物聯網助力「中國製造」智慧型騰飛

2021-09-23 12:46:00 字數 2586 閱讀 7731

隨著資訊科技的高速發展和加速滲透,中國網際網路的發展繼pc網際網路、移動網際網路之後即將迎來物聯網時代,並推動消費型網際網路向生產型網際網路、服務型網際網路轉型。物聯網是工業4.0的核心技術之一,是推動先進製造技術發展、產品公升級換代和新型製造模式應用的強大動力。當前,我國物聯網發展剛剛起步,製造業智慧型化、服務化、綠色化的轉型任務艱鉅,製造業與物聯網融合蘊藏著巨大能量和潛力。基於物聯網的技術架構,賽迪顧問提出三點發展建議:在感知層,打好基礎;在網路層,保障安全;在應用層,瞄準需求。

物聯網是繼計算機、網際網路之後資訊科技發展的第三次浪潮,正成為新一輪工業革命的主要推手。從資訊產業發展歷程看,在消費服務領域,美國佔據絕對優勢地位,但在工業生產領域,正迎來群雄逐鹿的時代。德國已搶占先機,實施了以物聯網為技術核心的工業4.0戰略,中國也在奮起直追、精心謀劃和推動,以「製造業與網際網路深度融合」推進製造強國建設,成為不容小視的角逐力量!

一、物聯網時代悄然來臨

2023年4月20日,中國通過一條64k的國際專線實現了與世界網際網路的全功能連線,正式開啟了中國的網際網路時代。22年來,中國網際網路沿著「pc網際網路→移動網際網路→物聯網」的進化方向,由小變大、由弱變強,網速越來越快,網民越來越活躍,「網羅」到的行業和事物也越來越複雜多樣。

物聯網是新一代資訊科技的重要組成部分,以資料的感知、傳輸和分析為核心。感知方面,隨著rfid、gps、感測器、雷射掃瞄器等感測技術的發展,物聯網的接入裝置也變得多種多樣,包括手錶、眼鏡、家電、汽車、機器等。傳輸方面,悄然興起的5g具有低時延高可靠特徵,為物聯網提供了理想的、更高承載能力的人與物、人與人、物與物互動網路。分析及應用方面,傳統產業的轉型公升級為物聯網創造了廣闊的應用場景,數字醫療、車聯網、智慧型能源、智慧型交通、食品溯源等領域潛力巨大。物聯網的發展將推動消費型網際網路向生產型網際網路、服務型網際網路轉型,典型的模式是m2m(man to man、man to machine、machine to machine)等。

二、物聯網牽手製造業引領變革

新一輪科技革命和產業變革正孕育興起,各國紛紛搶占製造業競爭制高點,無論是德國的工業4.0、美國的工業網際網路,還是「中國製造2025」,物聯網都被當做核心技術之一。比如,德國工業4.0的基礎是資訊物理系統(cps),通過3c(communication、computer、control)技術的有機融合和深度協作,利用感測器、傳送器、控制器等裝置,將資源、資訊、機器以及人緊密聯絡在一起,其實質就是物聯網。再比如,ge是美國工業網際網路的首倡者和推動者之一,其開發的predix平台通過把各種工業裝置接入雲端,實現各類資料的標準化、規範化處理,並提供隨時調取和分析的能力,這也是物聯網。

物聯網與製造業的融合體現在三個層面:一是推動先進製造技術的發展,以物聯網為代表的新一代資訊科技與設計、加工、裝配等傳統製造技術的融合催生出計算機輔助設計、雲製造、快速成型技術、虛擬製造等先進製造技術,提高了對動態多變市場的適應能力。二是推動產品的公升級換代,將物聯網技術植入產品,通過「雲+端」模式,形成數控裝置、智慧型產品,從根本上提高了產品的效能、功能和市場競爭力。三是推動新型製造模式的應用,促進製造業數位化、網路化、智慧型化發展,實現由生產型製造向服務型製造、由粗放製造向綠色製造、由傳統製造向智慧型製造轉變。

三、對製造業領域物聯網發展的思考

中國製造業發展很不平衡,走的是工業2.0補課、工業3.0普及、工業4.0示範的並聯式發展道路。製造業領域物聯網的發展也剛剛起步,正處在技術跟進、產品跟跑、模式跟隨的初級階段。從總體架構來看,物聯網由感知層、網路層、應用層三部分構成,相應地,全面準確感知、高速安全傳輸、智慧型高效處理成為物聯網發展的關鍵環節。

(一)在感知層,打好基礎

感知層是物聯網的「**和五官」,承擔著物體識別和資訊採集工作。rfid、gps、感測器等感測技術是感知層的核心,也是實現「萬物互聯」的基礎。與消費服務領域相比,生產製造領域的環境具有特殊性(強腐蝕、高低溫、電磁干擾等),這就對感知裝置的效能、體積、材質等提出了更高的要求,以保證資料採集的高可靠性和強穩定性。目前,國內感測技術的發展水平與發達國家仍有較大差距,尤其是在高階產品市場,被國外**產品長期控制和壟斷,較大程度制約著我國製造領域物聯網的發展。

(二)在網路層,保障安全

隨著越來越多的終端接入物聯網,對網路頻寬和傳輸質量提出了更高的要求,網路世界的安全威脅也與日俱增。無處不在的感測器實時監控著汽車、飛機、生產裝置、智慧型產品的「一舉一動」,接入網路之後將資料上傳到雲端,進行資訊交換和通訊,實現智慧型化識別、定位、跟蹤、監控和管理,小小的安全漏洞也可能造成不可估量的損失。例如,已有多家智慧型網聯汽車因黑客攻擊,導致汽車駕駛系統陷入癱瘓。人類是嚮往自由和崇尚秩序的,如何保證資訊傳輸和儲存的安全,不給黑客和其他網路犯罪分子進入企業網路以及竊取個人隱私留下可乘之機,是需要物聯網系統開發者認真考慮的問題,也是製造業領域物聯網發展的最大挑戰。

(三)在應用層,瞄準需求

智慧型化、綠色化、服務化是製造業轉型公升級的三大方向,也是物聯網與製造業的重要結合點和突破口。我國製造業門類眾多、涉及面廣,不同領域的感測器介面不一樣,物聯網標準也不統一。因此,物聯網的發展必須要面向行業,以市場需求為牽引,找準切入點,選擇轉型公升級迫切、技術標準成熟、發展潛力大、帶動能力強的行業進行重點研究和示範應用,包括車聯網、智慧型工廠、環保監測、能源管理、食品溯源等領域。例如,智慧型電網是起步較早、發展較快的物聯網建設領域,將物聯網技術應用在電子資產管理、電力裝置狀態監測、用電資訊採集等方面,可以全面提高電力系統的智慧型化水平和可靠性程度,特別是在負荷**、錯峰用電、電動汽車管理資訊化、分布式電源接入等方面有著巨大的潛力和發展空間。

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