來(lái)源: 中國科技網(wǎng)
當今世界,科技創(chuàng )新已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)變革的重要動(dòng)力,新能源、信息與互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、新材料等技術(shù)的重大創(chuàng )新和融合發(fā)展正在重塑未來(lái)全球發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系,并將引起社會(huì )生產(chǎn)方式、制造和服務(wù)模式等方面的重大變革,最終推動(dòng)世界向綠色、智能、泛在的方向發(fā)展。
新能源引發(fā)產(chǎn)業(yè)體系變革
經(jīng)濟發(fā)展需求與化石能源供給之間的矛盾加快了世界各國發(fā)展新能源的步伐,以傳統能源清潔利用,風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等可再生能源開(kāi)發(fā)、存儲以及智能電網(wǎng)為核心的新能源技術(shù)快速發(fā)展,這不僅會(huì )加快傳統能源產(chǎn)業(yè)的變革,而且還將會(huì )催生出一批新能源產(chǎn)業(yè)以及與其相關(guān)的新興服務(wù)業(yè)。根據國際能源署發(fā)布的《世界能源展望2012》,預計到2035年可再生能源的發(fā)電量將接近燃煤發(fā)電量,其中生物質(zhì)發(fā)電與生物燃料消費將增長(cháng)4倍,而且不會(huì )與人爭糧。全球核電發(fā)展并沒(méi)有因日本福島第一核電站事故而舉步不前,一些國家仍將核出口視為工業(yè)政策的重要支柱。
根據國際能源署的預計,到2020年全球建造核電站的能力與目前(370GW,提供全球電力的14%)相比將要翻倍;到2050年核能目標將達到1200 GW的能力,提供全球電力的24%。作為能源高效利用的重要基礎設施,智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為新能源的迅速擴張提供了重要的動(dòng)力,可融合大量的岸上和近??稍偕茉春碗妱?dòng)車(chē)輛;特別是隨著(zhù)信息及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及其在能源分布式管理方面的應用,將徹底改變目前傳統的能源生產(chǎn)與使用模式,并引發(fā)以能源為基礎的整個(gè)產(chǎn)業(yè)體系的變化。
信息技術(shù)融入經(jīng)濟社會(huì )方方面面
信息與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對全球經(jīng)濟的影響已經(jīng)不再局限于發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)以及互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟本身,而是融入到經(jīng)濟、社會(huì )以及人類(lèi)生活的方方面面,成為經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)變革的巨大動(dòng)力。當前,無(wú)線(xiàn)寬帶與移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)已成為互聯(lián)網(wǎng)新近發(fā)展的主要驅動(dòng)力量。據統計,經(jīng)合組織國家無(wú)線(xiàn)寬帶接入數量(6.67億)是固定寬帶用戶(hù)的2倍多。在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )基礎設施方面,全球移動(dòng)供應商協(xié)會(huì )(GSA)的數據顯示,截至2012年8月,全球商用LTE網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)增至96個(gè),另有104個(gè)國家的347家電信運營(yíng)商決定推出LTE服務(wù)。
無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)的發(fā)展,也帶動(dòng)了智能移動(dòng)終端應用的爆發(fā)式增長(cháng),在催生許多新型服務(wù)的同時(shí),引發(fā)商業(yè)模式的創(chuàng )新與變革。信息與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向不具備通訊能力的物體延伸,將加快推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。據愛(ài)立信公司預計,到2020年將有500億個(gè)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)設備連入互聯(lián)網(wǎng),這將使其與人類(lèi)生活以及經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展結合得更加緊密。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及基于信息技術(shù)的新業(yè)務(wù)、新需求的不斷增長(cháng)正在推動(dòng)世界進(jìn)入“大數據”時(shí)代,而基于“大數據”的新興產(chǎn)業(yè)將應運而生,并有望產(chǎn)生極大的經(jīng)濟社會(huì )效益。麥肯錫全球研究院在最近的一份報告中估計,通過(guò)利用大數據,美國醫療保健行業(yè)每年能節約3000億美元,使醫療保健支出削減8%左右;而在整個(gè)歐洲,利用大數據每年至少可節約1490億美元的政府行政成本。
智能制造影響生產(chǎn)組織模式
以信息技術(shù)、新材料、先進(jìn)制造技術(shù)為基礎的智能制造已成為當前制造業(yè)發(fā)展的重要方向,將對傳統的生產(chǎn)加工、物流配送、銷(xiāo)售服務(wù)的生產(chǎn)組織模式產(chǎn)生革命性的影響。從智能制造的特點(diǎn)來(lái)看,其對未來(lái)制造業(yè)的影響主要體現在以下三個(gè)方面:一是大規模生產(chǎn)轉向大規模定制。智能制造可以在生產(chǎn)過(guò)程中強化產(chǎn)品內部結構標準化,使原有基于成品的批量生產(chǎn)轉化為基于零部件的批量生產(chǎn)。二是剛性生產(chǎn)系統轉向可重構制造系統。智能制造所具有的很強的包容性、靈活性等特點(diǎn)使得制造系統可以通過(guò)重排、重復利用和更新系統組態(tài)或子系統的方式,實(shí)現快速調試以及制造。三是工廠(chǎng)化生產(chǎn)轉向社會(huì )化生產(chǎn)。信息技術(shù)的飛躍發(fā)展使大量物質(zhì)流被成功虛擬化而轉化為信息流,因此除必要的實(shí)物生產(chǎn)資料和產(chǎn)品外,生產(chǎn)組織中的各環(huán)節可被無(wú)限細分,從而使生產(chǎn)方式呈現出社會(huì )化的特征。近年來(lái)興起的“3D打印”技術(shù)正是智能制造的雛形。作為一種全新的制造方式,“3D打印”能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)即時(shí)發(fā)送設計圖,在需求所在地制造產(chǎn)品,從而使“及時(shí)生產(chǎn)”取代“及時(shí)物流”,在節約成本的同時(shí)還可以滿(mǎn)足個(gè)性化定制的需求。
新材料支撐現代工業(yè)體系
材料是工業(yè)發(fā)展的重要基礎。新材料的研發(fā)及其與制造、能源、信息、生物等領(lǐng)域的融合不僅會(huì )加快新材料產(chǎn)業(yè)自身的發(fā)展,而且會(huì )為現代工業(yè)體系的形成提供有力支撐。從目前全球新材料技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向來(lái)看,主要有以下兩個(gè)方面的特征。一是信息技術(shù)及相關(guān)軟件工具的發(fā)展正在推動(dòng)新材料的研發(fā)模式發(fā)生重大變化。以美國2012年實(shí)施的“材料基因組計劃”為例,該計劃將開(kāi)發(fā)新的集成式計算、實(shí)驗和數據信息學(xué)工具,并按最新標準實(shí)現整個(gè)材料創(chuàng )新基礎數字化信息的整合。二是新材料與其他產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展將會(huì )催生出一批新興產(chǎn)業(yè),如新能源材料產(chǎn)業(yè)、印刷電子產(chǎn)業(yè)等。據統計,2010年全球新能源材料的市場(chǎng)規模為18.2億美元,預計到2016年將上升到31.8億美元。
近年來(lái),印刷電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展也是新材料與傳統產(chǎn)業(yè)相融合的結果。盡管性能目前無(wú)法與硅基微電子技術(shù)相比,但憑借批量化能力與低成本特點(diǎn),以及大面積、柔性化等優(yōu)勢,印刷電子技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)獨立于傳統硅基微電子技術(shù)的新興領(lǐng)域,蘊含著(zhù)巨大發(fā)展機遇。英國一家市場(chǎng)調查公司預測,到2020 年各類(lèi)非硅基電子產(chǎn)品的市場(chǎng)規模將達到近570 億美元,其中83%的產(chǎn)品將基于印刷制造技術(shù)。