足消费者个性化需求,一方面需要制造业企业能够生产或提供符合消费者个性偏好的产品或服务,一方面需要互联网提供消费者的个性化定制需求。由于消费者人数众多,每个人的需求不同,导致需求的具体信息也不同,加上需求的不断变化,就构成了产品需求的大数据。消费者与制造业企业之间的交互和交易行为也将产生大量数据,挖掘和分析这些消费者动态数据,能够帮助消费者参与到产品的需求分析和产品设计等创新活动中,为产品创新作出贡献。
因此,大数据将构成制造业智能化的一个基础。大数据在制造业大规模定制中的应用除了围绕定制平台这一核心之外,还包括数据采集、数据管理、订单管理、智能化制造等。定制数据达到一定的数量级,就可以实现大数据应用,通过对大数据的挖掘,实现流行预测、精准匹配、时尚管理、社交应用、营销推送等更多的应用(图6)。同时,大数据能够帮助制造业企业提升营销的针对性,降低物流和库存的成本,减少生产资源投入的风险。
“数据制造”时代,互联网技术将全面嵌入到工业体系之中,将打破传统的生产流程、生产模式和管理方式。生产制造过程与业务管理系统的深度集成,将实现对生产要素的高度灵活配置,实现大规模定制生产。从而,将有力推动传统制造业加快转型升级的步伐。毫无疑问,“数据制造”将会改变制造业思维,给制造业带来更多的灵活性和想象空间,也或将颠覆制造业的游戏规则。
对我国的启示
没有强大的制造业,一个国家将无法实现经济快速、健康、稳定的发展,劳动就业问题将日趋突显,人民生活难以普遍提高,国家稳定和安全将受到威胁,信息化、现代化将失去坚实基础。改革开放以来的30多年中,中国经济经历了接近10%的高速增长阶段,而制造业是我国经济高速增长的引擎。目前,我国尚处于工业化进程的中后期,制造业创造了GDP总量的三分之一,贡献了出口总额的90%,未来几十年制造业仍将是我国经济的支柱产业。
重新定义“智能制造”的关键词。进入21世纪以来,制造业面临着全球产业结构调整带来的机遇和挑战。特别是2008年金融危机之后,世界各国为了寻找促进经济增长的新出路,开始重新重视制造业,欧盟整体上开始加大制造业科技创新扶持力度;美国于2011年提出“先进制造业伙伴计划”,旨在增加就业机会,实现美国经济的持续强劲增长。美国国家科学技术委员会于2012年2月正式了《先进制造业国家战略计划》,德国于2013年4月推出《工业4.0战略》。我们应该通过比较研究《美国先进制造业国家战略计划》《德国工业4.0战略》等资料中的先进制造业关键词,进而来定义未来制造业的发展方向(图7)。
一是软性制造。大规模制造时代,传统的制造环节利润空间越来越受到挤压。所以,从发达国家发展先进制造业的战略规划中均可以看到,制造业的概念和附加值正在不断从硬件向软件、服务、解决方案等无形资产转移。相对于传统制造业,如今的制造业是软件带给硬件功能、控制硬件、对硬件造成极大影响。同时,与以往的硬件商品所不同,目前的制造业中,对商品附属的服务或者基于商品上面的解决方案的需求正在快速增加。
所谓软性制造,就是增加产品附加价值、拓展更多、更丰富的服务与解决方案。因为相对于硬件,产品内置的软件、附带的服务或者解决方案通常是软性和无形的,都是“看不见”的事物,所以称之为软性制造。
软性制造不再将“硬件”生产视为制造业,而认为“软件”在制造业中不断发挥主导作用,商品产生的服务或解决方案将对制造业的价值产生巨大影响。所以,未来的制造业需要放弃传统的“硬件式”的思维模式,而要从软件、服务产生附加值的角度去发展制造业。软件、服务在整个制造业价值链中所占的比重将越来越大,呈现显著的增长趋势。未来制造业企业向顾客提供的不再是单纯的产品,而是各种应用软件与服务形态集成于一体的整体解决方案。
二是从“物理”到“信息”的趋势。以往,每当提及制造业,恐怕都认为是各种零部件构成硬件产品的核心。随着封装化、数字化的发展,零部件生产加工技术加速向新兴市场国家转移,这样,零部件本身的利润就难以维系。因此,发达国家制造业开始更加注重通过组装零部件进行封装化,将部分功能模块化,将系列功能系统化,来提升附加价值。
模块化是将标准化的零部件进行组装,以此来设计产品。从而能够快速响应市场的多样化需求,满足消费者的各项差异化需求。以往,在产品生产过程中,需要付出很多时间和成本,如果将复杂化的产品通过几个模块进行组装,就能够同时解决多样化和效率化的问题。
但是,模块化本身不过是产品的一项功能,未来制造业将更加重视在通过模块化和封装化的基础上进行系统化,拓展新的应用与服务。如果以系统化为主导,就能相对于“物理”意义上的零部件,获取更多的带有“信息”功能的附加价值。相反,如果不掌控系统的主导权,无论研发出的零部件的质量和功能多么好,也难以成为市场价格的主导者。
三是从“群体”到“个体”的趋势。在发达国家,以规模化为对象的量产制造业将生产基地转移至新兴市场国家,以定制化为重点的多种类小批量制造业渐渐成为主流。同时,消费者本身也将有能力将自己的需求付诸生产制造。也就是说,“大规模定制”随着以3D打印为代表的数字化和信息技术的普及带来的技术革新,将制造业的进入门槛降至最低,不具备工厂与生产设备的个人也能很容易地参与到制造业之中。制造业进入门槛的降低,也意味着一些意想不到的企业或个人将参与到制造业,从而有可能带来商业模式的巨大变化。
“个性化”首先是美国大力推进的。在美国的文化背景下,个性要比组织色彩强烈。制造业的“个性化”趋势不仅仅是美国制造业回归,还将带动旧金山等大城市制造业的兴盛,一些专注于通过信息技术使得生产工程高效化、专业性的小规模手工制作的制造业将在市区内盛行,它们根据消费者的需求进行柔性的定制化服务,凭借独特的设计,与大量生产形成差异化竞争。
四是互联制造。随着信息技术和互联网、电子商务的普及,制造业市场竞争的新要求出现了变化。一方面,要求制造业企业能够不断地基于网络获取信息,及时对市场需求做出快速反应;另一方面,要求制造业企业能够将各种资源集成与共享,合理利用各种资源。
互联制造能够快速响应市场变化,通过制造企业快速重组、动态协同来快速配置制造资源,提高产品质量,减少产品投放市场所需的时间,增加市场份额。另外,作为一个未来的潮流,工厂将通过互联网,实现内、外服务的网络化,向着互联工厂的趋势发展。
美国因为有Google、Apple、IBM等IT巨头和无数的IT企业,所以在大数据应用上较为积极,非常重视对社会带来新的价值。Google不断将制造业企业收购至麾下,就是希望掌握主导权。同时,作为美国大型制造业企业的一个代表,GE公司也开始加强数据分析和软件开发,从车间采集数据,进行解析,提供解决方案,开拓新的商业机会。德国将“工业4.0”视为国家战略,将工厂智能化视为国家方针。通过信息技术,最大限度的发挥工厂本身的能力(表1)。
把“两化”深度融合作为主要着力点。工业和信息化部成立以来,一直致力于推进“两化融合”工作,通过信息化的融合与渗透,对传统制造业产生革命性影响。“工业4.0”本质上是由信息技术引发的,与我国的“两化融合”有异曲同工之处。在未来制造业中,我们应该将“两化深度融合”作为主要着力点,进一步继续加快推进信息化、自动化和智能化。
首先,研究部署信息物理系统(CPS)平台,实现“智能工厂”的“智能制造”。智能制造已成为全球制造业发展的新趋势,智能设备和生产手段在未来必将广泛替代传统的生产方式。而信息物理系统(CPS)将改变人类与物理世界的交互方式,使得未来制造业中的物质生产力与能源、材料和信息三种资源高度融合,为实现“智能工厂”和“智能制造”提供有效的保障。美国、德国等世界工业强国都高度重视信息物理系统的构建,加强战略性、前瞻性的部署,并已然取得了积极的研究进展。而我国目前的制造业发展仍然以简单地扩大再生产为主要途径,迫切需要通过智能生产、智能设备和“工业4.0”理念来改造和提升传统制造业。
其次,推动制造业向智能化发展转型的同时,同步推动制造业的模式和业态的革新。主要体现在,从大规模批量生产向大规模定制生产的革新、从生产型制造向服务型制造的革新、从集团式全能型生产向网络式协同制造的革新、从两化融合向工业互联网的革新。
提升制度创新和管理变革能力。“智能制造”时代,平台型企业、网络化组织、开放式创新、大规模定制、社会化生产等行为将更加普遍。所以,生产者与消费者的互动将更加紧密,中小企业的作用将更加突出,对市场需求的快速反应将更加重要……这些变化都要求适时、适度的制度创新和管理变革能力,对我国相对薄弱的制度创新和管理变革能力构成现实性的挑战。
篇10
关键词:互联网经济;产业转型;传统经济
一、引言
互联网经济在当今时代所造成的影响非常深远,由于其本身对于市场的广泛需求,导致互联网经济以一种空前的发展速度进行跨越式发展,对世界各国的经济造成极为严重的影响。互联网经济属于互联网和传统产业经济的有机结合,借助互联网来实现行业之间的信息交换的形式,由此来真正促使传统产业能够向着互联网的趋势发展,最终据此创造出更多的新兴类产业。如今互联网的发展形式已经真正渗入到了社会生活当中的各个方面,对于多数传统产业起到了极为重要的改造作用,极大的促进了产业转型升级,不断的增强了其经济发展的源动力。当前我国处在一个产业转型升级的发展变革阶段,因此必须针对互联网经济的发展进行深入分析,这样才能为我国产业转型升级提供有效的建议,
二、互联网经济概述
对于互联网经济的深入理解,需要辨明其和网络经济之间的关系,而网络经济本身也被成为网络产业经济,主要是由具备网络化特征的产业类型组合而成。组成网络经济的产业类型具体包含了电力、电信、交通、计算机软硬件以及互联网等等。学者经研究认为网络产业明显和其他产生存在显著的区别及特点,其具有显著的兼容性、互补性、消费外部性、标准性及成本转换和生产规模经济性等多方面特点。随着当今互联网在社会经济当中发挥出了越来越显著的作用,人们真正开始直接从互联网的发展角度来对网络进行深刻理解,而这一角度也被称为互联网经济角度。而从产业经济学的角度来分析,网络经济实际是以一种相比互联网经济更为广泛的概念,因为结合网络经济能够深刻理解互联网经济本身所掩盖的全新社会经济发展形态及其所具备的特征及特点。
三、互联网经济与我国传统产业经济对比分析
1.互联网经济与传统工业经济对比
当前我国正处于工业发展时代的中后期阶段,正是互联网时代蓬勃发展的时期。其中互联网经济的发展充分表现出了和传统工业经济发展间的显著差异性,具体表现为以下几个方面:
(1)市场需求,在当今传统工业经济背景下,所提出的需求主要是同质性需求类型,也是针对某种商品实施排浪式、大规模的消费形式。然而在当今互联网经济背景下,开始逐渐形成了多样化、个性化的消费形式,这种形式迅速演变为消费的主流形式,并直接表现出了更为明显的异质性特点。
(2)市场范围,在以往传统的工业发展经济背景下,在电力、铁路等领域内的发展有效的促进了跨国家、区域形式的经济活动类型,并极大的拓展了其市场发展的范围及广度。而在互联网经济背景下,这种多样性的需求极大的刺激了多种利基产品的生产及发展,从而真正由此形成长尾市场的发展形式,有效的拓展了其市场发展的深度。
(3)生产方式,以往传统工业经济生产主要采取福特式的生产形式,其坚持以标准化、规模化的生产为主要目标,企业借助规模化的发展经济来有效的实现其成本的降低。这种生产方式主要通过大规模生产标准化产品来充分满足其消费者同质化的发展需求,促使企业更加偏向于采取数量、价格竞争的形式来保障自身市场份额。
2.互联网经济和产业转型升级的相关性研究
目前有关互联网和产业转型相关的文献资料均是从信息技术对产业融合促进、及其在经济发展当中的比重方面的研究。学者王宏伟深入分析了信息产业结构优化作用机制,主要表现为三个方面:(1)信息产业本身具备强烈的产业相关性,并且紧随信息产业发展促使整个产业结构发生改变。(2)信息技术对于传统产业的改造过程有效推动了产业结构的优化调整。(3)信息技术应用越来越广泛,极大的改善了生产要素所需的投入比例、投入量、生产组织方式及经营发展模式等等,真正由此促进了产业结构的优化整合。
学者朱蕾认为信息技术主要是借助信息嵌入及对传统产业改造来实现其产业融合的过程,这样能够极大的促进其产业结构的转换过程,而所发挥的促进作用主要表现为两个方面,一是信息化过程,通过信息嵌入和融合的形式促使产业边界开始模糊化,其产业结构以技术集约化趋势发展,由此真正促使其实现产业结构高级化的转变过程。二是借助信息技术的改造过程,促使传统产业真正实现了产业结构的优化升级,并由此产生明显的带动效果。
四、当前我国产业发展现状及问题
1.产业结构欠缺合理性
具体表现为以下几个方面:(1)我第二产业发展比重偏高,第三产业发展严重不足,国正处在工业化发展的中后期阶段当中,社会经济发展形式主要还是以第二产业为主。自我 国改革开放以来,国内第二产业的发展比重始终维持在40%的范围,而其中工业在第三产业当中始终占据37%的比重,远远超过世界范围内中等收入国家的水平。其中制造产业比例高达56%,而发达国家内的比重达到了25%-35%的范围。其中相对而言,零售批发贸易和服务业的比重显著偏低。直至2013年我国第三产业结构开始优化整合,其产业比例直接超过第二产业比例,然而和世界范围内其他中等国家相比较,其发展依然稍显不足。
(2)轻重工业比例失调,我国重工业至今其所占据比重始终保持在72%的范围,并且此类重工业当中大多数都是以高污染、高排放的形式为主。而在第三产业当中,生产业所占比例相对较低,其主要包含仓储、运输、批发及零售等等。其中运输、仓储的所占比重均获得显著下降,尤以批发和零售业下降程度最为明显。正是三次产业内部各个行业间的不合理发展,直接导致我国产业结构的整体发展异常缓慢。
2.传统制造业产能过剩
2013年,我国传统制造业的产业普通过剩情况严重,像钢铁、水泥、平板玻璃、船舶等多种行业的产能明显过剩。有学者经研究认为这主要是由于长期追求GDP增长所致,并且此类存在产能过剩的行业主要是一些高排放、高耗能及高污染的行业类型。比如我国在电力、钢铁及水泥等方面的耗能比世界先进性水平平均高出20%左右,而高耗能总的用电量更是直接占据整体工业用电量的80%的范围。
3.制造产业发展安全问题明显
长时间以来,我国制造产业均被局限在价值链低段的制造加工环节当中,其中所包含的产业链明显较短,主要是以劳动密集型、资本密集型以及技术密集型为主,具备低附加值、低技术含量的特点。学者徐建伟直接指出我国垂直程度最高的制造业具体是办公及计算机制造;电视、通讯设备制造;电气设备制造;医学精密仪器制造等四个方面。这四个方面专业化水平相比国外显著偏低,因此其产业链的高度并不完整,产业的正常发展严重依赖中间产品的进口,最终致使其产业结构因为技术的制约而被局限在低端的范围当中,关键产品更是存在受制于人的安全问题。
4.制造水平低,自主创新能力偏弱
我国多数自主产业生产率水平严重偏低,并且其中有99%以上的企业严重缺乏相应的自主核心研发技术,而相应的高新技术产业增加值在整体国民生产总值当中比重不足15%,其制造行业当中的比重更是不足20%的范围。近年来我国高技术产品的出口额度以一个持续上升的趋势进步,其中制成品的出口比例更是直接高过世界平均发展水平。然而此类高技术产品更多都是经由跨国公司在华生产和出口,并非我国企业自主创新研发。
五、互联网经济促进产业转型升级的路径及建议
1.路径
具体表现为以下方面:(1)以需求结构的变化带动生产方式的改变,互联网经济背景下,所采取的定制生产的方式直接给产业结构转型升级提供了强有力的技术支撑。其和传统工业经济、互联网经济相比,在需求上直接向着同质化、规模化及多样化的方向转变,所进行指导生产的形式也直接从规模化、标准化直接向着多元化、定制化的方向转变。这种生产方式的转变直接促使多种标准零部件必须严格按照顾客的需求来实施定制化的组装。所以,定制化生产方式成为化解产能过剩问题的重要方法及途径。
(2)以降低交易成本来拓展市场范围,互联网经济可直接从市场的深度和广度两个方面来实施市场范围的拓展,从而由此直接为产业结构的转型和升级奠定坚实的发展基础。其中,互联网技术的发展和基础设施的不断完善,将极大降低其进行通讯的成本,促使企业内部交流和沟通变得更加方便快捷,这样极大的拓展了市场发展的广度,促使全球经济一体化的进程不断加速实现。此外,也可借助云计算和大数据技术来更加便捷的获取其中海量数据,并由此发掘其中潜在价值,这样才能改善信息不对称情况,有效拓展其市场发展的深度。
2.建议
具体提出以下几点建议:(1)加大互联网经济发展支持力度,完善产业结构。从互联网经济的定义出发,其中电子商务、搜索引擎及网络通信和软件产品研发等均属于互联网经济当中的重要组成。因此大力发展互联网经济,能够极大的促进相关行业的快速发展,从而真正有效的提升当前我国第三产业的比例及质量水平。与此同时,3D打印制造、智能设备制造等较为高端的工业均属于互联网经济当中的重要内容,因为此类行业的发展能够有效的改善我国当前轻重工业比例不合理的情况。
(2)促进互联网和传统产业的融合,提升产业发展水平,通过采取新技术深化和对传统制造业的改造,能够有效的促进制造业的智能化、绿色化发展,并最终由此解决其产能过剩问题。其中互联网经济主要是依靠全新的互联网技术、信息技术等来实现制造业从高能耗、污染的生产直接转向绿色、智能的方向转型,最终由此获得生产效率及技术水平的有效提升。互联网技术的应用及发展,在其产品的生产和设计当中,直接形成了一种以智能机器和人类专家所组合成的人机一体发展系统,其能够自主进行推断、分析、构思、判断及决策等一系列智能行为,极大的促进了产业的现代化转型。
(3)强化自主创新,促使高端服务业和制造业的良性发展,当前我国深度开展的第三次工业革命就主要以互联网技术作为其核心支撑技术类型,而此类技术均处于世界范围内的前沿,真正具备了自主研发、掌控核心科技技术的实力。而通过加强互联网经济的发展,能够对现有的技术优势实施有效的强化。另外,新技术必须要真正运用到实际当中才能带来经济效益,因此在进行技术自主创新的过程中,必须同步加强对技术的应用创新,通过此种形式来开创出一个全新的商业发展模式。而当今迅速的发展互联网经济正式技术创新和实践应用深度融合的结果,整个融合过程极大的提升了制造的水平,并由此产生了全新的高端服务产业,对我国低端锁定的情况起到了极大的改善效果。
参考文献:
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