當前,以人工智能、大數據、物聯網為代表的新一代信息技術正深刻重塑全球制造業格局。對于矢志建設“制造強省”的地區而言,抓住新一輪科技革命與產業變革機遇,推動制造業向智能化、綠色化轉型升級,已成為實現高質量發展的關鍵路徑。在這一宏大進程中,計算機網絡技術作為連接物理世界與數字世界的“神經系統”,其深度開發與創新應用,正為“智能綠色”制造提供著至關重要的底層支撐與核心動能。
一、 智能制造的網絡基石:高效、可靠、協同
智能制造的核心在于數據驅動的精準決策與自主優化。從車間層的智能傳感設備、工業機器人,到企業層的制造執行系統(MES)、產品生命周期管理(PLM),再到跨企業的供應鏈協同平臺,海量數據需要在不同層級、不同主體間實時、安全、穩定地流動與處理。這離不開高性能、高可靠、低時延的工業網絡。
計算機網絡技術的開發,正聚焦于構建適應工業場景的新型網絡體系:
- 工業互聯網/工業物聯網(IIoT)網絡:通過開發支持海量設備接入、具備邊緣計算能力的網絡協議與架構(如TSN時間敏感網絡、5G URLLC超可靠低時延通信),實現生產設備、物料、產品的全面互聯與數據采集,為生產過程可視化、遠程運維、預測性維護奠定基礎。
- 工廠內網絡融合與重構:推動傳統工業總線、工業以太網與無線網絡(如5G、Wi-Fi 6)的深度融合,開發統一的網絡管理平臺,實現“IT-OT”網絡的真正融合,打破數據孤島,支撐柔性生產線的快速重構與協同作業。
- 云-邊-端協同計算網絡:開發高效的邊緣計算節點與云端數據中心之間的網絡調度與數據協同機制。將實時性要求高的數據處理與分析下沉至網絡邊緣,將大數據模型訓練、復雜仿真等任務交由云端,實現計算資源的最優配置,提升智能決策的實時性與準確性。
二、 綠色制造的數字化使能:監測、優化、循環
綠色制造強調在產品全生命周期中,最小化資源消耗與環境影響。計算機網絡技術通過實現能源與資源的精細化、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網監測網絡:在工廠內部署廣泛的智能電表、傳感器網絡,實時監測生產線、重點耗能設備的能耗數據,以及廢水、廢氣排放數據,并通過網絡匯聚至能源管理平臺,實現能耗與排放的透明化、可視化。
- 基于數據的能效優化與調度:利用網絡匯聚的實時數據,結合人工智能算法,開發智能能源管理系統。該系統可以分析生產計劃、設備狀態、能源價格等多重因素,動態優化設備啟停策略、生產排程,甚至參與電網的需求側響應,實現“削峰填谷”,顯著降低綜合用能成本與碳足跡。
- 支撐綠色供應鏈與循環經濟:通過開發基于區塊鏈、物聯網的供應鏈追溯網絡,實現原材料來源、生產過程、物流運輸、產品使用乃至報廢回收的全鏈條數據可信記錄與共享。這不僅能提升供應鏈透明度,更能精準追蹤產品的碳足跡,并為廢舊產品的回收、拆解、再制造提供數據支持,促進資源的循環利用。
三、 技術開發的關鍵方向與路徑建議
為使計算機網絡技術更好賦能制造強省的智能綠色轉型,需在以下方面重點著力:
- 核心技術攻關:加強面向工業場景的確定性網絡、邊緣計算、工業網絡安全、工業數據建模與傳輸協議等關鍵技術的自主研發與創新。鼓勵產學研合作,攻克“卡脖子”難題。
- 標準體系構建與融合:積極參與并主導工業網絡、工業互聯網標識解析、數據互操作等領域的標準制定。推動通信標準、工業標準與行業應用標準的協同與融合,降低企業集成復雜度與成本。
- 行業解決方案與示范推廣:針對本省重點制造行業(如裝備制造、電子信息、新材料、汽車等)的特點和痛點,開發可復制、可推廣的智能綠色網絡解決方案。建設一批標桿性的“5G+工業互聯網”全連接工廠、零碳/近零碳工廠示范項目,以點帶面,激發廣大企業,特別是中小企業的轉型動力。
- 生態體系培育與安全能力建設:培育涵蓋網絡設備商、軟件開發商、系統集成商、安全服務商、制造企業的協同創新生態。將網絡安全貫穿始終,開發覆蓋設備、控制、網絡、應用、數據的多層次縱深防御體系,筑牢制造系統的安全底線。
建設制造強省,智能與綠色是必須并舉的兩翼。計算機網絡技術作為底層基礎設施與賦能技術,其深度開發與應用,將如同為制造業安裝上敏銳的“神經”和高效的“血管”,使生產更智能、更柔性、更高效,也使發展更低碳、更清潔、更可持續。唯有牢牢把握這一技術脈絡,加強戰略布局與協同創新,方能在這場面向未來的制造業競賽中搶占制高點,將制造強省的宏偉藍圖轉化為生動現實。