搜索知識自動化，對于中國工業(yè)軟件行業(yè)究竟意味著什么?
2017-02-13 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
作者: 李義章 林雪萍
2013年5月,麥肯錫在其發(fā)布的一份名為《展望2025:決定未來經(jīng)濟的 12 大顛覆技術(shù)》的報告中將知識自動化(automation of knowledge work)列為第2順位的顛覆技術(shù),并預(yù)估其2025年的經(jīng)濟影響力大約在5.2-6.7億美元。在麥肯錫的報告中,知識自動化被簡單定義為:可執(zhí)行知識工作的智能軟件系統(tǒng),而索為作為一家長期致力于研發(fā)連接、驅(qū)動工業(yè)軟件的工程中間件的高科技公司對此作出了更具國內(nèi)行業(yè)背景的深入解讀。
一、工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)的失衡
盡管早在2010年,中國就已經(jīng)超過美國在產(chǎn)值上成為全球制造業(yè)第一大國,但平心而論,中國制造業(yè)實屬大而不強,目前仍處于工業(yè)化發(fā)展的中期階段,與西方發(fā)達國家比仍存在很大差距。工業(yè)技術(shù)體系水平較低、工業(yè)軟件領(lǐng)域缺乏話語權(quán)恰恰是中國制造業(yè)面臨的突出問題。
為何工業(yè)技術(shù)體系與工業(yè)軟件領(lǐng)域會成為中國制造業(yè)發(fā)展的短板呢?我們知道,信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展可謂現(xiàn)代工業(yè)體系前進的兩個輪子。近年來,中國在信息技術(shù)領(lǐng)域已取得了長足的進展,自主研發(fā)和引進了大量先進信息技術(shù),使高端制造業(yè)的信息化水平得到顯著提升;但在工業(yè)技術(shù)方面,中國卻依舊處在追趕階段---只因工業(yè)技術(shù)本身作為基于知識管理的應(yīng)用體系無法通過引進和購買來實現(xiàn)移植。譬如,在波音787研制過程用到的8000多種軟件,只有不到1000種軟件是我們可以買到的商業(yè)軟件,而嵌入了波音公司多年積累的工程技術(shù)方法的其余7000多種軟件是買不來的。這也就導(dǎo)致了信息技術(shù)的輪子大,工業(yè)技術(shù)的輪子小,工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)發(fā)展失衡的現(xiàn)狀,嚴(yán)重影響了工業(yè)化和信息化的深度融合。
如果將信息技術(shù)視為工具和手段,那么工業(yè)技術(shù)就是操作這些工具的方法和知識---就好比word是信息化,怎么在word里面寫文章是工業(yè)技術(shù)。當(dāng)工業(yè)技術(shù)缺乏信息技術(shù)的深度支撐,工業(yè)技術(shù)也就會呈現(xiàn)出經(jīng)驗性的、零散的、不成體系的特質(zhì);而這將使得我們在研發(fā)過程中,即便配備了大量IT工具,也依舊不得不大量依賴工程技術(shù)人員的經(jīng)驗和知識進行操作,讓工程科技人員普遍陷入“80%勞動,20%創(chuàng)造”的狀態(tài),進而極大地阻礙了工程技術(shù)的持續(xù)積累和發(fā)展。
與此同時,需要看到的國際現(xiàn)狀則是:在新一輪工業(yè)革命的背景下,西門子、達索等工業(yè)軟件巨頭通過不斷并購,向全產(chǎn)業(yè)鏈擴張,已建立起封閉的生態(tài)系統(tǒng)。目前,其工業(yè)軟件和平臺已經(jīng)覆蓋需求、設(shè)計、仿真、試驗、工藝、生產(chǎn)、制造、服務(wù)等大部分鏈條,且與工業(yè)控制系統(tǒng)實現(xiàn)了互聯(lián)互通和無縫對接,主導(dǎo)了新一輪制造業(yè)革命的核心工業(yè)平臺。由于中國高端制造業(yè)的CAD、CAE、PLM等基礎(chǔ)工業(yè)軟件幾乎全部被國外壟斷,特別是高端工業(yè)控制系統(tǒng)和數(shù)控裝備也大多數(shù)來自國外;這使得中國企業(yè)在參與制定智能制造工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時話語權(quán)十分有限,也意味著中國制造業(yè)工業(yè)平臺再次被國外壟斷的可能和風(fēng)險很大。
二、作為突破口的知識自動化
(一)知識自動化
在索為看來,面對上述工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)失衡的國內(nèi)制造業(yè)現(xiàn)狀,麥肯錫報告中提出的知識自動化卻很可能是中國制造業(yè)達致工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)深度融合的契機。
在工業(yè)領(lǐng)域,知識自動化能將工業(yè)技術(shù)進行數(shù)字化表達和模型化,并將其移植到工程中間件平臺,以便驅(qū)動各種軟件、硬件和設(shè)備,從而完成原本需要人去完成的大部分工作,將人解放出來去做更加高級、更具創(chuàng)造性的工作。同時,知識自動化還能通過對企業(yè)歷史數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)的深度挖掘,利用機器學(xué)習(xí)技術(shù)把經(jīng)驗性知識進行顯性化和模型化表達,進而實現(xiàn)工程技術(shù)知識的持續(xù)積累,實現(xiàn)工業(yè)技術(shù)驅(qū)動信息技術(shù),信息技術(shù)促進工業(yè)技術(shù)的雙向發(fā)展。這對于建立數(shù)字化的工業(yè)技術(shù)體系,以及促進工業(yè)化信息化深度融合具有十分重要的戰(zhàn)略意義。所以,知識自動化在被視為國內(nèi)制造業(yè)突破口的同時,更應(yīng)當(dāng)被視為知識表達和知識智能的一次重要變革---目前為止,只有它第一次實實在在地將知識直接輸出成了生產(chǎn)力,實現(xiàn)了人與機器的重新分工。
(二)工業(yè)軟件市場分析
一定程度上,工業(yè)軟件或可被視為工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)進行融合的直接產(chǎn)物。故而,在分析和討論知識自動化這一理念的提出與實施將會給工業(yè)軟件行業(yè)和國內(nèi)制造業(yè)帶來怎樣的突破與變革之前,索為首先梳理和描繪了工業(yè)軟件市場定位分布圖(見圖1)。
圖1 工業(yè)軟件市場定位分布圖(來源:北京索為系統(tǒng)技術(shù)股份有限公司)
圖中可見,有5類工業(yè)軟件廠商。其一是PLM軟件,以西門子、達索和PTC三大廠商為代表,他們基本壟斷了高端裝備制造CAD領(lǐng)域,并且憑借占有設(shè)計數(shù)據(jù)源頭的優(yōu)勢,大力開展和強化PLM(產(chǎn)品全生命周期)業(yè)務(wù),覆蓋從設(shè)計、工藝到制造的環(huán)節(jié),并通過大量并購,力求建立起完整的軟件生態(tài)系統(tǒng)。其二是各學(xué)科領(lǐng)域的建模、仿真分析軟件,以MSC、Ansys、LMS(已經(jīng)被西門子收購)、法國ESI集團、Samtech(已被西門子收購)等為代表。其三是以iSIGHT(已被達索收購)、Modelcenter等為代表的多學(xué)科優(yōu)化和設(shè)計自動化廠商。其四是面向資源管理和項目管理的軟件,比如SAP、用友、金蝶等ERP軟件,以及P6(被Oracle收購)、IRIS等軟件。其五是通用中間件軟件,主要解決管理信息系統(tǒng)的集成問題,如IBM、Oracle等。
通過上圖可以清晰地看到,各廠商主要集中在工具、系統(tǒng)和平臺三大領(lǐng)域,主要提供通用性、可復(fù)制型的產(chǎn)品和解決方案。在上層的業(yè)務(wù)領(lǐng)域即知識自動化領(lǐng)域,反而由于差異化大、市場分散、技術(shù)難度大,各類企業(yè)均涉足較少,也尚未形成壟斷性的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。需要指出的是,該領(lǐng)域所對應(yīng)的業(yè)務(wù)恰好亦對應(yīng)著不少國內(nèi)中小企業(yè)的迫切需求。
(三)知識自動化是中國發(fā)展工業(yè)軟件的突破口
如前所述,在工具、系統(tǒng)、平臺這些基礎(chǔ)和通用技術(shù)領(lǐng)域,廠商眾多,市場成熟;西門子、達索等國際工業(yè)軟件巨頭已經(jīng)形成排他、封閉和壟斷的生態(tài)系統(tǒng),這個領(lǐng)域已經(jīng)不利于創(chuàng)新技術(shù)的出現(xiàn),也不適合國內(nèi)中小軟件企業(yè)的生存和發(fā)展。而在工程中間件和知識自動化領(lǐng)域,各廠商涉足較少,故而正是中國發(fā)展工業(yè)軟件的良好土壤和市場突破口!(也正是基于以上對知識自動化的理解以及對工業(yè)軟件市場的分析判斷,索為才會在多年來一直堅持工程中間件的研發(fā)。)
索為理解的工程中間件是一種開放的工業(yè)軟件平臺,對下可以兼容集成各種工業(yè)軟件和設(shè)備,對上可以承載企業(yè)工業(yè)技術(shù)體系。當(dāng)前基礎(chǔ)工業(yè)軟件市場多廠并存,勢力均衡,工程中間件成為中國制定工業(yè)軟件集成平臺標(biāo)準(zhǔn)的一次重要機會。通過工程中間件的開放平臺,有利于建立開放生態(tài)環(huán)境,并促進規(guī)模性、群發(fā)性的工業(yè)技術(shù)體系建設(shè)。一旦在工程中間件平臺建立工業(yè)技術(shù)的知識自動化體系后,底層用誰的工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)已經(jīng)不重要,工業(yè)體系的技術(shù)安全和數(shù)據(jù)安全也可以得到有效保證;因此,索為深信:如果中國的工業(yè)軟件企業(yè)能在工程中間件領(lǐng)域自主研發(fā)出相應(yīng)的核心技術(shù),那么中國在即將到來的工業(yè)4.0浪潮中,將能夠在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、平臺和等技術(shù)層面掌握較大的話語權(quán)和主動權(quán)。
對于索為而言,上述思路的誕生其實借鑒了計算機和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展史。30年前的UNIX產(chǎn)業(yè),是一種從硬件到操作系統(tǒng)到應(yīng)用軟件的垂直產(chǎn)業(yè)模式,IBM、SUN、HP等廠商互不兼容,誰也無法統(tǒng)一市場;新興的微軟英特爾聯(lián)盟,則是硬件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件開放兼容的橫向模式。最終,微軟英特爾聯(lián)盟打敗了UNIX產(chǎn)業(yè),就因為橫向開放模式價格低、可替換、選擇豐富,產(chǎn)業(yè)規(guī)模也可以做大。再看最近十年的移動互聯(lián)網(wǎng)行業(yè),幾乎再次重演了這一規(guī)律---蘋果的垂直和封閉模式,只讓蘋果一家公司獨大;而Android這種兼容開放的生態(tài)系統(tǒng),則催生了一大批業(yè)界巨頭(從用戶量和行業(yè)規(guī)模上,Android生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)遠遠領(lǐng)先于蘋果的生態(tài)系統(tǒng))。本質(zhì)上看,工程中間件和知識自動化也是一種橫向開放的生態(tài)系統(tǒng)。如果能借鑒互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的模式,集中力量抓緊時間建立百萬量級的工程APP,形成整個制造業(yè)工業(yè)技術(shù)的知識自動化體系,那么中國的工業(yè)技術(shù)體系,將走出一條不同于西方國家的模式,真正實現(xiàn)工業(yè)技術(shù)的自主、可控與安全。
三、知識自動化的落地實踐
(一)知識自動化在美國
自1994年,波音公司便發(fā)起了數(shù)字化制造改革(DCAC/MRM),把飛機的數(shù)十萬個零部件全部數(shù)字化,同時采用模塊化而非零部件級的層級控制,形成了完全可控的數(shù)字化產(chǎn)品體系,并將大量的工業(yè)技術(shù)體系數(shù)字化,融合到企業(yè)工業(yè)軟件中,把信息化軟件的作用發(fā)揮到了極致。這項改革使得波音成為了制造業(yè)數(shù)字化的先驅(qū),也直接奠定了波音在飛機制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
2014年2月,美國總統(tǒng)奧巴馬正式啟動了作為實施“再工業(yè)化法案”中最為重要的數(shù)字化制造與創(chuàng)新中心;而該中心推出的第一個最大的項目就是:數(shù)字化制造的開源軟件代碼項目——“數(shù)字化制造公共平臺Digital ManufacturingCommons (DMC)”。DMC是一個開放性軟件平臺,通過提供基于知識自動化的服務(wù)平臺,大大降低知識工作者的設(shè)計難度,從而能將精力放在創(chuàng)新上。相信在美國的創(chuàng)新設(shè)計和再工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略中,我們會越來越多地看到DMC的身影。
(二)知識自動化在德國
在德國,西門子基本主導(dǎo)了工業(yè)軟件平臺的發(fā)展。2007年,西門子收購了美國UGS,使其獲得了三項舉足輕重的入場券:3D設(shè)計軟件UG-NX,產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件Teamcenter,數(shù)字化工廠裝配系統(tǒng)Tecnomatix。2008年,西門子收購了德國的Innotec,代表著虛擬工廠的廠房布局規(guī)劃及實際工廠的運行模擬成為可能。自2013年起,西門子試圖在虛擬設(shè)計工業(yè)軟件中,采用虛擬現(xiàn)實(VR)來實現(xiàn)人機的交互,先后收購了LMS、VRcontext和Tesis軟件。Tesis可以跟SAP軟件、Oracle數(shù)據(jù)庫無縫集成,使得西門子的工業(yè)軟件平臺可以自由地與其他軟件巨頭進行協(xié)同。2014年年底,西門子成功收購了Camstar,使其具備了對于工廠現(xiàn)場數(shù)據(jù)的強大分析能力。2015年6月,西門子正式推出Omneo PA性能分析軟件,提供大數(shù)據(jù)與云服務(wù)。2015年9月,在PLM大會上,西門子高調(diào)推廣Active WorkSpace,使得使用者隨時可以查看各種各樣的數(shù)據(jù)。
(三)知識自動化在中國
2006年起,索為便踏上了研發(fā)連接、驅(qū)動工業(yè)軟件的工程中間件(工業(yè)軟件操作系統(tǒng))的征程。一路上,索為基于知識自動化的理念,通過知識組件模型,建立了多個領(lǐng)域的知識自動化系統(tǒng),如飛機總體設(shè)計系統(tǒng)、導(dǎo)彈綜合設(shè)計系統(tǒng)、發(fā)動機集成設(shè)計系統(tǒng)、裝甲車輛總體設(shè)計系統(tǒng)、船舶綜合設(shè)計系統(tǒng)、雷達集成設(shè)計系統(tǒng)、核反應(yīng)堆協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)、工藝集成研發(fā)系統(tǒng)、基礎(chǔ)工藝數(shù)據(jù)庫等。目前為止,上述系統(tǒng)在航空、航天、兵器、船舶、電子、核電、汽車等領(lǐng)域的實際應(yīng)用已經(jīng)為索為贏得了良好的口碑;更重要的是,在實際應(yīng)用中,索為切實觀察到:這些知識自動化系統(tǒng)通過對設(shè)計分析工作的組件化和自動化,在提高設(shè)計品質(zhì)的同時大幅縮短了設(shè)計周期。
值得一提的是,2013年8月,中航工業(yè)在“統(tǒng)一IT架構(gòu)”的集團戰(zhàn)略中,決定采用索為的Sysware工程中間件以及知識自動化技術(shù),作為中航工業(yè)集成研發(fā)的統(tǒng)一框架,全面啟動了航空集成研發(fā)平臺的建設(shè)。這既是索為與中航強強聯(lián)合在集成研發(fā)領(lǐng)域的一次試水,同時也是中國工業(yè)軟件業(yè)在知識自動化領(lǐng)域的初航。
四、突破的契機:知識自動化與中國工業(yè)體系的對接
對于國內(nèi)的中小企業(yè)而言,他們既缺乏高端研發(fā)設(shè)計能力,也無法將自身的專業(yè)知識和經(jīng)驗數(shù)字化,更難以形成對專業(yè)技術(shù)的深度積累。反觀國內(nèi)大型企業(yè),企業(yè)內(nèi)部條塊化分割嚴(yán)重,缺乏工具和數(shù)據(jù)的整合能力,加之復(fù)雜工業(yè)技術(shù)體系具有內(nèi)容分散、學(xué)科交叉明顯、知識體系龐大等特點,大型企業(yè)也很難獨自勝任工業(yè)技術(shù)體系的構(gòu)建。因此,只有以政府為主導(dǎo)來建立知識自動化平臺,并系統(tǒng)性推動工業(yè)技術(shù)體系的建設(shè),才能真正抓住前述知識自動化所帶來的突破契機,才能讓知識自動化這一理念完成在中國工業(yè)體系內(nèi)的對接與落地;更不用說,這一平臺對于保障中國技術(shù)安全和數(shù)據(jù)安全有著顯而易見的戰(zhàn)略意義:
隨著中國與西方國家在工業(yè)4.0技術(shù)上的合作,西門子、達索等國際軟件巨頭已加快對中國制造業(yè)企業(yè),尤其是高端制造業(yè)工業(yè)軟件平臺的占領(lǐng)和滲透,給中國自主的工業(yè)軟件廠商以及各領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)服務(wù)廠商,都帶來了極大的市場競爭壓力。如果處于承上啟下位置的工業(yè)軟件平臺被國外工業(yè)軟件巨頭控制,中國大量中小工業(yè)軟件廠商、專業(yè)技術(shù)廠商乃至整個行業(yè),都將遭到致命打擊。
在這一背景之下,索為基于自身多年的實踐與觀察,認(rèn)為在以下三個方面若能得到政府的助力,必將有助于中國工業(yè)軟件實現(xiàn)知識自動化領(lǐng)域的真正突破:
(一)政府主導(dǎo)建立知識自動化平臺
知識自動化服務(wù)平臺的建設(shè)和運營非個別企業(yè)所能勝任,應(yīng)該由第三方產(chǎn)業(yè)促進機構(gòu)在整合國家部委、地方政府、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、骨干企業(yè)等多方優(yōu)勢資源和力量的基礎(chǔ)上,共同建設(shè)和運營,并在此基礎(chǔ)上探索和建立將個體技術(shù)知識通過平臺轉(zhuǎn)化為社會共性技術(shù)的激勵機制,通過云計算和服務(wù)化模式,在促進工業(yè)技術(shù)的沉淀和積累的同時,同步實現(xiàn)其社會服務(wù)性。
(二)加大對工程中間件的投入
工程中間件是支撐知識自動化的核心軟件平臺,也是控制工業(yè)軟件體系的戰(zhàn)略性平臺,具有研發(fā)投入大、周期長、難度高、見效慢等特點;因此,需要國家給予必要的政策和資金支持,并力爭在三到五年內(nèi),形成一個完全自主的、覆蓋制造業(yè)重要領(lǐng)域的行業(yè)通用性工程中間件:一方面,能夠?qū)Ω鞣N國外工業(yè)軟件進行連接和驅(qū)動;另一方面,可以不斷封裝和植入各領(lǐng)域工業(yè)技術(shù)和知識。
(三)為知識自動化建立配套的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
目前,知識自動化領(lǐng)域尚未形成壟斷局面,索為及其他國內(nèi)工業(yè)軟件企業(yè)已與國際相關(guān)企業(yè)有過激烈的競爭。令人遺憾的是,盡管索為在部分技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)走在了國際巨頭的前面,但卻苦于缺乏國內(nèi)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證而在品牌上輸給國際巨頭。故而,索為希望知識自動化相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)能在未來得到政府足夠的重視:政府應(yīng)同步建立起配套的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),比如驅(qū)動技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)技術(shù)模型化標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)等等---這既是中國建立知識自動化產(chǎn)業(yè)生態(tài)的關(guān)鍵,也將是國內(nèi)工業(yè)軟件企業(yè)開拓海外市場的重要籌碼!
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麥肯錫:預(yù)測2025年將出現(xiàn)的12大顛覆技術(shù)
麥肯錫發(fā)布了一項報告,里面研究了技術(shù)對未來經(jīng)濟影響程度。研究的對象是一些正在取得飛速發(fā)展、具有寬泛影響,且對經(jīng)濟影響顯著的技術(shù)。相反,那些過于遙遠的,僅能影響 1、2 個行業(yè)的,以及 2025 年之前不大可能實用化的技術(shù)(如混合動力),或者是雖然即將成熟但不夠大眾化的技術(shù)(如私人太空飛行)等則不在考慮范圍內(nèi)。
以下就是麥肯錫列舉的顛覆性技術(shù)及其潛在的經(jīng)濟影響程度(含消費者盈余在內(nèi),即消費者并未支付的因創(chuàng)新而獲得的價值),當(dāng)然,這種影響評估只是粗略的,不會像 GDP 數(shù)字那么具體。
下圖數(shù)字更具體一點:
如上表所示,麥肯錫認(rèn)為,未來 10 多年最具經(jīng)濟影響性的技術(shù)應(yīng)該是那些已經(jīng)取得良好進展的技術(shù)—如已經(jīng)在發(fā)達國家普及并在新興國家蓬勃發(fā)展的移動互聯(lián)網(wǎng);知識工作的自動化,比方說用計算機語音來處理大部分的客戶電話;物聯(lián)網(wǎng),比方說將傳感器嵌入物理實體中用來監(jiān)控產(chǎn)品在工廠的流動;以及云計算。按照麥肯錫的估算,到 2025 年,這些技術(shù)每一個對全球經(jīng)濟的價值貢獻均超過 1 萬億美元(即便是預(yù)測的下限)。
不過麥肯錫的報告中令人感興趣的預(yù)測是,一些比較性感的新潮技術(shù),如無人駕駛汽車、3D 打印、可再生能源等的經(jīng)濟影響相對較低。
這種炒作熱度(關(guān)于技術(shù)炒作可參見Garnter的技術(shù)炒作周期)與潛在經(jīng)濟影響力的失聯(lián)可以從下圖(縱向坐標(biāo)為炒作指數(shù),以過去 1 年發(fā)表的效果技術(shù)文章數(shù)衡量;橫向坐標(biāo)為潛在經(jīng)濟影響)看出。經(jīng)濟影響力最大的技術(shù)并非炒作最厲害的。在圖中,只有右上角的技術(shù)—移動互聯(lián)網(wǎng)是名符其實的,即炒作與經(jīng)濟影響力相當(dāng)。而相對而言,知識工作自動化、物聯(lián)網(wǎng)、云計算以及先進機器人技術(shù)就要低調(diào)許多。
以下就是這 12 項技術(shù)的關(guān)鍵摘要:
1、移動互聯(lián)網(wǎng)
價格不斷下降能力不斷增強的移動計算設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)連接
到 2025 年的影響力:
經(jīng)濟:3.7—10.8 萬億美元
生活:遠程健康監(jiān)視可令治療成本下降 20%
主要技術(shù)包括:
無線技術(shù)
小型、低成本計算及存儲設(shè)備
先進顯示技術(shù)
自然人機接口
先進、廉價的電池
關(guān)鍵應(yīng)用包括:
服務(wù)交付
員工生產(chǎn)力提升
移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用帶來的額外消費者盈余
2、知識工作自動化
可執(zhí)行知識工作任務(wù)的智能軟件系統(tǒng)
到 2025 年的影響力:
經(jīng)濟:5.2—6.7 萬億美元
生活:相當(dāng)于增加 1.1—1.4 億全職勞動力
主要技術(shù)包括:
人工智能、機器學(xué)習(xí)
自然人機接口 大數(shù)據(jù)
關(guān)鍵應(yīng)用包括:
教育行業(yè)的智能學(xué)習(xí)
醫(yī)療保健的診斷與藥物發(fā)現(xiàn)
法律領(lǐng)域的合同 / 專利查找發(fā)現(xiàn)
金融領(lǐng)域的投資與會計
3、物聯(lián)網(wǎng)
用于數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、決策制定及流程優(yōu)化的廉價傳感器網(wǎng)絡(luò)
到 2025 年的影響力:
經(jīng)濟:2.7—6.2 萬億美元,對制造、醫(yī)保、采礦運營成本的節(jié)省最高可達 36 萬億美元
主要技術(shù)包括:
先進、低價的傳感器
無線及近場通訊設(shè)備(如 RFID)
先進顯示技術(shù)
自然人機接口
先進、廉價的電池
關(guān)鍵應(yīng)用包括:
流程優(yōu)化(尤其在制造業(yè)與物流業(yè))
自然資源的有效利用(智能水表、智能電表)
遠程醫(yī)療服務(wù)、傳感器增強型商業(yè)模式
4、云
利用計算機軟硬件資源通過互聯(lián)網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)
到 2025 年的影響力:
經(jīng)濟:1.7—6.2 萬億美元 ,可令生產(chǎn)力提高 15-20%
主要技術(shù)包括:
云管理軟件(如虛擬化、計量裝置)
數(shù)據(jù)中心硬件
高速網(wǎng)絡(luò)
軟件 / 平臺即服務(wù)(SaaS、PaaS)
關(guān)鍵應(yīng)用包括:
基于云的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及服務(wù)交付
企業(yè) IT 生產(chǎn)力
5、先進機器人
具備增強傳感器、機敏性與智能的機器人;用于自動執(zhí)行任務(wù)
到 2025 年的影響力:
經(jīng)濟:1.7—4.5 萬億美元
生活:可改善 5000 萬截肢及行動不便者的生活
主要技術(shù)包括:
無線技術(shù)
人工智能 / 計算機視覺
先進機器人機敏性、傳感器
分布式機器人
機器人式外骨骼
關(guān)鍵應(yīng)用包括:
產(chǎn)業(yè) / 制造機器人
服務(wù)性機器人—食物準(zhǔn)備、清潔、維護
機器人調(diào)查
人類機能增進(如鋼鐵俠)
個人及家庭機器人—清潔、草坪護理
6、自動汽車
在許多情況下可自動或半自動導(dǎo)航及行駛的汽車
2025 年的影響力:
經(jīng)濟:0.2—1.9 萬億美元
生活:每年可挽回 3-15 萬個生命
主要技術(shù)包括:
人工智能、計算機視覺
先進傳感器,如雷達、激光雷達、GPS
機器對機器的通信
關(guān)鍵應(yīng)用包括:
自動汽車及貨車
7、下一代基因組
快速低成本的基因組排序,先進的分析,合成生物學(xué)(如”寫“DNA)
到 2025 年的影響力:
經(jīng)濟:0.7—1.6 萬億美元
生活:通過快速疾病診斷、新藥物等延長及改善 75% 的生命
主要技術(shù)包括:
先進 DNA 序列技術(shù)
DNA 綜合技術(shù)
大數(shù)據(jù)及先進分析
應(yīng)用包括:
疾病治療
農(nóng)業(yè)
高價值物質(zhì)的生產(chǎn)
8、儲能技術(shù)
存儲能量供今后使用的設(shè)備或物理系統(tǒng)
到 2025 年的影響力:
經(jīng)濟:0.1—0.6 萬億美元 ,到 2025 年 40%-100% 的新汽車是電動或混合動力的
主要技術(shù)包括:
電池技術(shù)—鋰電、燃料電池
機械技術(shù)—液壓泵、燃氣增壓
先進材料、納米材料
關(guān)鍵應(yīng)用包括:
電動車、混合動力車
分布式能源
公用規(guī)模級蓄電
9、3D打印
利用數(shù)字化模型將材料一層層打印出來創(chuàng)建物體的累積制造技術(shù)
到 2025 年的影響力:
經(jīng)濟:0.2—0.6 萬億美元
生活:打印的產(chǎn)品可節(jié)省成本 35-60%,同時可實現(xiàn)高度的定制化
主要技術(shù)包括:
選擇性激光燒結(jié)
熔融沉積造型
立體平版印刷
直接金屬激光燒結(jié)
關(guān)鍵應(yīng)用包括:
消費者使用的 3D 打印機
直接產(chǎn)品制造
工具及模具制造
組織器官的生物打印
10、先進材料
具備強度高、導(dǎo)電好等出眾特性或記憶、自愈等增強功能的材料
到 2025 年的影響力:
經(jīng)濟:0.2—0.5 萬億美元
生活:納米醫(yī)學(xué)可為 2025 年新增的 2000 萬癌癥病例提供靶向藥物
主要技術(shù)包括:
石墨烯
碳納米管
納米顆?！缂{米級的金或銀
其他先進或智能材料—如壓電材料、記憶金屬、自愈材料
關(guān)鍵應(yīng)用包括:
納米電子、顯示器
納米醫(yī)學(xué)、傳感器、催化劑、先進復(fù)合物
儲能、太陽能電池
增強化學(xué)物和催化劑
11、先進油氣勘探開采
勘探與開采技術(shù)的進展可實現(xiàn)經(jīng)濟性
到 2025 年的影響力:
經(jīng)濟:0.1—0.5 萬億美元,2025 年每年可額外增加 32—62 億桶原油
主要技術(shù)包括:
水平鉆探
水力壓裂法
微觀監(jiān)測
關(guān)鍵應(yīng)用包括:
燃料提取能源,包括頁巖氣、不透光油、燃煤甲烷
煤層氣、甲烷水汽包合物(可燃冰)
12、可再生能源—太陽能與風(fēng)能
用清潔環(huán)保可再生的能源發(fā)電
到 2025 年的影響力:
經(jīng)濟:0.2—0.3 萬億美元,到 2025 年每年可減少碳排放 10-12 億噸
主要技術(shù)包括:
光伏電池
風(fēng)力渦輪機
聚光太陽能發(fā)電
水力發(fā)電、海浪能
關(guān)鍵應(yīng)用包括:
發(fā)電
降低碳排放
分布式發(fā)電
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