當(dāng)前,以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)正深刻重塑全球制造業(yè)格局。對于矢志建設(shè)“制造強(qiáng)省”的地區(qū)而言,抓住新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇,推動制造業(yè)向智能化、綠色化轉(zhuǎn)型升級,已成為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵路徑。在這一宏大進(jìn)程中,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為連接物理世界與數(shù)字世界的“神經(jīng)系統(tǒng)”,其深度開發(fā)與創(chuàng)新應(yīng)用,正為“智能綠色”制造提供著至關(guān)重要的底層支撐與核心動能。
一、 智能制造的網(wǎng)絡(luò)基石:高效、可靠、協(xié)同
智能制造的核心在于數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)決策與自主優(yōu)化。從車間層的智能傳感設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人,到企業(yè)層的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、產(chǎn)品生命周期管理(PLM),再到跨企業(yè)的供應(yīng)鏈協(xié)同平臺,海量數(shù)據(jù)需要在不同層級、不同主體間實(shí)時、安全、穩(wěn)定地流動與處理。這離不開高性能、高可靠、低時延的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā),正聚焦于構(gòu)建適應(yīng)工業(yè)場景的新型網(wǎng)絡(luò)體系:
- 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)網(wǎng)絡(luò):通過開發(fā)支持海量設(shè)備接入、具備邊緣計(jì)算能力的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與架構(gòu)(如TSN時間敏感網(wǎng)絡(luò)、5G URLLC超可靠低時延通信),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備、物料、產(chǎn)品的全面互聯(lián)與數(shù)據(jù)采集,為生產(chǎn)過程可視化、遠(yuǎn)程運(yùn)維、預(yù)測性維護(hù)奠定基礎(chǔ)。
- 工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)融合與重構(gòu):推動傳統(tǒng)工業(yè)總線、工業(yè)以太網(wǎng)與無線網(wǎng)絡(luò)(如5G、Wi-Fi 6)的深度融合,開發(fā)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理平臺,實(shí)現(xiàn)“IT-OT”網(wǎng)絡(luò)的真正融合,打破數(shù)據(jù)孤島,支撐柔性生產(chǎn)線的快速重構(gòu)與協(xié)同作業(yè)。
- 云-邊-端協(xié)同計(jì)算網(wǎng)絡(luò):開發(fā)高效的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)與云端數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度與數(shù)據(jù)協(xié)同機(jī)制。將實(shí)時性要求高的數(shù)據(jù)處理與分析下沉至網(wǎng)絡(luò)邊緣,將大數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練、復(fù)雜仿真等任務(wù)交由云端,實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的最優(yōu)配置,提升智能決策的實(shí)時性與準(zhǔn)確性。
二、 綠色制造的數(shù)字化使能:監(jiān)測、優(yōu)化、循環(huán)
綠色制造強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品全生命周期中,最小化資源消耗與環(huán)境影響。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過實(shí)現(xiàn)能源與資源的精細(xì)化、智能化管理,成為綠色制造的重要使能器。
- 全流程能耗與排放物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò):在工廠內(nèi)部署廣泛的智能電表、傳感器網(wǎng)絡(luò),實(shí)時監(jiān)測生產(chǎn)線、重點(diǎn)耗能設(shè)備的能耗數(shù)據(jù),以及廢水、廢氣排放數(shù)據(jù),并通過網(wǎng)絡(luò)匯聚至能源管理平臺,實(shí)現(xiàn)能耗與排放的透明化、可視化。
- 基于數(shù)據(jù)的能效優(yōu)化與調(diào)度:利用網(wǎng)絡(luò)匯聚的實(shí)時數(shù)據(jù),結(jié)合人工智能算法,開發(fā)智能能源管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以分析生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備狀態(tài)、能源價格等多重因素,動態(tài)優(yōu)化設(shè)備啟停策略、生產(chǎn)排程,甚至參與電網(wǎng)的需求側(cè)響應(yīng),實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”,顯著降低綜合用能成本與碳足跡。
- 支撐綠色供應(yīng)鏈與循環(huán)經(jīng)濟(jì):通過開發(fā)基于區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)的供應(yīng)鏈追溯網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)原材料來源、生產(chǎn)過程、物流運(yùn)輸、產(chǎn)品使用乃至報(bào)廢回收的全鏈條數(shù)據(jù)可信記錄與共享。這不僅能提升供應(yīng)鏈透明度,更能精準(zhǔn)追蹤產(chǎn)品的碳足跡,并為廢舊產(chǎn)品的回收、拆解、再制造提供數(shù)據(jù)支持,促進(jìn)資源的循環(huán)利用。
三、 技術(shù)開發(fā)的關(guān)鍵方向與路徑建議
為使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更好賦能制造強(qiáng)省的智能綠色轉(zhuǎn)型,需在以下方面重點(diǎn)著力:
- 核心技術(shù)攻關(guān):加強(qiáng)面向工業(yè)場景的確定性網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、工業(yè)數(shù)據(jù)建模與傳輸協(xié)議等關(guān)鍵技術(shù)的自主研發(fā)與創(chuàng)新。鼓勵產(chǎn)學(xué)研合作,攻克“卡脖子”難題。
- 標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建與融合:積極參與并主導(dǎo)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析、數(shù)據(jù)互操作等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定。推動通信標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)同與融合,降低企業(yè)集成復(fù)雜度與成本。
- 行業(yè)解決方案與示范推廣:針對本省重點(diǎn)制造行業(yè)(如裝備制造、電子信息、新材料、汽車等)的特點(diǎn)和痛點(diǎn),開發(fā)可復(fù)制、可推廣的智能綠色網(wǎng)絡(luò)解決方案。建設(shè)一批標(biāo)桿性的“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”全連接工廠、零碳/近零碳工廠示范項(xiàng)目,以點(diǎn)帶面,激發(fā)廣大企業(yè),特別是中小企業(yè)的轉(zhuǎn)型動力。
- 生態(tài)體系培育與安全能力建設(shè):培育涵蓋網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商、軟件開發(fā)商、系統(tǒng)集成商、安全服務(wù)商、制造企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)。將網(wǎng)絡(luò)安全貫穿始終,開發(fā)覆蓋設(shè)備、控制、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)的多層次縱深防御體系,筑牢制造系統(tǒng)的安全底線。
建設(shè)制造強(qiáng)省,智能與綠色是必須并舉的兩翼。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為底層基礎(chǔ)設(shè)施與賦能技術(shù),其深度開發(fā)與應(yīng)用,將如同為制造業(yè)安裝上敏銳的“神經(jīng)”和高效的“血管”,使生產(chǎn)更智能、更柔性、更高效,也使發(fā)展更低碳、更清潔、更可持續(xù)。唯有牢牢把握這一技術(shù)脈絡(luò),加強(qiáng)戰(zhàn)略布局與協(xié)同創(chuàng)新,方能在這場面向未來的制造業(yè)競賽中搶占制高點(diǎn),將制造強(qiáng)省的宏偉藍(lán)圖轉(zhuǎn)化為生動現(xiàn)實(shí)。