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智能工业的未来

数读市场中国仪表网2009年09月30日 11:11人气:4332

人工大脑之父雨果·德·加里斯在2008年接受美国《科学》杂志采访时对智能化社会的发展趋势做过如下的描述:“恐龙在地球上生活了2亿年,是人类历史的50倍以上。在这2亿年的时间里,似乎它们并没有本质地进化成更高级、更智慧的一类生物,这也许就是它们灭绝的原因吧。”

从最早的蒸汽机技术到福特的标准化技术革命,人类如今进入到信息革命时代。从电脑产业萌芽,到PC技术向其他行业渗透,使各产业的制造、组装等各个环节可以剥离出来,在全球不同地区进行外包,人力、资本等资源的分配开始全球化。

最新的2009《中国工业蓝皮书》,对中国现如今的工业发展给出了既乐观又谨慎的态度。该书指出,纵然中国工业现代化水平与工业现代化国家还相差很远,但中国工业现代化进程已经起步,正处于初期发展阶段。

这与处于工业化进程中后期的国家都要启动工业现代化进程的国际经验不谋而合。中国工业进一步发展的战略核心提高工业智能化水平来促进工业化进程向高级阶段发展。

电力智能化的方向

在全球经济衰退的2008年,美国克西尔能源公司在位于科罗拉多州的波尔德市建成了全美第一个智能电网中心。很快,一年后,美国政府对这个智能电网中心的资助从原来的2000万美元提高到2亿美元,智能电网示范项目的资助则从4000万美元提高到1亿美元。

一直从事电力工程研究的中国电力投资集团员工赵小宁说:“美国这笔投资在经济大萧条的2009年无疑是惊人的,可以看得出,电力工程走向智能化将是趋势,但同时复杂程度又相当高。虽然目前智能电网的话题在中国正逐渐引起关注,但实质性的建设进程并没有展开。”

在美国2008年建成第一个智能电网中心后,同年,世界上第一条商业化应用的高温超导电缆在美国纽约投入运行。

超导电力技术代表了电力技术变革的方向,对能源变革具有重要意义。

目前,超导电力电缆的造价要远远高于普通电力电缆的造价,过高的成本势必在一段时间内限制这种技术在商业领域的应用程度,但支持开展超导研发的学者则认为,虽然目前成本较高,但这仅仅是体现在试验期间的成本水平,与大规模实用化的造价有很大差别。

超导电缆所具有的传输容量大、占用走廊少、损耗低、环境友好等优点,是常规电缆难以达到的。

常规输电线路本体造价虽然较低,但征地拆迁等费用看涨,尤其是在城市内和城郊占地成本急剧上升,近年来由于电力建设征地、拆迁、环评等引发的矛盾冲突事件呈上升趋势,造成社会稳定问题。

支持者认为,作为电力工业21世纪划时代变革的重要技术储备,一旦超导技术走向规模化生产,必然导致规模效应,接着带来的便是超导线材性能的提高和相对价格的下降。这些条件的实现都需要通过建设示范工程来推动。

所以综合考虑性价比,长期来看高温超导电缆的制造、建设、运行成本费用将趋于同常规电缆和高压输电线路十分接近,但效率却有着明显的提高。

先期可以在城市配网和城郊输网中推广使用高温超导电缆,同时在新能源项目和示范区中大力推进高温超导技术的研发应用。

在世界金融危机和全球性经济衰退的大背景下,中国电力工业所面临的问题并非常规意义上的供求失衡所导致的周期性波动,而是长期积累下来的重大结构性问题。

“因而不能沿着以往均衡、失衡、均衡的轨迹收敛到原点,重复和延续过去的发展路径,必须以资源和环境为前提,在新的约束条件下重新平衡各种变量关系,确立科学发展的新方向。否则,增长将是不可持续的。”赵小宁说。

2009年5月21日,国家电网公司正式公布了“建设坚强智能电网”的研究报告,首次向社会公开了“中国智能电网”的发展计划,总投资将超过4万亿元。

智能电网建设将是中国电网未来十年发展的主要方向,这是继新能源汽车之后,又一重量级新兴产业规划。国家电网公司将分三个阶段推进坚强智能电网的建设。

研究显示,到2020年,通过使用智能电网可减少10亿余吨二氧化碳排放量。智能电网是将可再生电力能源集成入网,并成为保证太阳能及风能发电稳定性的关键。

汽车工业与智能革命

1978年改革开放以来,中国汽车工业开始起步发展,发展的模式也由最早的封闭生产转向通过引进技术、合资等方式,不断提高自己的技术创新能力。1980年代中期,中国汽车工业将发展的重点倾向于重型、轻型载货车,引进了大量的生产技术以及关键汽车零部件生产技术。在上世纪80年代后期至20世纪末,轻重型工具车的重心被逐渐转移到了轻型轿车生产技术上。

通过几十年的发展,我国的汽车工业通过先进技术的引进、消化和吸收,逐步缩短了同世界汽车工业的差距。

尽管改革开放以来,中国在汽车工业上的投入不断增加,规模也在日渐加大,但是占销售收入的比重却始终徘徊于一个状态,汽车工业的研发强度仅相当于发达国家的一半。

在最近公布的《中国工业蓝皮书》中显示,中国目前汽车产品的电子化程度仍然较低。在汽车产品中,电装产品 (电气+电子)成本所占比重约为1%,而发达国家约为3%到5%。

目前,在零部件方面,大部分零部件能够由国内厂商提供,但是一些关键零部件,如发动机、齿轮箱等,国内仅有少数产品接近国际中等水平,至于凝聚尖端电子技术的零部件产品,国内企业的技术水平还难以达到。

对中国汽车而言,红旗轿车是中国汽车寻求技术合作的代表。1978年11月中国批准了汽车可以选择合资的方式发展,但并没有放弃技术合作的方式。

2008年2月,我国第一款自主研发的V型12缸发动机,在中国第一汽车集团公司技术中心成功点火。有业内人士称,这次成功具有里程碑意义,这意味着中国初步掌握了顶级轿车发动机的研发技术,这时距离汽车工业首次获得合资批准,已经过去了整整30年。

随着汽车工业的飞速发展,汽车驾驶自动化和智能化越来越成为汽车发展的趋势。

这同时刺激着中国汽车工业的发展,《中国工业蓝皮书》曾对中国的汽车产业有着这样的概述:“如果综合考虑基本指标和辅助指标的指数,中国汽车工业的现代化水平还非常低下,量化判断后是不具备国际竞争能力的,发展水平只相当于工业现代化国家的10%。”

随着GPS、3G技术的普及,这些新生的现代化技术将被应用于人们生活的方方面面。这些新的技术生产力对各个行业产生深远的影响,新技术在汽车工业上的应用正在趋于普及。

其实,早在2000年底特律“北美国际汽车展览会”上,美国通用公司就推出了一套安全及导航系统。该系统结合卫星定位系统GPS与手机,可提供智能性的理想服务。这在当时还被人们视作概念技术的应用,如今已经十分普遍。

跨国公司的中国智能化之路

从某种意义上说,更加便捷智能的工业形态将不仅仅局限于某个领域,它的应用将十分广泛。在2008年北京奥运会前夕,数条地铁新线路相继开通,习惯于上班高峰挤地铁、公交的上班族对此带来的变化印象深刻。这其中就有智能工业的大量应用。

比如随着社会的不断发展和进步,地铁屏蔽门控制系统已获得世界各地近几年的快速发展。2008年奥运前夕开通的数条地铁弥补了这个隐患。北京地铁从此告别了无遮挡的时代。西门子的智能技术就在其中得以运用。

另外,西门子产品(S7-400H,AT-EB,AT18/40S)和技术应用于上海地铁11号线的地铁屏蔽门系统,设备运行非常稳定,地铁系统的节能等各方面的优越性显著提高。西门子认为,地铁屏蔽门控制系统的许多功能可以为乘客提供重要保障:诸如,防止乘客从站台坠落;保持站台温度,降低能耗;改善环境,减小噪声及活塞风对站台候车乘客的影响等等。

西门子从1994年起参与了广州地铁项目,曾向广州地铁提供交钥匙工程、信号系统、地铁车辆、电气化和牵引系统及相关产品。

凭借技术和营销优势,西门子交通技术集团已成为中国铁路工业领域主要的国际供应商之一。在过去的十多年中,该集团参与建设了北京、上海、广州、深圳、南京和大连的城市地铁与轻轨建设。在中国的干线铁路和高速铁路领域,西门子也获得了多个订单,包括为青藏铁路、哈尔滨、大连电气化铁路、京津高速客运专线提供机车等。

在西门子先生发明了发电机之后的100多年,这家公司形成了以能源环境、基础设施与自动化和医疗为主的三大业务支柱。如今西门子在中国的业务重心,也以这三项业务为主,而我们可以看到,在许多项目中都渗透了智能化的技术。北小河污水处理厂位于北京北部的亚运村中心地带,西门子于2006年6月初从北京排水集团获得了北小河污水处理厂改扩建项目。该项目是“绿色奥运”项目的一部分,西门子为北小河污水处理厂提供了最先进的膜生物反应技术,经过处理的水最终为2008年北京奥运会提供景观和绿化用水。西门子的膜生物反应技术集创新的膜技术与传统的污水处理技术于一体,经过处理的污水将达到高质量标准,并直接用作景观用水。最为关键的是,经过处理的水不会对人体健康造成任何危害。该扩建项目对于北京市北部生态环境的改善做出了重要的贡献。

在医疗设备方面,西门子正在研发一种新型的计算机断层扫描仪,速度比以往的同类产品高,成像所需要的放射量也会少很多。据介绍,这种新型的扫描仪扫描胸腔只需要0.6秒的时间,而接受扫描的病人甚至不需要像以往那样屏住呼吸。“从前,从准备到完成扫描需要至少10分钟的时间”,西门子介绍说,10分钟在医疗尤其是急救上,往往就是决定了生与死之间的距离。

除了在华的三大业务范畴之外,西门子同时进行的还有其与内地企业的合作拓展。通过与内地企业的经济合作、技术支持,不断将其倡导的智能工业、智慧科技渗透至中国各个领域。

2006年10月31日,西门子中国研究院正式挂牌成立,计划在未来3到5年的时间里,投资8亿元人民币扩展在北京和上海的研发活动。研发工作将主要集中在交互设计和技术、软件与工程、数据网络技术、无线接入技术和方案、自动化与新兴技术以及一些正在讨论之中的开发项目,例如混合电动汽车、智能交通管理和有机发光二极管。

西门子楼宇科技首席技术官赫尔穆·马赫特说:“到2010年,无线电技术将主导楼宇自动化,我们家中的水和电表等一起将会实现远程读取。甚至,我们在玩上网或玩游戏的时候,家庭网速可以平均达到20兆/秒的极速响应,那将是一个美妙的时代。”

正如雨果·德·加里斯在其著作《智能简史》中所说的:“人工智能机器在21世纪将成为主导问题——具体指人类是否应该制造比人类智能高出万亿倍的人工智能机器,也就是说,拥有神一样智慧的机器。我预言人类将分裂成两大主要政治集团,并且会随着人工智能机器逐渐变为现实而使得他们之间的斗争更加激烈。但是你可能会辩论说,如果人工智能机器真的非常聪明,那么它们会认为人类赋予了它们生命,人类就是它们的父母。因此,人工智能机器会尊重我们,并且对我们很友好。这样的情况可能会发生,但问题是,你无法保证人工智能机器们会像我们期望的那样对待我们。”
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