工业环境下信息通信类技术赋能智能制造研究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2024 年 01 月 29 日 作者简介:覃鹏(1986),男,广西贵港人,本科学历,从事工作为计算机网络工程。-21-工业环境下信息通信类技术赋能智能制造研究 覃 鹏 中国移动通信集团广西有限公司南宁分公司,广西 南宁 530000 摘要:摘要:随着全球碳排放量的急剧上升和生态环境压力的持续增大,推动“绿色经济”的理念已经得到了全球各国的普遍认同。在构建全国统一大市场的大背景下,信息通信技术的快速发展和广泛应用,在提升市场整合能力和运营效率方面发挥了不可或缺的角色。本文在探讨信息通信技术对制造业绿色转型升级的影响时,信息通信技术作为一个调节变量,以验
2、证信息通信技术在这两者关系中的中介作用。基于此,我们进行了实证研究,并围绕信息通信技术驱动下的智慧制造赋能企业的发展进行了详细论述。我们从三个方面解释了智能制造赋能企业开发研究的实施过程,并在此基础上分析了智能制造赋能企业未来的研究发展趋势。结合当前我国智能制造的发展趋势与现实条件,提出了推进智能制造的政策建议及对策措施。最终,我们采用了“质化”和“量化”两种不同的研究手段,以进一步深化对智能制造企业价值评估的研究,期望这些研究能为该领域的研究人员提供有价值的参考。关键词:关键词:信息通信;智能制造;赋能技术;安防系统 中图分类号:中图分类号:TN915.14 1 概述 在党的二十大报告里,特
3、别强调了“推动制造业走向高端化、智能化和绿色化的协同进展”,并提倡构建智能制造产业的新发展模式。同时,也强调了高效进行供给侧结构性改革和“深化数字经济与实体经济之间的整合”。这些都对我国制造业的转型升级提出了更高要求,也为我国企业提供了难得机遇。经过数十年的迅猛增长,中国的经济已经步入了被称为经济增长“新常态”的新阶段。降低增长的“速度”和提高增长的“质量”已经成为中国经济发展的核心方向。制造业,作为代表国家的竞争力和整体实力的标志,已经成为各国在全球竞争中的关键支柱。随着我国综合国力的增强及人民生活水平的提高,我国制造业正迎来新一轮高速发展期。然而,在当前阶段,中国的制造业主要还是以低附加值
4、的产业分工为主导,这在全球价值链的分工体系中是相对较低的。与此同时,随着世界范围内新一轮科技革命和产业革命的兴起,传统制造业正在向高端迈进。在 2013 年至 2023年期间,中国的制造业在总能源消耗中所占的比例介于 52%至 55%。在此背景下,绿色制造是解决我国当前制造业所面临问题的必然选择。长时间的低效、低质量、高成本、高能量消耗和高污染的经济增长方式对生态环境带来了沉重的负担。因此,必须转变传统制造业增长方式,实现由粗放型向集约型、节约型转变。传统制造业的“粗放式”生产方式已经不再适应制造业未来的发展方向。随着新一代信息通信技术的不断进步和创新,制造业对资源和劳动力等基本生产要素的过度
5、依赖已经被打破,从而催生了一种将信息通信技术与先进制造技术结合的智能制造发展模式。同时,信息技术也为现代社会带来了新的生产力智慧产业。经济活动中信息和通信技术的深度整合,不仅有助于改变传统经济价值生成的方式,还能促进资源的最优配置。随着我国进入以智能化为标志的第四次工业革命时代,传统工业正在向智能工业转型升级,制造业将迎来新一轮变革和挑战。2 智能制造技术 在智能制造系统的最新进展中,新的制造产品/能力/资源体系为整个制造系统和整个生命周期的活动提供了共享和服务的产品、能力和资源。基于物联网技术的工业大数据平台将成为支撑智能制造的关键基础。在新的网络/感知体系中,达到工业全系统、全产业链、全价
6、值链之间的深度连接和感知是其核心追求。新的平台架构是专为工业信息物理的整合和智能服务设计的关键平台,它通过产品制造、能力开发、资源整合、网络接入以及感知系统的虚拟化和服务化,为用户提供了全面的服务体验。工业云技术的出现为新中国科技期刊数据库 工业 A-22-的业务模式创造了可能。新制定的安全标准体系不仅确保了工业资源、能力和产品的高效整合,还确保了整个系统应用的安全性和可靠性。新的业务需求体系使得新业务更加灵活、便捷地部署到各个层面。在新的应用体系中,各种工业应用可以根据不同的行业、领域和场景进行定制和应用。本文对新的应用体系下的用户需求、功能架构和关键技术等方面做一分析,给出相应的解决方案。
7、新的用户体系是由服务提供者、服务运营者以及服务使用者共同组成的一个人/组织构架。2.1 新一代智能制造系统呈现出六个全新特征 目前,中国正在经历转型发展模式、经济结构优化和新旧动能转换的关键时期。互联网+、计算机和云计算等先进的信息通信技术的崛起和迅速发展,将在实现技术支持的跨时空转移、降低信息传输成本、加快信息传播速度以及提供便捷的信息传输和处理支持等多个方面起到至关重要的作用。与此同时,随着信息技术的不断发展和广泛应用,生产性服务业作为第三产业的一个新业态也得到了迅猛的发展。在这波信息和通信技术的热潮中,生产型服务行业获得了最大的利益。从产业融合角度来看,信息通信技术的应用可以加速生产性服
8、务领域的企业间协作和资源整合,进而提高资源利用效率,降低交易成本,从而进一步增强行业竞争实力,促进产业结构不断调整与优化。为了促进制造业向更高层次的转型和升级,中国逐步加强了对信息通信技术研发的关注和推动,以便更好地发挥其在信息通信技术和制造业转型升级方面的积极作用。在经济新常态的背景下,面对制造业当前所遭遇的发展难题,转变传统的制造业发展策略,并推动制造业向“绿色化”方向转型,成为了这个时代所强调的核心议题。尽管如此,制造业的进步并不是孤立存在的,它在很大程度上受到生产性服务业投资和其他高级因素的影响。因此,信息通信技术可以提高企业生产率、推动技术进步和产业结构优化升级。随着生产型服务行业的
9、飞速增长,产业的集中已经变成了其核心的组织模式,并逐步得到了政府相关部门的关注。因此,研究信息通信技术对产业转型升级的影响具有非常重要的意义。新一代的智能制造系统架构,特别适合于涵盖垂直和水平两个领域(包括完整的产业链)的端到端的集成与优化工作。本文从应用需求出发,提出一种面向新一代智能制造系统框架体系,并对其核心概念进行定义。在阐述新系统的核心特性时,我们特别强调了边缘计算、云计算与边缘计算之间的合作框架,并深入探讨了新一代信息通信技术与制造技术的完美结合。此外,我们还强调了感知、接入和通信网络的虚拟化和服务化,以及以工业机制模型为核心的创新思维。此外,文章还突出了云原生工业应用程序(APP
10、)开发环境中的系统革新。以新一代的 AI技术为中心,我们将整个技术体系细分为多个子体系,包括整体架构、赋能技术、安全技术、标准技术以及工业软件等。2.2 信息通信技术对制造业绿色转型升级的作用机理 在产业中的经济规模效应。从一方面看,由生产性服务业的专业化聚集形成的市场,可以降低制造业的相关成本,而这种专业化的劳动市场也有助于降低企业员工的培训费用。因此,生产性服务业专业化与集聚对企业绩效产生积极影响,而制造业专业化则会削弱这种作用。从另一个角度看,生产性服务业的专业化聚集有助于企业之间共享公共基础设施,从而减少公共资源的分配成本。因此,在市场经济的背景下,而信息通信技术在其中起到不可替代的作
11、用。在产业中的竞争影响。在全球经济一体化进程中,生产性服务业作为一种新业态正日益成为各国参与国际竞争的重要力量。创新被视为推动发展的首要力量。在此背景下,如何提高生产性服务业效率并降低其对环境造成的污染已成为当前理论界关注的焦点之一。因此,在市场竞争愈发剧烈的背景下,生产性服务业将不可避免地积极参与知识、技术和业务管理等多个方面的创新活动。这其中也包括制造业在低污染生产方面所需的技术和知识,以满足制造业日益多样化和高端化的需求。现有的研究文献已经明确指出,技术的进步在企业减少污染排放方面发挥了至关重要的角色。因此,提高生产性服务业的专业化集聚程度将有助于推动制造业的创新,从而实现绿色转型和升级
12、,而信息通信技术提升则加快了生产性服务业发展的速度。3 信息通信类技术用“信息通信类赋能技术子体系构成了新型智能制中国科技期刊数据库 工业 A-23-造系统的核心和关键部分,它在系统的搭建和实际应用中起到了不可或缺的作用。”工业互联网系统是信息通信技术中最具有代表性的一类。工业互联网系统技术在多个行业中占据着至关重要的地位,它是由 5G、工业大数据、人工智能以及建模仿真/数字孪生等多种原始技术在不同领域中的综合应用所组成的。3.1 高性能计算技术 高性能计算技术主要是一种依赖于多个处理器或集群上的计算系统和环境来处理大规模数据计算任务的先进技术。它包括了大规模并行算法、分布式并行编程模型和基于
13、消息传递机制的分布式计算平台。该工具适用于模拟、建模、渲染等多种高密度的计算任务。在这些任务中,需要用到大量的硬件设备、操作系统及应用程序。计算、存储、网络和集群软件构成了相关系统的四大核心部分。高性能计算作为一项重要技术正在受到越来越多的关注,并成为当前计算机科学中最活跃的领域之一。高性能计算技术的核心特性涵盖了能够同时完成多项任务、拥有强大的数据传输能力、有能力储存大量的数据,并且可以根据实际需求进行扩充。目前,基于计算资源、计算能力及处理能力上存在很大差距的企业已经开始了对高性能计算技术的应用探索,并取得一些进展。未来的进展将主要聚焦于进一步深化基础理论、算法和系统研究,比如嵌入式高性能
14、计算硬件、高性能计算集群管理系统、操作系统和高性能存储系统等方面。智能信息处理、知识处理、机器学习及模式识别、大数据处理等新兴交叉学科将成为今后的发展趋势。深度整合了信息通信、人工智能、系统工程以及制造等多个技术领域,展现出巨大的发展潜力。本文介绍了当前国内外智能计算环境下的应用现状。通过对基于跨媒体推理等先进技术的研究,我们加强了面向用户的智能化云服务技术的研究,目的是与云服务相结合,从而进一步拓宽其应用范围。同时要建立一个高效的组织管理体系来保障这些智能创新活动得以顺利进行。在制造业的整个生命周期中,研究创新的方法、流程和工具,比如基于高性能仿真的 CPS 技术等。将先进的信息化和数字化技
15、术与传统行业相结合,利用信息技术提高生产效率,从而达到节能减排的目的。3.2 物联网与信息物理系统连接技术 物联网是继计算机、互联网之后世界信息产业又一次革命性变化,其应用遍及社会经济生活的方方面面。其主要特色包括广泛的全面感知、稳定的信息传输和实时的智能化处理,而物联网的广泛应用、安全与隐私的维护,以及节能和环境保护将是其未来的主要发展趋势。物联网的应用可以帮助我们更好地理解人类社会的本质,从而促进经济增长方式转变,提高生活质量。CPS 技术的核心目标是构建一个能够自动处理流动数据的闭环赋能系统,该系统包括状态感知、实时分析、科学决策和精准执行等多个方面,以实现信息空间和物理空间之间的有效连
16、接。随着大数据分析技术的进步,其应用场景也会逐渐拓展到更多的行业领域中。随着数据驱动、软件定义、泛在连接、虚实映射、异构集成和系统自治等核心理念的发展,系统的实现能力、适应性、可伸缩性、弹性、安全性和可用性都将得到显著提升。目前,我国正在加快推进数字经济建设,并取得显着成效。展望未来,CPS 将作为技术后盾,与工业互联网及数字化转型紧密结合,共同助力发展进程。这一发展趋势将变得更为系统和复杂,同时也会增强个体的自主认知和学习能力,提高对实体空间的即时反馈和精确执行能力,以及加强对控制和决策过程的能力。3.2.1 信息通信系统的安全 系统安全的核心目标是利用系统安全工程和系统安全管理策略,来识别
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