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第1章 緒論

1.1 數字經濟簡介

1.1.1 數字經濟的概念

“數字經濟”一詞最早出現于20世紀90年代,因美國學者唐·塔普斯科特(Don Tapscott)于1996年出版的《數字經濟:網絡智能時代的前景與風險》一書而開始受到關注,該書描述了互聯網將如何改變世界各類事務的運行模式并引發若干新的經濟形式和活動。2002年,美國學者金范秀(Beomsoo Kim)將數字經濟定義為一種特殊的經濟形態,其本質為“商品和服務以信息化形式進行交易”。可以看出,這個詞早期主要用于描述互聯網對商業行為所帶來的影響。

2016年9月,二十國集團領導人杭州峰會通過《二十國集團數字經濟發展與合作倡議》,其中表明數字經濟是指以使用數字化的知識和信息作為關鍵生產要素、以現代信息網絡作為重要載體、以信息通信技術的有效使用作為效率提升和經濟結構優化的重要推動力的一系列經濟活動。具體而言,數字經濟主要包括四個部分:數字產業化、產業數字化、數字化治理和數據價值化(見圖1-1)。數字產業化指信息技術產業的發展,包括電子信息制造業、軟件和信息服務業、信息通信業等數字相關產業;產業數字化指以新一代信息技術為支撐,傳統產業及其產業鏈上下游全要素的數字化改造,通過與信息技術的深度融合,實現賦值、賦能;數字化治理包括但不限于多元治理,以“數字技術+治理”為典型特征的技管結合,以及數字化公共服務等;數據價值化包括但不限于數據采集、數據標準、數據確權、數據標注、數據定價、數據交易、數據流轉、數據保護等。

圖1-1 數字經濟的“四化”框架說明

資料來源:中國信息通信研究院。

數字經濟呈現三個重要特征。一是信息化引領。信息技術深度滲入各個行業,促成其數字化并積累大量數據資源,進而通過網絡平臺實現共享和匯聚,通過挖掘數據、萃取知識和凝結智慧,行業變得更加智能。二是開放化融合。數據的開放、共享與流動,促進組織內各部門間、價值鏈上各企業間,甚至跨價值鏈、跨行業的不同組織間開展大規模協作和跨界融合,實現價值鏈的優化與重組。三是泛在化普惠。無處不在的信息基礎設施,以及按需服務的云模式和各種商貿、金融等服務平臺降低了參與經濟活動的門檻,使得數字經濟出現“人人參與、共建共享”的普惠格局。

1.1.2 數字經濟發展現狀及各國政策

據中國信息通信研究院數據,2020年,全球47個國家數字經濟增加值規模達到了32.6萬億美元,同比名義增長3.0%,占國內生產總值(GDP)比重為43.7%,產業數字化仍然是數字經濟發展的主引擎,占數字經濟比重為84.4%。從規模看,美國數字經濟蟬聯世界第一,2020年規模接近13.6萬億美元;中國位居世界第二,規模為5.4萬億美元。從占比看,德國、英國、美國數字經濟在國民經濟中占據主導地位,占GDP比重超過60%。從增速看,中國數字經濟同比增長9.6%,位居世界第一。我們以美國、德國、英國、中國四個國家的數字經濟發展現狀來說明目前全球數字經濟發展趨勢和特點。

1.美國數字經濟發展

美國早在20世紀90年代就開啟了數字經濟發展的進程,并引領全球的數字經濟發展。美國率先提出了“信息高速公路”和“數字地球”的概念,大力推動信息基礎設施建設和數字技術發展。美國商務部于1998年發布了《浮現中的數字經濟》報告,不僅對美國的經濟增長趨勢進行了解讀和預測,還對全球由工業經濟時代走向數字經濟時代發展趨勢和框架給出了預測和描述,就此拉開了數字經濟的發展大幕。其后,美國相繼出臺系列政策和報告,布局云計算、大數據、工業互聯網、先進制造、5G、量子通信等前沿技術領域。例如:《聯邦云計算戰略》(2011)、《先進制造業國家戰略計劃》(2012)、《國家制造創新網絡計劃年度報告與戰略規劃》(2012)、《數字政府戰略》(2012)、《數字經濟議程》(2015)、《先進無線通信研究計劃》(2016)、《美國人工智能研發戰略計劃》(2019)、《5G安全國家戰略》(2020)、《美國創新與競爭法案》(2021)等。

美國政府極其重視數字經濟相關先進技術的研發投入,通過資金投入、立項、機構扶持等多種方式推進先進技術的研發,不斷鞏固其數字技術創新優勢。2015—2020年,美國國防部共申請22.4億美元預算用于人工智能技術研發活動,2021年預算中向人工智能、5G、微電子等關鍵技術領域投入70億美元研究經費。2021年通過的《美國創新與競爭法案》承諾未來5年內投入約2500億美元用于芯片、人工智能、量子計算、半導體等關鍵科技研究領域。在國家項目計劃中,美國科學院基金項目中,截至2021年8月,包含重要數字技術關鍵詞的已立項項目數目巨大,如機器學習(大于3000項)、人工智能(1665項)、大數據(1286項)、物聯網(1112項)等;還有針對新技術的專項計劃,如2018年提出的“電子復興計劃”,旨在不斷推進6G項目等。

美國政府首推的是先進制造,提出依托新一代信息技術加快發展技術密集型的先進制造業。早在2012年,美國便開始國家制造業創新網絡計劃,籌備組建了多個制造創新中心,覆蓋了先進制造所涉及的芯片、柔性電子、生物制藥、機器人等各個領域。另外,美國本土企業在政府呼吁下,開展數字化轉型和先進制造業回流。例如,通用電氣公司(GE)以工業數據為核心,將工廠設備數據與企業業務數據進行整合,不斷構建出智能制造的數字化平臺,以及從客戶端到智能工廠生產一線,全方位的數字化生產體系。同時,美國政府推行多項政策,重振本土制造業,如鼓勵企業在美國本土建廠,增加美國公司外國子公司所得稅、增加當地就業補助等。2020年,福特公司關閉多家亞洲工廠后,在美國本土建造最大的自動駕駛和電動汽車生產基地。

2.德國數字經濟發展

德國也是較早開展數字經濟戰略的國家,主要依靠其制造強國的地位,在機械制造、電子技術工業及化工領域積累形成生產優勢。2020年數據顯示,德國數字經濟規模位列世界第三,歐洲第一,數字經濟占GDP比重超過66.7%,位列世界第一。由此可以看出,德國對于數字經濟的重視程度。

德國2011年4月首先提出了“工業4.0”戰略,希望利用數字化技術和工業4.0的巨大潛力來夯實德國制造的基石,從根本上推動了德國制造業數字化轉型。工業4.0的核心是“智能+網絡化”,基于網絡物理系統(CPS)構建智能工廠,實現智能制造,在CPS技術及產品和智能制造技術上處于世界領先地位。隨后,2014年,德國政府提出了《數字議程(2014—2017)》,旨在短期內通過挖掘數字化創新潛力促進經濟增長和就業,為工業4.0體系建設提供長久動力,也旨在打造一個數字化的未來社會,將德國建設成為數字強國。2016年,德國經濟與能源部發布《數字化戰略2025》,進一步明確了德國制造業轉型和構建未來數字社會的思路。

德國工業4.0側重傳統的制造領域,將互聯網技術與傳統工業制造相結合,提高生產效率。德國在制造業領域,尤其是精密儀器制造、模具設計、驅動系統制造、傳輸系統制造等核心領域具有雄厚的知識積淀和技術基礎。數據顯示,2018年,德國政府在研發領域投入約1050億歐元,占GDP比重已達3.13%;2025年,科技投入占比將高達3.5%,德國技術密集型商品貿易占全球貿易份額的11.5%。另外,德國中小企業在數字機構及尖端技術領域的研發成果顯著:在醫藥和信息通信技術領域的研發參與度均為59%,在測量及自動控制技術上的研發占比達到了79%。同時,德國高端制造發展成果顯著,德國計算機、電子和光學產品制造業發達,50%的歐洲產的芯片來自德國東部,尤其是薩克森州的德累斯頓地區。

另外,德國依托高端制造基礎,同時針對智能生產、智能制造,實現建設企業數字化運營的服務平臺,對其提供各種智能服務支持。以思愛普(SAP)公司作為德國智能服務軟件廠商代表,其重點發展數字服務平臺SAP S/4 HANA,這是一個基于大數據和混合云計算的應用服務平臺,充分體現了“數據—流程—平臺”的集中和統一。作為全球最大的ERP軟件公司,其通過不斷收購新公司和擴大業務范疇,在大數據技術、移動平臺技術、云平臺技術,以及物聯網技術等方面集成了智能服務軟件平臺。SAP公司的軟件正在為更多的企業進行數字化轉型提供軟實力和智能管理的保障。

3.英國數字經濟發展

英國作為第一次工業革命的發源地,享有“現代工業搖籃”的美譽。在數字經濟時代來臨之時,其同樣走在世界前列,積極打造世界數字之都,全面布局數字經濟發展。早在2009年,金融危機之后,英國就提出了“數字英國”計劃,力圖通過提高英國的數字基礎設施水平,促進數字技術的廣泛應用;同時采取了提高個人隱私數據保護力度、政府公共服務數字化水平、電子政務水平等一系列措施,這標志著數字化、發展數字經濟在英國第一次以國家頂層設計的形式開展。之后,英國先后出臺了《數字經濟法案》(2009)、《數字經濟戰略(2015—2018)》(2015)、《英國數字化戰略》(2017)、《國家數據戰略》(2020)等。另外,英國政府堅持發展與規范并重,從數據保護、網絡與信息安全、數字服務稅、競爭監管等多個方面出臺了系列制度和法案,不斷完善數字經濟的政策布局。

作為數字經濟領域的代表,英國是最早推進政府數字化的國家之一,早在2012年就推行了《政府數字戰略》,并發布了系列措施,通過數據驅動政府轉型與創新,應對數字政府建設中面臨的基礎設施、業務流程、人才招攬等問題,積極推動政府數據的開放共享,挖掘和釋放數據潛在價值。2008—2020年,英國稅務局使用數字工具鏈接來自30個來源、超過10億個數據項,額外增加30億英鎊的稅收,同時將政府網站作為政府各部門信息和服務的統一入口,形成一體化的數字化政務平臺,為個人、企業和政府部門提供便捷、高效的跨部門服務。

另外,英國的制造業數字技術采用率不斷提高,增材制造采用率約為28%,機器人采用率為22%,工業物聯網采用率約為12%,增強現實和虛擬現實采用率為7%,人工智能和機器學習采用率約為5%。在其他產業中,英國網絡零售持續發展,網絡零售占總零售比重持續增加,傾向網上購物的英國消費者比重增加到了46%。總體而言,英國著力完善數字經濟整體布局,以數字政務建設引領各個領域的數字化發展。

4.中國的數字經濟發展

我國數字經濟建設開始于2015年,以當年7月發布的《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》為開端。2016年11月,國務院發布了《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》,新增了數字創意產業。2017年,數字經濟第一次出現在政府工作報告中,這意味著數字經濟發展已經上升到國家戰略高度。

我國數字經濟早期發展得益于人口紅利的先天優勢,網民規模的高速增長助推互聯網行業快速崛起。依托于完整的工業體系和豐富的應用場景,我國數字經濟實現跨越式發展,規模穩步擴大,數字經濟大國地位逐漸鞏固。

目前,我國已建成門類齊全、獨立完整的現代工業體系。自2012年以來,我國制造業增加值穩居世界第一,我國是全世界唯一擁有聯合國產業分類中全部工業門類的國家。其中,鋼鐵、汽車、手機等220種以上制成品產量、進出口額連續多年位居世界第一。依托我國堅實的工業基礎和龐大的市場需求,工業互聯網蓬勃發展,已在40個國民經濟大類行業落地應用。數字化研發、智能化制造、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸、精益化管理得到推廣,數字基礎設施建設提速,高質量外網已覆蓋全國374個地級行政區。

巨大的國內市場為數字經濟發展創造了良好的條件。我國擁有14億人口形成的強大內需市場,中等收入群體在5億~7億人,網民規模巨大。另外,我國居民消費呈現明顯的高端化、智能化、服務化、個性化、綠色化、健康化趨勢,消費重點轉向提高生活品質的健康食品、新型消費電子產品、智能家居等物質產品和教育、文化、健康、旅游等現代服務,消費層次不斷提高。

黨中央高度重視數字經濟發展,將數字經濟上升為國家戰略。黨的十九大提出要建設網絡強國、交通強國、數字中國、智慧社會,加強數字經濟頂層設計;“十四五”規劃等國家戰略明確提出發展數字經濟的目標與任務;黨的二十大報告提出“要加快發展數字經濟,促進數字經濟和實體經濟深度融合,打造具有國際競爭力的數字產業集群”。我國先后出臺了《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》(2015)、《關于發展數字經濟穩定并擴大就業的指導意見》(2018)、《數字鄉村發展戰略綱要》(2019)、《關于深化新一代信息技術與制造業融合發展的指導意見》(2020)、《“十四五”數字經濟發展規劃》(2022)等。各地政府持續推動數字經濟戰略政策的落地實施,目前,31個省(區、市)出臺了數字經濟專項政策。國務院印發《促進大數據發展行動綱要》,國家發展改革委、工信部、中央網信辦聯合批復,同意在貴州、上海、京津冀、珠三角等8地啟動建設大數據綜合試驗區。

目前,我國已經正式實施《中華人民共和國數據安全法》和《中華人民共和國個人信息保護法》,為數字經濟發展提供了底線保障。為加快數據要素市場培育,還需進一步研究推進數據確權、交易流通、跨境流動等相關法規、制度的修訂工作,厘清政府、行業、組織等多方在數據要素市場中的權責邊界。另外,我國仍面臨著大數據核心技術受制于人的困境,高端芯片、操作系統、工業設計軟件等均是我國被“卡脖子”的短板,因此我國需要堅定不移走自主創新之路,加大力度解決自主可控問題,而這些也是我國未來數字經濟發展重要的努力方向。

1.1.3 數字經濟技術基礎

人類目前經歷了三次工業革命:第一次工業革命,是以瓦特蒸汽機應用為重要標志的“蒸汽機時代”;第二次工業革命,是以西門子的發電機和福特流水生產線為代表的“電氣時代”;第三次工業革命,則是以編程邏輯控制器和互聯網為代表的“信息時代”。被譽為第四次工業革命開始的“數字時代”,其發展最直接的驅動力是新的數字技術,其中包括了區塊鏈、大數據、人工智能、物聯網、3D打印、云計算、5G等。下面將簡單介紹相關技術及其特點和應用場景。

1.區塊鏈

區塊鏈是一種去中心化、不可篡改、可追溯、多方共同維護的分布式數據庫,能夠將傳統單方維護的、僅涉及自己業務的多個孤立數據庫整合在一起,分布式地存儲在多方共同維護的多個節點上,任何一方都無法完全控制這些數據,只能按照嚴格的規則和共識進行更新,從而實現了可信的多方信息共享和監督,避免了煩瑣的人工對賬,提高了業務處理效率,降低了交易成本。同時,區塊鏈技術結合了加密算法、共識機制、智能合約、演化博弈和分布式等技術,可以利用計算機語言實現,具有良好的擴展性。一個完整的區塊鏈具備以下五大特征。

(1)去中心化。區塊鏈技術不依賴額外的第三方管理機構或硬件設施,沒有中心管制,除了自成一體的區塊鏈本身,通過分布式核算和存儲,各個節點實現了信息自我驗證、傳遞和管理。去中心化是區塊鏈最突出、最本質的特征。

(2)開放性。除了交易各方的私有信息被加密外,區塊鏈的數據對所有人開放,任何人都可以通過公開的接口查詢區塊鏈數據和開發相關應用,因此整個系統信息高度透明。

(3)獨立性。區塊鏈中各節點平等獨立,相互之間無法施加影響。

(4)不可篡改。區塊鏈采用分布式技術記錄數據,即每個節點都有一個數據庫,只要超過半數的節點記錄沒被篡改,數據記錄就能恢復,不良節點無法隨意對整個系統進行操控,系統安全性高。

(5)匿名性。由于只需要依據固定的算法就能進行內部交易,系統可信任,各節點在參與交易時不需要公開自己的身份。

在數字經濟時代,區塊鏈快速發展并滲透到我國經濟的各個領域,在我國數字經濟發展中發揮了重要作用,主要體現在以下幾個方面。

(1)區塊鏈是奠定我國數字經濟發展基礎的關鍵技術。

區塊鏈能夠對數據進行確權,解決了物理世界中物品唯一性和數字世界中復制邊際成本為零的矛盾,實現了物理世界物品到數字世界的唯一映射問題。基于此,數字經濟價值得以順利傳遞和轉移。

(2)區塊鏈是促進產業生態融合創新的重要紐帶。

區塊鏈為產業鏈上下游各類主體間進行生產協同、信息共享、資源整合、柔性管理提供保障,從而促成經濟數字化轉型中最大限度地合作與共創,逐步實現分布式的、無邊界的資源配置模式和生產方式,帶動經濟發展降本增效,并極大促進跨界創新的產生。

(3)區塊鏈是打造可信數字化商業模式的保障。

區塊鏈技術可追溯、不可篡改的特征,能大大降低商業模式創新過程中產生的各類風險,消除居民數字化生活中存在的安全隱患;同時基于其信任體系保障,生活數字化轉型的領域和場景才能不斷擴大,為大眾創造更多數字化生活福利。

由于當前區塊鏈技術的應用成本相對較高,其主要還是應用在附加值較高的領域,如金融、數字貨幣、奢侈品、醫藥等領域。

2.大數據

大數據作為數字經濟發展到一定階段的產物,目前依然處于逐漸被認識、被挖掘和被應用的初始階段,并且當前對于大數據仍未形成統一的定義。從數據資源角度來看,大數據被定義為一種超越常規工具收集和處理極限的巨量數據集;從數據技術應用角度來看,大數據的采集、處理和分析等均以云計算、人工智能等先進技術為支撐,因此大數據主要體現為一種對海量數據進行存儲、處理和分析的新興信息技術。

大數據的四個基本特征(4V)是容量(Volume)、種類(Variety)、速度(Velocity)和價值(Value)。容量和種類強調大數據規模之大,速度強調大數據交互速度之快,價值強調大數據價值密度之低。除以上四個基本特征外,大數據還具有可變性(Variability)、準確性(Veracity)、可視化(Visualization)等特征。

隨著大數據及其技術的進步與發展,大數據在各領域、各行業的應用日趨普遍。在政務領域,利用大數據對所需的財政數據、管理數據等進行采集、分析和管理,可以提升行政管理能力、增強國家治理能力。在金融領域,運用大數據對金融數據進行采集、管理和分析,可以對資本的運營做出預測和決策。在營銷領域,利用社交大數據來收集和分析用戶數據,針對性地投放廣告、推送促銷信息等,更易于促成交易。在醫療領域,利用大數據來研究電子病例,診斷疾病、分析致病原因、優化治療方案等。在交通領域,利用物聯網和GPS等提供的大數據信息,預測路況擁堵狀況,提前做好車輛分流,解決交通擁堵等問題。

當前,大數據的發展極大地推動了數字經濟的繁榮,并使數字經濟的未來發展呈現出四大趨勢。一是以互聯網為核心的新一代信息技術正逐步演化為人類社會經濟活動的基礎設施,通過深度信息化改造和軟件定義等方式,與原有的物理基礎設施進行融合,通過虛擬空間與實體結合,人類突破了溝通和協作的時空約束,推動平臺經濟、共享經濟等新經濟模式快速發展。二是工業互聯網的構建將促進各種業態圍繞信息化、數字化的主線深度協作、融合,在完成自身數字化變革的同時,不斷催生新的業態,并使一些傳統業態走向消亡。三是在信息化理念和政務大數據的支撐下,政府的綜合管理服務能力和政務服務的便捷性持續提升,公眾積極參與社會治理,形成共策共商共治的良好生態。四是信息技術體系將完成蛻變升華式的重構,釋放出遠超當前的技術能力,從而使蘊含在大數據中的巨大價值得以充分釋放,帶來數字經濟的爆發式增長。

3.人工智能

人工智能(Artificial Intelligence)是研究利用計算機模擬人類智能行為的一門學科,屬于自然、社會和技術科學的三向交叉學科,涉及數學、計算機科學、仿生學等諸多學科。人工智能的核心技術包括計算機視覺、機器學習、自然語言處理、語音識別等,每一項核心技術都對應著眾多的學科分支。

縱觀人類社會技術進步的演進過程可以發現,技術研發、重組及應用需要經歷較長時間,技術系統越復雜,涉及的子系統越復雜,潛在的重組影響越深遠,取得技術突破則越困難。人工智能作為新一輪技術進步顯著的技術創新,其涉及的子系統比任意一種傳統技術創新都要復雜,同時也意味著其取得突破困難重重。經歷幾十年的發展演進,人工智能克服了諸多爭論、困難與挑戰,取得了巨大的突破,甚至在某些特定領域,其能力遠超人類,尤其是在數據存儲、調用、分析處理等方面表現出了強大能力,在特定危險情境下也表現出了極強的生存能力。

作為數字化技術中應用范圍最廣的一項技術,人工智能在數字經濟的發展過程中起到了中流砥柱的作用。人工智能在供給側能提升生產效率,開拓生產外沿;在需求側能拉動消費意愿,激發消費活力,實現供給和需求的有效匹配,提升了經濟運行和流通效率。在生產方面,人工智能能實現更加高效地配置生產要素,進而實現智能化生產、精準化排產、精細化分工、高效化管理。在消費方面,人工智能培育了新的消費習慣,滿足了消費升級的需求,使消費潛力得以釋放。在醫療領域,人工智能為解決醫療資源匱乏、醫療工作人員工作強度大等痛點,開發出能夠自動識別、自主確認的智能醫學影像信息系統。在交通領域,人工智能運用各類感知手段數字化重構產品使用、生產、維修等各個環節,能減少故障反應時間,甚至能避免事故發生。

4.物聯網

物聯網結合利用了射頻標簽等可以標識物體的技術與無線傳感網絡技術,其目的是構建一個覆蓋人與物、物與物的網絡信息系統,實現物與人、物與物之間的信息交換。物聯網上的每個“物”一般來說具有四種能力:標識能力、感知能力、通信能力、可控能力。標識能力是指可以對物聯網中的“物”進行標識,給出物品定義、名稱、方位等信息。感知能力是指物聯網中各種傳感器可以感知感興趣的數據,從而實現數據采集。通信能力是指將物聯網中感知到的數據傳輸到計算機,解決數據高速、穩定傳輸的問題。可控能力是指計算機根據用戶設計的程序來分析傳輸過來的數據,通過固定方式實現特有目的,即解決“物”的可控問題。由此可以將物聯網定義如下:物聯網是一種具有可標識物體、全面感知、可靠傳送、智能處理等特征的,連接世界萬物的特殊網絡,可以實現任何時間、任何地點、任何物體的連接。

物聯網的應用領域涉及社會生活的方方面面,在醫療、交通、物流、安防等基礎設施領域的應用,有效地推動了這些領域的智能化發展,使得有限的資源被更加合理地使用與分配,從而提高了行業效率、效益。

(1)智能醫療。

在智能醫療領域,新技術的應用必須以人為中心。而物聯網技術是獲取數據的主要途徑,能有效地幫助醫院實現對人和物的智能化管理。對人的智能化管理指的是通過傳感器對人的生理狀態(如心率、體力消耗、血壓等)進行監測,通過醫療可穿戴設備,將獲取的數據記錄到電子健康檔案中,方便醫生查閱。除此之外,通過射頻識別(RFID)技術能對醫療設備、物品進行監控與管理,實現醫療設備、物品可視化,還可以操控醫療機器人等自動化機器與設備,進行手術室消毒、醫療物資配送等。

(2)智能交通。

智能交通是物聯網技術重要的應用場景,利用信息技術將人、車和路緊密結合起來,幫助交通管理部門進行整體調度和優化,有效改善交通運輸環境、保障交通安全及提高道路資源利用率。物聯網技術的具體應用領域,包括智能公交車、共享單車、車聯網、充電樁監測、智能紅綠燈及智慧停車等。

(3)智慧物流。

智慧物流是指以物聯網、大數據、人工智能等信息技術為支撐,在物流的倉儲、運輸、配送等各個環節實現系統感知、全面分析及處理等功能。當前,物聯網在智慧物流中的應用主要體現在三個方面:倉儲檢測、運輸監測及快遞終端。另外,逐漸興起的“透明物流”,支持實時查看物品在物流中的位置,這也是物聯網的重要應用。

(4)智能安防。

目前,智能安防最核心的部分在于智能安防系統,該系統支持對拍攝的圖像進行傳輸與存儲,并對其進行分析與處理。一個完整的智能安防系統主要包括三大部分——門禁、報警和監控,行業中以視頻監控為主。目前,我國在智能安防產品和系統制造方面已經非常成熟,如生產攝像機的海康威視、大華等公司已走在世界的前列。

5.3D打印

3D打印技術,又稱添加制造技術,也稱增材制造技術或增量制造技術。根據美國3D打印技術委員會(F42委員會)公布的定義,3D打印是一種與傳統的材料加工方法截然相反,基于三維計算機輔助設計(CAD)模型數據,通過增加材料逐層制造的方式。3D打印涉及CAD技術、計算機輔助制造(CAM)技術、計算機數控(CNC)技術、先進材料技術等多種技術。3D打印應用的材料非常豐富,從尼龍、塑料到石膏、陶瓷再到金屬、樹脂,甚至還有活性生物材料。

與傳統制造相比,3D打印具有五個方面的優勢。

(1)數字制造:不依賴于模具和機械式的加工,僅依靠3D數字模型就能制成器件。

(2)降維制造:把三維的結構分解成二維層狀結構,然后逐層累加形成三維物品。因此,3D打印可以制造出任何結構復雜的零件,這是傳統制造技術難以實現的。

(3)堆積制造:3D打印遵循“從下而上”的堆積方式,這對于制造非勻質材料、功能梯度材料很有優勢。

(4)直接制造:不需要經過組裝、拼接等復雜過程,3D打印可將任何高性能、難成型的部件通過打印的方式一次性直接制造出來。

(5)快速制造:3D打印制造流程短、全自動、可現場制造,制造速度更快、效率更高。

目前,3D打印技術數字化應用發展迅速,應用場景不斷豐富,已用于建筑設計、工程施工、產品設計、模具制造、汽車部件制造等,應用到了航空、航天、航海、教育文化、影視傳媒、文化創意等領域,也應用到了骨科、牙科等醫療領域。隨著3D打印技術進一步發展和成熟,其將應用到更多的領域,這對于加速推進我國數字化制造進程具有重要意義和深遠影響。

6.云計算

云計算屬于分布式計算的一種,其最基本的概念是通過網絡“云”將巨大的數據交給由多部服務器組成的大型系統進行搜尋、計算、處理與分析,最后將處理得到的結果返給用戶。它的基本原理就是把一個個服務器或者計算機連接起來構成一個龐大的資源池,以獲得超級計算機的性能,同時保證了成本較低。云計算的可貴之處在于高靈活性、可擴展性和高性價比等,與傳統的網絡應用模式相比,其具有以下優勢與特點。

(1)大規模:分布式“云”一般具有相當的規模,依靠這些分布式的服務器構建起來的“云”能夠為用戶提供前所未有的計算能力。

(2)虛擬化技術:目前,云計算平臺的顯著特征在于借助軟件或者各種協議,達成資源的全方位調度。用戶借助虛擬平臺,可在任意位置使用各種終端獲取應用服務。

(3)高度安全和可靠:云計算中心在軟硬件層面采用了諸如多副本容錯、心跳檢測和計算節點同構可互換等措施來保障服務的高度穩定性和安全性;此外,它還在設施層面上的能源、制冷和網絡連接等方面采用了冗余設計來進一步確保服務的可靠性。

(4)自動按需服務:“云”是一個龐大的資源池,用戶可以支付不同的費用,以獲得不同級別的服務等。服務的實現機制對用戶透明,用戶無須了解云計算的具體機制,就可以獲得需要的服務。

(5)彈性擴展:云計算系統可以根據用戶的需求進行調整和動態伸縮,以適應用戶變化的需求;此外,云計算數據中心本身的超大規模能夠有效地滿足應用和用戶大規模增長的需要。

(6)極其廉價:“云”的通用性使資源的利用率較傳統系統大幅提升,因此用戶可以充分享受“云”的低成本優勢,通常只要花費幾百元、幾天時間就能完成以前需要數萬元、數月時間才能完成的任務。

云計算的發展有利于加快軟件和信息技術服務業發展,深化供給側結構性改革,推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合,加快現代化經濟體系建設。目前,在政府積極引導和企業戰略布局的推動下,經過社會各界共同努力,云計算已經成為我國數字經濟發展的重要支撐,成為推動數字經濟發展的重要驅動力。

7.5G

第五代移動通信技術(5th generation mobile communication technology,5G)是新一代蜂窩移動通信技術。它擁有低時延、低耗能、泛在網、速度快、萬物互聯的特點,其關鍵性能指標包含使用者體驗速率、端到端延時、連接數密度等。

根據國際電聯無線電通信部門(ITU-R)的定義,5G主要有三大應用場景,分別為增強型移動寬帶、高可靠低時延連接及海量物聯。增強型移動寬帶有兩個重要特點:一是將網絡波及的區域擴大到更廣泛的建筑體,二是提升了大量機器分析巨量數據的能力。這兩個重要特點使得終端用戶利用移動寬帶應用程序的感覺更加一致,仿佛身臨其境,具體應用場景如:擴大室內無線寬帶輻射范圍、增強現實/虛擬現實(AR/VR)、擴展移動計算等。在高可靠低時延場景下,5G的連接時延達 1ms級別,而且支持高速移動(500km/h)情況下的高可靠性(99.999%)連接。這一場景更多面向車聯網、工業控制、遠程醫療等特殊應用,這類應用在未來潛在的價值極高。對5G來說,海量物聯代表一個潛在的巨大的增長領域,用來支持需要高可靠性、超低延遲連接、具有較強安全性和可用性的應用場景,如無人機、自動駕駛、工業自動化、遠程醫療、智能電網等。

5G時代的到來,不但有助于重新打造更加高速穩定的信息基礎設施,而且可通過與人工智能、區塊鏈等技術的結合,助力數字經濟的發展。我國是世界人口大國,每天產生的數據信息是非常多的,5G的應用,讓我國的數字經濟擁有了更大的發展空間。在大數據的背景下,5G的出現,創造了更多的新技術,使人們在使用數字化的設備時擁有更多、更好的體驗,并且5G可推動虛擬技術的發展,使虛擬的場景與現實更好地結合。除此之外,在5G的影響下,我國的教育體制不斷改革,教學質量顯著提升,培養出許多具有過硬專業知識技能的人才,而這些人才便是促進數字經濟加快發展的重要推動力。隨著時代的不斷發展,我國為5G和數字經濟等創造了更大的生存發展空間,隨著5G的不斷更新、發展與應用,它將帶來被世界各國所認同的巨大效益。

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