当前,以人工智能、大数据、物联网为代表的新一代信息技术正深刻重塑全球制造业格局。对于矢志建设“制造强省”的地区而言,抓住新一轮科技革命与产业变革机遇,推动制造业向智能化、绿色化转型升级,已成为实现高质量发展的关键路径。在这一宏大进程中,计算机网络技术作为连接物理世界与数字世界的“神经系统”,其深度开发与创新应用,正为“智能绿色”制造提供着至关重要的底层支撑与核心动能。
一、 智能制造的网络基石:高效、可靠、协同
智能制造的核心在于数据驱动的精准决策与自主优化。从车间层的智能传感设备、工业机器人,到企业层的制造执行系统(MES)、产品生命周期管理(PLM),再到跨企业的供应链协同平台,海量数据需要在不同层级、不同主体间实时、安全、稳定地流动与处理。这离不开高性能、高可靠、低时延的工业网络。
计算机网络技术的开发,正聚焦于构建适应工业场景的新型网络体系:
- 工业互联网/工业物联网(IIoT)网络:通过开发支持海量设备接入、具备边缘计算能力的网络协议与架构(如TSN时间敏感网络、5G URLLC超可靠低时延通信),实现生产设备、物料、产品的全面互联与数据采集,为生产过程可视化、远程运维、预测性维护奠定基础。
- 工厂内网络融合与重构:推动传统工业总线、工业以太网与无线网络(如5G、Wi-Fi 6)的深度融合,开发统一的网络管理平台,实现“IT-OT”网络的真正融合,打破数据孤岛,支撑柔性生产线的快速重构与协同作业。
- 云-边-端协同计算网络:开发高效的边缘计算节点与云端数据中心之间的网络调度与数据协同机制。将实时性要求高的数据处理与分析下沉至网络边缘,将大数据模型训练、复杂仿真等任务交由云端,实现计算资源的最优配置,提升智能决策的实时性与准确性。
二、 绿色制造的数字化使能:监测、优化、循环
绿色制造强调在产品全生命周期中,最小化资源消耗与环境影响。计算机网络技术通过实现能源与资源的精细化、智能化管理,成为绿色制造的重要使能器。
- 全流程能耗与排放物联网监测网络:在工厂内部署广泛的智能电表、传感器网络,实时监测生产线、重点耗能设备的能耗数据,以及废水、废气排放数据,并通过网络汇聚至能源管理平台,实现能耗与排放的透明化、可视化。
- 基于数据的能效优化与调度:利用网络汇聚的实时数据,结合人工智能算法,开发智能能源管理系统。该系统可以分析生产计划、设备状态、能源价格等多重因素,动态优化设备启停策略、生产排程,甚至参与电网的需求侧响应,实现“削峰填谷”,显著降低综合用能成本与碳足迹。
- 支撑绿色供应链与循环经济:通过开发基于区块链、物联网的供应链追溯网络,实现原材料来源、生产过程、物流运输、产品使用乃至报废回收的全链条数据可信记录与共享。这不仅能提升供应链透明度,更能精准追踪产品的碳足迹,并为废旧产品的回收、拆解、再制造提供数据支持,促进资源的循环利用。
三、 技术开发的关键方向与路径建议
为使计算机网络技术更好赋能制造强省的智能绿色转型,需在以下方面重点着力:
- 核心技术攻关:加强面向工业场景的确定性网络、边缘计算、工业网络安全、工业数据建模与传输协议等关键技术的自主研发与创新。鼓励产学研合作,攻克“卡脖子”难题。
- 标准体系构建与融合:积极参与并主导工业网络、工业互联网标识解析、数据互操作等领域的标准制定。推动通信标准、工业标准与行业应用标准的协同与融合,降低企业集成复杂度与成本。
- 行业解决方案与示范推广:针对本省重点制造行业(如装备制造、电子信息、新材料、汽车等)的特点和痛点,开发可复制、可推广的智能绿色网络解决方案。建设一批标杆性的“5G+工业互联网”全连接工厂、零碳/近零碳工厂示范项目,以点带面,激发广大企业,特别是中小企业的转型动力。
- 生态体系培育与安全能力建设:培育涵盖网络设备商、软件开发商、系统集成商、安全服务商、制造企业的协同创新生态。将网络安全贯穿始终,开发覆盖设备、控制、网络、应用、数据的多层次纵深防御体系,筑牢制造系统的安全底线。
建设制造强省,智能与绿色是必须并举的两翼。计算机网络技术作为底层基础设施与赋能技术,其深度开发与应用,将如同为制造业安装上敏锐的“神经”和高效的“血管”,使生产更智能、更柔性、更高效,也使发展更低碳、更清洁、更可持续。唯有牢牢把握这一技术脉络,加强战略布局与协同创新,方能在这场面向未来的制造业竞赛中抢占制高点,将制造强省的宏伟蓝图转化为生动现实。