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關(guān)鍵詞:人工智能 優(yōu)選教材 考核方式內(nèi)容 手段 實踐
人工智能(Aritificial Intelligence,英文縮寫為AI)是一門綜合了應(yīng)用數(shù)學(xué)、自動控制、模式識別、系統(tǒng)工程、計算機科學(xué)和心理學(xué)等多種學(xué)科交叉融合而發(fā)展起來的的一門新型學(xué)科,是21世紀三大尖端技術(shù)(基因工程、納米科學(xué)、人工智能)之一。它是研究智能機器所執(zhí)行的通常與人類智能有關(guān)的職能行為,如推理、證明、感知、規(guī)劃和問題求解等思維活動,來解決人類處理的復(fù)雜問題。人工智能緊跟世界社會進步和科技發(fā)展的步伐,與時俱進,有關(guān)人工智能的許多研究成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用到國防建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)、國民生活中的各個領(lǐng)域。在信息網(wǎng)絡(luò)和知識經(jīng)濟時代,人工智能現(xiàn)已成為一個廣受重視且有著廣闊應(yīng)用潛能的前沿學(xué)科,必將為推動科學(xué)技術(shù)的進步和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮更大的作用。因此在我國的大中專院校中開展人工智能這門課的教學(xué)與科研工作顯得十分緊迫。迄今為止,全國絕大多數(shù)工科院校中的自動控制、計算機/軟件工程、電氣工程、機械工程、應(yīng)用數(shù)學(xué)等相關(guān)專業(yè)都開設(shè)了人工智能這門課程。南京郵電大學(xué)自動化學(xué)院自2005年成立至今,一直將“人工智能”列為自動化專業(yè)本科生的選修課程,到目前為止已經(jīng)有八年的歷史了。由于南京郵電大學(xué)是一所以郵電、通信、電子、計算機、自動化為特色的工科院校,因此,學(xué)校所開設(shè)的許多專業(yè)都迫切需要用人工智能理論和方法解決科研中的實際問題。在問題需求的推動下,南郵人經(jīng)過多年的努力工作,在人工智能科研方面取得了豐碩的成果,如物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院所開發(fā)的現(xiàn)代智能物流系統(tǒng)、自動化學(xué)院所開發(fā)的城市交通流量控制與決策系統(tǒng),為本課程的開設(shè)提供了典型的教學(xué)案例。我們結(jié)合近幾年的實際教學(xué)經(jīng)驗,從優(yōu)選教材、考核方式、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)手段的改進和實踐教學(xué)等方面對人工智能課程教學(xué)方法進行了總結(jié)歸納。
一、優(yōu)選教材
目前,國內(nèi)有關(guān)人工智能課程的中英版教材種類非常多,遵循實用、簡單、夠用的原則,再經(jīng)過授課老師和學(xué)生們的共同調(diào)研,我們選用由中南大學(xué)蔡自興教授主編的《人工智能及其應(yīng)用》第三版作為南郵本課程的授課教材。本書覆蓋的人工智能知識體系比較全面,包含知識表示、搜索推理、模糊計算、專家系統(tǒng)等。本書主要針對計算機、自動化、電氣工程等本科專業(yè)的學(xué)生所編寫,內(nèi)容基礎(chǔ),難度適中。蔡教授所編寫的這本教材全面地介紹了人工智能的研究內(nèi)容與應(yīng)用領(lǐng)域,做到了內(nèi)容新穎、簡單易懂、兼顧基礎(chǔ)和應(yīng)用,受到了全國廣大師生們的一致好評,多年的教學(xué)實踐證明我們所選擇的教材是恰當?shù)?、正確的。
二、考核方式
在全國大部分高等院校,“人工智能”這門課大都選擇開卷考試的方式來進行考核。為了強化學(xué)生對人工智能這門課基礎(chǔ)知識的掌握,南京郵電大學(xué)自動化學(xué)院選用閉卷考試的方式來進行考核。為了打消部分學(xué)生想在期末閉卷考試中通過作弊手段來完成人工智能這門課考核的僥幸心理,我們加強了對學(xué)生平時考勤成績、課下作業(yè)成績和實驗成績的考核,從而杜絕了“一紙定成績”的現(xiàn)象。我們對人工智能這門課的最后期末成績是按如下權(quán)重來劃分的:平時考勤成績占10%、課下作業(yè)成績占10%、實驗成績占20%、最后的期末考試卷面成績只占60%。為了克服國家現(xiàn)行教育體制的弊端,避免學(xué)生“機械式”地的應(yīng)對教學(xué)和考試,我們對考試題型進行了調(diào)整,不再是以往的填空、選擇、簡答等題型,而是改為以解決實際問題為導(dǎo)向的應(yīng)用題型為主,這樣學(xué)生只需要在理解授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上利用自己的思維來解題就可以了,這也體現(xiàn)了國家目前正在提倡的應(yīng)用型教學(xué)導(dǎo)向。
三、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整
對于本科生而言,人工智能這門課程所需要講授的內(nèi)容實在太多,由于課時所限,我們必須精簡教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識的同時,也能夠了解它的具體應(yīng)用。因此,我們將人工智能這門課程的教學(xué)內(nèi)容分為兩個部分:第一部分是基本理論和方法,包括人工智能的概述、知識表示方法、確定性推理方法等;第二部分為人工智能研究成果的具體應(yīng)用,包括神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)計算、模糊智能計算、專家知識庫系統(tǒng)、機器語言學(xué)習(xí)等。通過對教材內(nèi)容的合理調(diào)整和安排,使得授課計劃能夠比較全面地覆蓋了人工智能這門課程的基本知識點,從而滿足了學(xué)生們的求知需求。
四、教學(xué)手段的改進
(一) 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
經(jīng)過長時間的教學(xué)我們發(fā)現(xiàn),在選修“人工智能”這門課程時,每個學(xué)生的心中所想各有不同,這些學(xué)生在剛開始學(xué)習(xí)時興趣還比較強烈,但隨著教學(xué)內(nèi)容變得越來越抽象,學(xué)生逐漸對這本課的學(xué)習(xí)失去了信心,甚至上課時間不去聽課,使授課教師對教學(xué)也漸漸失去了信心,導(dǎo)致惡性循環(huán),嚴重影響了教學(xué)質(zhì)量。針對這種現(xiàn)象,我們認為,在開課前充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是很有必要的。我們要結(jié)合學(xué)校的實驗條件,開課前給學(xué)生演示“機器人醫(yī)療服務(wù)”實驗,通過該實驗的演示,讓學(xué)生們看到機器人能夠給病人提供多項人性化的服務(wù),理解人工智能技術(shù)在開發(fā)醫(yī)療服務(wù)機器人多項關(guān)鍵技術(shù)中的應(yīng)用,讓學(xué)生在開課前能夠?qū)Ρ菊n程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生極大的興趣,實踐證明這種方法是有效的。
(二) 借助多媒體教學(xué)
多媒體教學(xué)是現(xiàn)代教學(xué)過程中一種非常重要的形式,它往往根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生們的特點,通過合理的設(shè)計、選擇教材內(nèi)容,應(yīng)用公式、圖形、文字、視頻等多種媒體信息進行有機組合并通過電腦和投影機顯示出來,與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合,形成合理的教學(xué)過程結(jié)構(gòu),達到最優(yōu)化的教學(xué)效果。人工智能這門課具有針對性強、內(nèi)容抽象、公式繁瑣等特點,學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較困難,為了讓學(xué)生生動、形象地學(xué)習(xí)該課程,我們在教學(xué)過程中充分利用了多媒體技術(shù)來組織教學(xué)。例如在課堂教學(xué)過程中播放南郵自動化學(xué)院梁志偉博士帶領(lǐng)學(xué)生所開發(fā)的“智能足球機器人”比賽片段;讓學(xué)生在線觀看北京大學(xué)工學(xué)院謝廣明博士帶領(lǐng)學(xué)生所開發(fā)的“自主視覺機器魚”錄像片段等。在講解某些重要的求解算法時,借助Matlab軟件和投影機,直接展現(xiàn)該算法的求解過程,從而改善了課程教學(xué)的形式,提高了教學(xué)質(zhì)量。
(三)提倡課堂辯論
我們在教學(xué)過程中打破了傳統(tǒng)的“老師講課學(xué)生聽課”的教學(xué)模式,多次組織課堂辯論,辯論的主題包括人工智能研究過程中出現(xiàn)的技術(shù)困惑、人工智能研究成果轉(zhuǎn)化中的市場前景等。如組織了“電腦PK人腦”“電腦是否讓電視消失”“電腦的未來發(fā)展方向在哪里”等一系列辯論會。經(jīng)過激烈的辯論,無論正方還是反方都感覺自己收獲很大,增長了知識,開闊了眼界。在教學(xué)過程中通過將學(xué)生由“被動聽課”角色變換為“主動參與”角色,大大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,從而提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。
五、實踐教學(xué)
實踐教學(xué)是課堂教學(xué)不可缺少的重要組成部分,通過讓學(xué)生親自動手實驗來對理論知識進行檢驗和應(yīng)用是目前國內(nèi)外各個大學(xué)提高學(xué)生綜合素質(zhì)、增強學(xué)生市場競爭力的重要手段。人工智能實驗教學(xué)的目的是讓學(xué)生通過親自動手體會授課中的各種智能控制算法,從而使學(xué)生能夠更加形象地掌握課本知識。人工智能教學(xué)計劃安排了4學(xué)時實驗課,設(shè)置了“傳教士和野人過河”“機器人路徑規(guī)劃”這兩個人工智能問題,要求學(xué)生獨立完成這2個實驗題目的編程,并書寫實驗報告。通過實驗,學(xué)生動手實踐了課堂上所掌握的理論知識,加深了對智能算法的理解。
人工智能是一門實用性較強的課程,我們總結(jié)了近幾年來的教學(xué)經(jīng)驗,從優(yōu)選教材、考核方式、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)手段的改進和實踐教學(xué)五個方面對人工智能課程教學(xué)進行了總結(jié)。從學(xué)生的反饋來看,我們所總結(jié)的教學(xué)經(jīng)驗對于指導(dǎo)新教師講授“人工智能”這門課程具有積極的作用,需要指出的是,我們?nèi)杂泻芏嗖蛔阒?,需要在以后的教學(xué)過程中不斷努力完善,提高自己的教學(xué)能力,爭取更好的教學(xué)效果。
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關(guān)鍵詞:產(chǎn)業(yè)機器人;電氣自動化;技術(shù);應(yīng)用
在當今社會,人們正逐漸擴大產(chǎn)業(yè)機器人的使用范圍,由原來的配件生產(chǎn)、服裝制造以及食品加工等領(lǐng)域,開始探索新領(lǐng)域的應(yīng)用價值。由于產(chǎn)業(yè)機器人的投入使用,讓生產(chǎn)工序更加全面化、流程化,使得制造行業(yè)的生產(chǎn)效率穩(wěn)步提升,更符合我國社會經(jīng)濟體系發(fā)展的實際需求。電氣自動化的引入,能為產(chǎn)業(yè)機器人提供更好的技術(shù)支撐,兩者聯(lián)合應(yīng)用能夠開拓更為廣闊的市場前景。
1產(chǎn)業(yè)機器人的概述
產(chǎn)業(yè)機器人,又被稱為工業(yè)機器人,主要是通過計算機對各項電氣元件進行控制,以實現(xiàn)智能化操作的目的[1]。產(chǎn)業(yè)機器人最早的使用記錄可追溯至20世紀50年代,1961年,約瑟夫?恩格爾伯格和喬治?德沃爾兩位機器人科學(xué)家將發(fā)明的機器人“尤尼梅特”投入通用汽車公司的生產(chǎn)流水線中使用。雖然早期的產(chǎn)業(yè)機器人并不能進行復(fù)雜操作,僅能用于重復(fù)撿拾零配件,但這一事件成為了產(chǎn)業(yè)機器人應(yīng)用的開端,約瑟夫?恩格爾伯格也被尊稱為“機器人之父”。隨著第二次工業(yè)革命的發(fā)展,技術(shù)創(chuàng)新也為產(chǎn)業(yè)機器人帶來了重大變革。傳感器的使用讓產(chǎn)業(yè)機器人的可操作性得以加強;計算機技術(shù)的參與也擴大了產(chǎn)業(yè)機器人的能力范圍;人工智能的引入,使產(chǎn)業(yè)機器人的發(fā)展更上一個臺階。產(chǎn)業(yè)機器人由于可替代工人應(yīng)對各種繁重、枯燥的工作流程,適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境,因此,應(yīng)用領(lǐng)域也越來越寬廣。隨著各種高新技術(shù)的應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)機器人在動力機械與計算機后續(xù)發(fā)展中,衍生出全方位延伸人的智力與體力的新時代生產(chǎn)工具,這是實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、智能化、自動化的重要方式[2]。再加上其精準的操作性優(yōu)勢,可在制造過程中提高企業(yè)生產(chǎn)效率,并且逐漸降低人工成本,減少人力資源損耗,對提升企業(yè)效益、維持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展意義重大。
2電氣自動化技術(shù)中的概述
2.1電氣自動化技術(shù)。電氣自動化技術(shù)屬于工程技術(shù)中一門專業(yè),是由電氣信息領(lǐng)域引申出的一個新學(xué)科。早期的電氣自動化多應(yīng)用于電氣設(shè)備及電子行業(yè),電氣自動化通過對信息的搜集,使企業(yè)管理者能更好的了解和掌握企業(yè)的整體生產(chǎn)運營情況[3]。再加上與自動化相結(jié)合,就能在自動化控制和機電管理等高精尖行業(yè)中發(fā)揮出其巨大的潛能。通過對這項技術(shù)的不斷探索,電氣化自動技術(shù)的應(yīng)用也更加常見,由于其與工業(yè)生產(chǎn)和日常生活關(guān)系緊密,所以發(fā)展速度較快,目前已是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分之一。2.2電氣自動化技術(shù)設(shè)計重點。電氣工程及其自動化設(shè)計包含了硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個部分,安全性與先進性是其設(shè)計的關(guān)鍵所在[4]。在硬件設(shè)計上,首先要明確產(chǎn)品的實際用途,從使用環(huán)境、設(shè)備功能、操作流程等方面綜合考慮,在保證穩(wěn)定性和耐用性的前提下,將電氣自動化技術(shù)打造成適合制造需求的產(chǎn)品設(shè)備。在軟件設(shè)計方面,要體現(xiàn)出產(chǎn)品的簡便性,因為設(shè)備是供日常生產(chǎn)生活使用的,所以簡單、易上手的操作性是產(chǎn)品設(shè)計的主要目的;在制造過程中,還要充分考慮人性化的特點,提升控制者對設(shè)計方案的滿意度。將硬件與軟件合理結(jié)合,同時關(guān)注到安全性和先進性兩大重點,是電氣自動化技術(shù)設(shè)計的最終追求。2.3目前我國產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)現(xiàn)狀。雖然我國工業(yè)化起步較晚,在機器人研究領(lǐng)域和電氣自動化技術(shù)水平上落后于西方國家,但是我國投入了大量的人力、物力和財力,采取切實可行的對策,嘗試將人工智能應(yīng)用到電氣自動化領(lǐng)域當中,以改變原有落后的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)模式,實現(xiàn)電氣自動化的大范圍應(yīng)用[5]。隨著我國科技水平的進步和生產(chǎn)制造的革新,產(chǎn)業(yè)機器人與電氣自動化技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用已初見成效,有望在未來實現(xiàn)技術(shù)升級,改變現(xiàn)狀。
3產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用
3.1產(chǎn)業(yè)機器人的技術(shù)革新應(yīng)用。傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)機器人多從事單調(diào)、重復(fù)性較高的工作,引進電氣自動化技術(shù)后,可加強其運行穩(wěn)定、精確定位、復(fù)雜裝配等功能,實現(xiàn)傳感系統(tǒng)的升級。比如,提升產(chǎn)業(yè)機器人的觸覺傳感能力,使之接觸物體時更加敏感,靈巧性和能動性更好;強化視覺傳感功能,通過對周邊環(huán)境的溫感、光感、體感等因素綜合分析,辨別自身位置。根據(jù)實際使用需求,加裝聲吶、紅外、藍牙、GPS衛(wèi)星定位等技術(shù),使產(chǎn)業(yè)機器人突破傳統(tǒng)限制,為人類社會提供醫(yī)療手術(shù)、貨物配送或救援定位等服務(wù)支持。通過電氣自動化技術(shù)對產(chǎn)業(yè)機器人進行系統(tǒng)編程,還能充分發(fā)揮機器人內(nèi)部的各種元器件的組合效果,跳出傳統(tǒng)加工制造的思維限制,實現(xiàn)技術(shù)革新。3.2產(chǎn)業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域擴展。以往產(chǎn)業(yè)機器人多應(yīng)用在簡單的電氣控制、電氣設(shè)備管理以及工廠制造等領(lǐng)域。主要原因在于,技術(shù)條件制約了產(chǎn)業(yè)機器人的功能拓展,使其一再重復(fù)乏味的工藝流程。借助電氣自動化技術(shù)的幫助,產(chǎn)業(yè)機器人不僅可以提升在原有電氣行業(yè)中的影響力,而且還能擴大在其他領(lǐng)域的影響范圍。以電氣行業(yè)為例,電氣自動化技術(shù)可改變以前電氣設(shè)備連接復(fù)雜的困境,使用電氣控制器實現(xiàn)智能化管理,提供故障預(yù)警服務(wù)和自動排查功能,解決報修時人工逐一排查的難點;同時,集成電氣控制系統(tǒng),使自動化理念更好的融入產(chǎn)業(yè)機器人制造當中,實現(xiàn)真正的一鍵式智能管理。信息技術(shù)的不斷發(fā)展催生出各種新型的電氣自動化技術(shù),包括高精度運動控制、模塊化與嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計、高可靠性實時通信網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜設(shè)施設(shè)備系統(tǒng)仿真技術(shù)等[6]。將電氣自動化與醫(yī)療、配送、救援等多個領(lǐng)域相結(jié)合,也能提業(yè)機器人的跨領(lǐng)域服務(wù),如果穩(wěn)定性和安全性得到提升,還可以進一步拓寬市場應(yīng)用前景。3.3應(yīng)用于精密零部件制造。產(chǎn)業(yè)機器人與電氣自動化技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用,可保障精密零部件的加工質(zhì)量,提升制造業(yè)的現(xiàn)有加工水平。電氣自動化的使用能輔助產(chǎn)業(yè)機器人由簡單加工逐步走向深度研制,開發(fā)全數(shù)字開放式控制系統(tǒng),能正確測量零部件的大小、規(guī)格等數(shù)據(jù),實現(xiàn)精密零部件的批量生產(chǎn)。而且,二者的作用是相互的,產(chǎn)業(yè)機器人也能在制造期間通過前端反饋,完善電氣自動化技術(shù)的數(shù)據(jù)庫,在研發(fā)和制造過程中逐步提升行業(yè)水平。3.4培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)機器人的自學(xué)能力產(chǎn)業(yè)機器人和電氣自動化技術(shù)的聯(lián)合還能增強機器的自主學(xué)習(xí)能力。依托機器人—環(huán)境交互、人機交互等系統(tǒng)的技術(shù)支持,產(chǎn)業(yè)機器人能與外界環(huán)境協(xié)調(diào)聯(lián)系,執(zhí)行裝配、監(jiān)測或是較為繁雜的組合任務(wù)。通過云端服務(wù)器的連接,能更加自主化的判斷所處環(huán)境形勢,以適應(yīng)不同環(huán)境的工作需求。
4未來發(fā)展趨勢
4.1產(chǎn)業(yè)機器人的未來趨勢。從長遠的角度來看,產(chǎn)業(yè)機器人的應(yīng)用肯定會涉及到更多的領(lǐng)域,并且機器人的數(shù)量規(guī)模也會越來越大。伴隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異,產(chǎn)業(yè)機器人必然會在現(xiàn)有基礎(chǔ)上整合更多的技術(shù)功能,使用范圍變得更加專業(yè)性,分工也更加具體明細。從之前的單一重復(fù)操作到現(xiàn)在的精細化加工,由此可見,產(chǎn)業(yè)機器人的未來發(fā)展趨勢,會逐漸開始由單純的體力勞動角色向更多的腦力勞動角色轉(zhuǎn)型。4.2電氣自動化技術(shù)的未來趨勢。電氣自動化技術(shù)的發(fā)展也由當初傳統(tǒng)的電氣控制技術(shù)到如今的人工智能技術(shù),發(fā)展速度較快。而且隨著當前技術(shù)的發(fā)展,電氣自動化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、通信行業(yè)、仿真技術(shù)的聯(lián)系日益緊密,和計算機行業(yè)的聯(lián)系也逐漸增多,符合人類社會發(fā)展的技術(shù)需求。4.3實現(xiàn)全行業(yè)覆蓋。產(chǎn)業(yè)機器人與電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠體現(xiàn)出人機協(xié)作、自主化的優(yōu)勢。毋庸置疑是產(chǎn)業(yè)機器人未來必然會進入到一切原本以為人類才能夠進入的領(lǐng)域.從事非線性的工作,甚至在決策領(lǐng)域發(fā)揮作用[7]。除了已經(jīng)基本全面使用產(chǎn)業(yè)化機器人的農(nóng)業(yè)耕收、裝配制造以及食品加工等行業(yè)外,產(chǎn)業(yè)機器人已經(jīng)在新聞、醫(yī)療手術(shù)、航空航天這些行業(yè)接管了人類的部分日常工作,例如,自動即時短訊、提供精細化手術(shù)治療、提供航空航天對接幫助等等。因此在未來,機器人會逐步實現(xiàn)對人類社會全行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化覆蓋,為社會經(jīng)濟發(fā)展提供更好的服務(wù)。
5結(jié)語
產(chǎn)業(yè)化機器人屬于時展的產(chǎn)物,同時,電氣自動化技術(shù)經(jīng)過人類不斷的探索和實踐,從單一行業(yè)發(fā)展而來,并結(jié)合多項技術(shù)逐漸走向成熟。就目前狀況而言,二者相互融合已經(jīng)能夠各取所長,節(jié)省更多的的勞動力資源和時間成本,為人們提供更加高效、便捷的服務(wù)。不僅有利于實現(xiàn)技術(shù)的交融與變革,而且更有利于企業(yè)生產(chǎn)效率的提升,促進社會經(jīng)濟水平的發(fā)展。具備廣闊的未來應(yīng)用前景,能實現(xiàn)更多行業(yè)的技術(shù)專業(yè)化發(fā)展、精細化管理,朝著智能化社會的方向穩(wěn)步邁進。
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關(guān)鍵詞?演天津濱海新區(qū);3D打??;政策建議
中圖分類號?演F407 ?眼文獻標識碼?演A ?眼文章編號?演1673-0461(2013)12-0068-05
一、引 言
2012年4月,英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志刊載封面文章《第三次工業(yè)革命》,將 3D 打印作為第三次工業(yè)革命的重要標志。同一時期,美國《時代》周刊將3D打印列為“美國十大增長最快的工業(yè)”。這一系列標志性事件,將3D打印技術(shù)推上前臺,引發(fā)了世人的廣泛關(guān)注。
二、3D打印技術(shù)概況及產(chǎn)業(yè)特點
(一)3D打印技術(shù)概況
3D打印技術(shù)是指通過連續(xù)的物理層疊加,逐層增加材料來生成三維實體的技術(shù),綜合了數(shù)字建模技術(shù)、機電控制技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)與化學(xué)等諸多方面的前沿技術(shù)知識,具有很高的科技含量。與切削等材料“去除法”不同,3D打印技術(shù)的主要流程是應(yīng)用計算機軟件設(shè)計出立體的加工樣式,運用特定的成型設(shè)備,將粉末、液體、片狀等離散材料逐層堆積,“打印”出產(chǎn)品(如圖1所示), 因此又稱為添加制造(AM,Additive Manufacturing)。
3D打印技術(shù)常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域用于制造模型,現(xiàn)在正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,已經(jīng)有使用該技術(shù)打印而成的零部件。在汽車,航空航天、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、工業(yè)設(shè)計、建筑、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
(二)3D打印產(chǎn)業(yè)特點
雖然3D打印技術(shù)出現(xiàn)已有十幾年的歷史,但3D打印產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展階段的初期,業(yè)態(tài)尚不豐富,行業(yè)成熟度低,但未來的成長性非常好,從整個產(chǎn)業(yè)來看具有以下兩個特點。
產(chǎn)業(yè)鏈長,輻射帶動效應(yīng)顯著。3D打印產(chǎn)業(yè)涉及材料技術(shù)、信息技術(shù)、裝備制造、生產(chǎn)業(yè)等諸多領(lǐng)域。僅耗材一項,就包括7個大類30余種工藝設(shè)備、幾百種打印材料。產(chǎn)業(yè)應(yīng)用輻射面極廣,是制造業(yè)與服務(wù)業(yè)融合的典型產(chǎn)業(yè),能夠催生大批新興產(chǎn)業(yè)。無論是從技術(shù)還是應(yīng)用角度來看,3D打印相關(guān)技術(shù)及設(shè)備都屬于機械工程、自動控制、激光、計算機、新材料等多個領(lǐng)域的交叉融合。從產(chǎn)業(yè)鏈角度來看,3D打印技術(shù)領(lǐng)域與上下游相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域關(guān)聯(lián)十分緊密,帶動作用很強。
科技含量高,帶動制造業(yè)數(shù)字化變革。3D打印技術(shù)的應(yīng)用大大縮短了新產(chǎn)品研制周期,能夠迅速提升復(fù)雜零件的制造能力,使復(fù)雜模型的簡單直接制造成為可能。3D打印技術(shù)顯著提高了新產(chǎn)品投產(chǎn)的成功率,大大降低了新產(chǎn)品的研發(fā)成本。目前,一個預(yù)測觀點在產(chǎn)業(yè)界廣為流傳,觀點認為:未來的制造業(yè),人力、資金、設(shè)備等生產(chǎn)要素大規(guī)模集中化的工廠式生產(chǎn)方式將被摒棄,替代的將是更加靈活、所需要投入更少的3D打印生產(chǎn)方式。英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志將這種趨勢稱之為“社會化制造”,認為它將“與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動實現(xiàn)第三次工業(yè)革命”。
三、3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(一)國外3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
當前,全球正興起新一輪數(shù)字化制造浪潮。發(fā)達國家為解決其制造業(yè)競爭力下降的難題,倡導(dǎo)“再工業(yè)化、再制造化”戰(zhàn)略,提出智能機器人、人工智能、3D 打印技術(shù)是實現(xiàn)數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù),希望通過這三項數(shù)字化制造技術(shù)的突破,鞏固和提升其制造業(yè)主導(dǎo)權(quán)。3D打印技術(shù)隨著工藝、材料與裝備的逐漸成熟,引起了世界范圍的廣泛重視。美國是全球3D打印技術(shù)和應(yīng)用的領(lǐng)導(dǎo)者。2012年3月,美國在“全美制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”計劃中對3D打印產(chǎn)業(yè)作出重點部署。據(jù)美國權(quán)威3D打印行業(yè)咨詢機構(gòu)Wohlers提供的數(shù)據(jù),截至2011年底,全球3D打印機累計裝機臺數(shù)超過5萬臺,其中美國累計裝機臺數(shù)約占全球總量的50%,美國制造商所占全球市場份額超過70%。美國3D打印服務(wù)提供商Shapeways表示,他們已經(jīng)“打印”了75萬種產(chǎn)品,材料已經(jīng)涵蓋塑料、不銹鋼、銀、陶瓷和玻璃等。
除美國外,其他國家也在不斷加強3D打印技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用。澳大利亞在2013年制定了金屬3D打印技術(shù)路線;南非正在扶持基于激光的大型3D打印機器的開發(fā);日本著力推動3D打印技術(shù)的推廣應(yīng)用。表1為2011年各國和地區(qū)3D打印技術(shù)應(yīng)用的市場份額。
(二)我國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
我國3D打印技術(shù)研究起步較早,20世紀90年代初就開始對快速成形技術(shù)及設(shè)備進行研發(fā),初具產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。已有西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等多家研究單位自主開發(fā)了成形設(shè)備并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。其中,部分便攜式桌面3D打印機已具備國際競爭力,進入了歐美市場。我國是繼美國、日本、德國之后第四個擁有3D打印設(shè)備的國家。但總體看來,國內(nèi)缺乏能夠制造工業(yè)級3D打印機的企業(yè);一些核心部件,如激光器、光路系統(tǒng)等仍依賴國外技術(shù);打印材料單一,與國外材料的品種和性能等方面有差距;缺少原創(chuàng)性的3D打印新技術(shù)及裝備;應(yīng)用寬度和深度不夠,與量大面廣的產(chǎn)品制造進程相比,還不具備價格優(yōu)勢。
2012年10月,亞洲制造業(yè)協(xié)會聯(lián)合華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)等權(quán)威科研機構(gòu)和3D行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)成立了中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。鑒于3D打印技術(shù)的戰(zhàn)略意義,工信部、科技部也正在組織專家對我國3D打印技術(shù)的發(fā)展開展專項研究,制定規(guī)劃,在全國進行重點布局。
國內(nèi)部分地區(qū)正積極繪制3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展藍圖。2013年3月,江蘇省《江蘇省三維打印技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化推進方案(2013-2015年)》,并組建三維打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟,推進3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展。南京市與中國3D產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟簽署中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)總部基地和中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心合作協(xié)議,建設(shè)3D打印應(yīng)用中心、示范中心以及科普、教育、培訓(xùn)、加工等中心。武漢市搶先成立了“中國首個3D打印工業(yè)園”。東莞市將3D打印作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)寫入了2013年的《政府工作報告》。此外,成都、重慶、長沙、青島等地正在建設(shè)或籌建3D打印產(chǎn)業(yè)園。
(三)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
雖然3D 打印等數(shù)字化制造的核心技術(shù)仍處在發(fā)展的初級階段,產(chǎn)業(yè)還不成熟,但在產(chǎn)品設(shè)計、復(fù)雜和特殊產(chǎn)品生產(chǎn)、個性化服務(wù)等方面已顯示其獨特優(yōu)勢,產(chǎn)業(yè)鏈已初具出行,整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,其發(fā)展趨勢具有以下兩個特點。
市場前景廣闊,未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?D打印技術(shù)以操作簡單、成形精準、高效低耗等特點著稱,擁有廣泛的市場前景。據(jù)美國消費者電子協(xié)會最新的年度報告顯示,隨著汽車、航空航天、工業(yè)和醫(yī)療保健等領(lǐng)域市場需求的增加,3D打印服務(wù)的社會需求量將逐年增長,到2017年有望增長至50億美元。近20年來,3D打印產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模正以每年超過17%的速率遞增(如圖2所示),沃勒斯(Wohlers)最新報告顯示,2012年3D打印全球市場規(guī)模為22億美元,同比增長了29%;其中3D打印機的銷售量同比上升了25%,其中有38%產(chǎn)自美國,8.5%來自中國。
產(chǎn)業(yè)集中度不斷提升,壟斷形勢正在形成。美國上市公司3D Systems和Stratasys,Z Corpration公司、Solidscape公司以及德國的EOS公司、以色列 OBJET Geometries等公司,是目前全球3D打印產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。近幾年,3D打印設(shè)備制造企業(yè)正在一輪洗牌。美國Stratasys公司收購了OBJECT Geometries公司;3D Systems公司在2012年初收購了Z Corporation 公司和Vidar Systems公司。目前,Stratasys公司和3D Systems公司成為行業(yè)內(nèi)兩大巨頭,Stratasys公司2011年擁有41.5%的市場份額。表2為國際最主要的5個3D打印企業(yè)或研發(fā)團隊以及它們的技術(shù)優(yōu)勢。
四、天津濱海新區(qū)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)
天津濱海新區(qū)是新世紀我國改革開放的最前沿,近年來憑借區(qū)位、政策優(yōu)勢,發(fā)展勢頭迅猛,濱海新區(qū)具備發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)的良好基礎(chǔ):
一是具有相應(yīng)的研發(fā)基礎(chǔ)。天津市擁有“天津快速成形技術(shù)工程中心”和“天津市激光技術(shù)工程中心”等快速成形技術(shù)研發(fā)單位。其中天津快速成形技術(shù)工程中心是國內(nèi)最早開始此項業(yè)務(wù)的科研單位之一,在激光快速成形、快速制模、快速鑄造、快速測量、液壓及光機電產(chǎn)品開發(fā)、內(nèi)燃機工作過程仿真、強度和流場計算、光彈應(yīng)力分析、CAD/CFD /CAE/ CAM技術(shù)集成及產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計等方面擁有較強研發(fā)實力。同時河北區(qū)的快速模具創(chuàng)新研發(fā)基地、塘沽海洋高新區(qū)濱海國際工業(yè)設(shè)計園等產(chǎn)業(yè)園區(qū)等也提出聚集一批3D打印企業(yè)。
二是擁有一定市場規(guī)模。目前天津市電子信息、裝備制造、汽車、醫(yī)療器械、新能源、模具等行業(yè)對3D打印技術(shù)有一定的認知。全市已有超過200家企業(yè)應(yīng)用了3D打印技術(shù)。濱海新區(qū)在3D打印技術(shù)應(yīng)用方面的企業(yè),主要有霍尼韋爾、富士通、亞安科技、新巨升電子等企業(yè)。在3D打印技術(shù)研發(fā)方面的企業(yè),有濱海高新區(qū)天津微深科技公司、天津濱海雷克斯激光等企業(yè)。
三是具備產(chǎn)業(yè)鏈向下延伸優(yōu)勢。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,3D打印已經(jīng)逐步應(yīng)用于制造業(yè)的各個領(lǐng)域。從近十年3D打印設(shè)備下游應(yīng)用行業(yè)分布來看,個人消費品(以電子行業(yè)為主)和交通運輸設(shè)備占據(jù)主要份額;同時,醫(yī)療方面的占比在持續(xù)提升。而3D打印設(shè)備在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用也穩(wěn)中有升。而上述幾類產(chǎn)業(yè)正是濱海新區(qū)大力推進的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),3D打印技術(shù)服務(wù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)在新區(qū)發(fā)展,擁有廣闊的潛在目標客戶群,前景十分看好。
五、天津濱海新區(qū)發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)的政策建議
根據(jù)3D打印產(chǎn)業(yè)的特點和未來發(fā)展趨勢,結(jié)合濱海新區(qū)的實際情況,濱海新區(qū)推進3D打印技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,需要從以下幾個方面入手:
一是做好3D打印技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的頂層設(shè)計。通過深入調(diào)研區(qū)域內(nèi)醫(yī)療行業(yè)、食品業(yè)、汽車制造業(yè)、航空航天制造業(yè)等相關(guān)行業(yè)未來對3D打印應(yīng)用的市場需求,明確濱海新區(qū)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路,找出突破口,制定3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,編制濱海新區(qū)3D打印技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化推進方案,制定新區(qū)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖。
二是加強技術(shù)攻關(guān),促進產(chǎn)業(yè)化。設(shè)立3D打印技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化專項,開展相關(guān)軟件、工藝、材料、裝備、應(yīng)用、標準及產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)性攻關(guān)。推進建設(shè)3D打印技術(shù)與其他先進制造技術(shù)融合的新型數(shù)字化制造體系。重點圍繞3D打印工藝優(yōu)化和制件性能提升技術(shù)、高效打印制造技術(shù)、精度控制技術(shù)、符合材料零件制造技術(shù)、智能制造技術(shù)、超限制造技術(shù)、生物組織打印制造技術(shù)等技術(shù)領(lǐng)域,加大項目資助力度。設(shè)立3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資基金,探索稅收優(yōu)惠政策。
三是建設(shè)高水平研發(fā)轉(zhuǎn)化平臺。為促進3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟擬選擇10個工業(yè)城市集中建設(shè)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心,投資2 000萬元,地方政府按照1∶1配套扶持。濱海新區(qū)應(yīng)抓住這個機會,積極爭取創(chuàng)新中心落戶,借力亞洲制造業(yè)協(xié)會和中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,推動新區(qū)3D打印盡快走上產(chǎn)業(yè)化道路。同時,吸引清華、華中科技、西安交大、北航等研發(fā)機構(gòu)在新區(qū)設(shè)立研發(fā)基地、檢測試驗平臺,開展科研成果轉(zhuǎn)化,率先布局3D打印技術(shù)及服務(wù)聚集區(qū)。
四是組建3D打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟。依托天津市快速成型技術(shù)工程中心、天津市激光技術(shù)工程中心、天津大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)、天津濱海雷克斯激光、天津微深科技公司等高校、企業(yè),并邀請清華、北航、西安交大、華中科大、江蘇紫金電子、杭州先臨三維科技等3D打印技術(shù)研究和應(yīng)用的領(lǐng)軍者,組建濱海新區(qū)3D打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟。依托聯(lián)盟,策劃舉辦國家級3D打印高峰論壇,3D打印產(chǎn)業(yè)年度發(fā)展報告,舉辦產(chǎn)學(xué)研合作洽談會、研發(fā)成果信息會、企業(yè)需求對接會等,推動3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。
五是培育3D打印產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)。目前,濱海新區(qū)在3D打印方面關(guān)鍵裝備研發(fā)制造能力不足是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。因此,需要充分發(fā)揮濱海新區(qū)科技創(chuàng)新資源聚集優(yōu)勢,通過開展3D打印技術(shù)專題招商引智活動,吸引海外3D Systems、Stratasys、Solidscape、Shapeways、EOS等跨國公司,以及國內(nèi)南京紫金立德、湖南華曙高科、杭州先臨三維、深圳光韻達、北京隆源、上海聯(lián)泰、無錫飛而康等企業(yè),彌補新區(qū)在3D打印設(shè)備研發(fā)制造能力的不足。
六是進一步發(fā)揮試點示范的帶動作用。建設(shè)3D打印技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)示范基地,推動3D打印技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。重點在航空航天、汽車制造、醫(yī)療器械等領(lǐng)域分步驟、分層次開展示范應(yīng)用,形成通用性、標準化、自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用平臺,在示范過程中制定相關(guān)行業(yè)標準,加快推進濱海新區(qū)3D打印技術(shù)、產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用協(xié)同發(fā)展,探索和積累3D打印機的運營和管理經(jīng)驗。
七是促進 3D 打印技術(shù)的社會化推廣。從區(qū)域?qū)用娉霭l(fā),營造良好的3D打印技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展氛圍。強化3D打印方面的教育培訓(xùn),將 3D 打印相關(guān)技術(shù)納入相應(yīng)學(xué)科建設(shè)體系,加快培養(yǎng) 3D 打印技術(shù)相關(guān)人才。依靠相關(guān)行業(yè)協(xié)會、博覽會、論壇等組織形式來進行 3D 打印技術(shù)和應(yīng)用的培訓(xùn),并宣傳、推廣3D 打印技術(shù),使更多的人能夠接觸3D打印技術(shù),產(chǎn)生興趣,并逐步接受和使用相關(guān)技術(shù)。在科技館、文化藝術(shù)中心、青少年活動中心等公共機構(gòu)進行 3D 打印技術(shù)的展示、宣傳和推廣。發(fā)展 3D 打印服務(wù)機構(gòu),推廣 3D 打印技術(shù)應(yīng)用,為發(fā)展 3D 打印產(chǎn)業(yè)積累應(yīng)用經(jīng)驗。
六、結(jié) 語
近來,全球正在興起新一輪數(shù)字化智能化制造浪潮。發(fā)達國家為解決制造業(yè)競爭力下降難題,大力倡導(dǎo)“再工業(yè)化、再制造化”戰(zhàn)略,提出智能機器人、人工智能、3D 打印技術(shù)是實現(xiàn)數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù),并希望通過這三大數(shù)字化制造技術(shù)的突破,鞏固和提升其在制造業(yè)的主導(dǎo)權(quán)。雖然以3D 打印技術(shù)為首的數(shù)字化制造核心技術(shù)仍處在發(fā)展的初級階段,產(chǎn)業(yè)還不成熟,但在產(chǎn)品設(shè)計、復(fù)雜和特殊產(chǎn)品生產(chǎn)、個性化服務(wù)等方面已顯示出獨特優(yōu)勢。所以,我們應(yīng)充分認識智能制造、數(shù)字化制造對我國的深刻影響,在區(qū)域發(fā)展尤其是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式中,跟緊全球技術(shù)前沿,抓住這一制造業(yè)加快發(fā)展的機遇,深入研究以 3D 打印技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)為代表的新型數(shù)字化智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律,融入數(shù)字化智能化制造業(yè)發(fā)展浪潮,從而加快推動我國由“工業(yè)大國”向“工業(yè)強國”轉(zhuǎn)變。
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A Policy Research on the Regional Development of the 3D Printing Industry
——A Case Study of Tianjin Binhai New Area
Yang Zhao
(Binhai Research Institute in Tianjin,Tianjin 300456,China)
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用趨勢
Abstract: the content networking is regarded as the application of the Internet expansion, the application of innovation is the core of the development of the Internet content, the user experience as the core of innovation is the soul of the development of the Internet content. This paper mainly introduces the content in the application of network technology in the future now and will play a bigger role.
Keywords: things networking application trend
中圖分類號:TP393.4 文獻標識碼:A文章編號:
前言
Internet of Things(IOT),也稱為Web of Things。物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備,如傳感器、射頻識別(RFID)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù),實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程,采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息,與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人,所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接,方便識別、管理和控制。
物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)自從其誕生以來,已經(jīng)引起世界各國的巨大關(guān)注,并被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。
國內(nèi)外普遍認為物聯(lián)網(wǎng)的概念最早是由美國麻省理工學(xué)院 Ashton 教授于 1999 年提出的,其理念是基于射頻識別( RFID) 技術(shù)、電子代碼( EPC) 等技術(shù),在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上構(gòu)造一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng),即物聯(lián)網(wǎng)??梢姡锫?lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)、RFID 技術(shù)、EPC 標準,在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用射頻識別技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等,構(gòu)造了一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng)“Internet of Things”( 簡稱物聯(lián)網(wǎng)) 。此理念有兩層含義: 首先,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展; 其次,其連接終端延伸和擴展到了任何物體與物體之間,并能進行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)的核心是物與物以及人與物之間的信息交互,其基本特征可簡要概括為全面感知、可靠傳送和智能處理。
一、物聯(lián)網(wǎng)的鮮明特征
1、首先,它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器,每個傳感器都是一個信息源,不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實時性,按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息,不斷更新數(shù)據(jù)。
2、其次,它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng),通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸,由于其數(shù)量極其龐大,形成了海量信息,在傳輸過程中,為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時性,必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。
3、物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接,其本身也具有智能處理的能力,能夠?qū)ξ矬w實施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合,利用云計算、模式識別等各種智能技術(shù),擴充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù),以適應(yīng)不同用戶的不同需求,發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。
4、目前,由于網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵和應(yīng)用的不斷發(fā)展,加之不同研究機構(gòu)對于物聯(lián)網(wǎng)研究的角度和側(cè)重點不同,物聯(lián)網(wǎng)仍沒有一個權(quán)威和公認的標準定義。但從物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)特征分析可知,物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展到一定階段后的一種聚合性應(yīng)用與技術(shù)提升,它是各種感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動化技術(shù)的聚合、集成和應(yīng)用。因而被稱之為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)信息產(chǎn)業(yè)后的第三次革命性創(chuàng)新。
二、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
從 1999 年概念的提出到 2010 年的崛起,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)歷了 10 年的歷程,特別是最近兩年的發(fā)展極其迅速,已不再停留在單純的概念、設(shè)想階段,逐漸成為世界各國國家戰(zhàn)略、政策扶植的重點對象。表2所列是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程中的幾個關(guān)鍵時期及主要事件。
表2國際物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要事件
1、國外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概況
(1) 美國在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域具有領(lǐng)先優(yōu)勢
作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全球主要推動國,美國在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)上的優(yōu)勢正在加強與擴大。美國國家情報委員會在《2025年對美國利益潛在影響的關(guān)鍵技術(shù)》中,把物聯(lián)網(wǎng)列入6種關(guān)鍵技術(shù)之一,并在“智慧地球”計劃中將物聯(lián)網(wǎng)上升為國家戰(zhàn)略層面。美國國防部的“智能微塵”(SMART DUST)、國家科學(xué)基金會的“全球網(wǎng)絡(luò)研究環(huán)境”(GENI) 等項目的開展提升了美國的創(chuàng)新能力。目前由美國主導(dǎo)的 EPCglobal 標準在 RFID 領(lǐng)域中呼聲最高,德州儀器(TI) 、英特爾、高通、IBM、微軟在通信芯片及通信模塊設(shè)計制造上全球領(lǐng)先。美國物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、建筑、醫(yī)療、空間和海洋探索等領(lǐng)域投入應(yīng)用。
(2) 歐盟出臺系列政策促進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用
2009 年 6 月歐盟委員會了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動計劃》,提出歐盟政府要加強對物聯(lián)網(wǎng)的管理,確保歐盟在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展商的領(lǐng)先地位。同年9月又了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》,提出歐盟到2010年、2015年、2020年三個階段的物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)路線圖,并提出物聯(lián)網(wǎng)在航空航天、汽車、醫(yī)藥、能源等18個主要應(yīng)用領(lǐng)域和識別、數(shù)據(jù)處理、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)等12個方面需要突破的關(guān)鍵技術(shù)。目前,除了進行大規(guī)模的研發(fā)外,作為歐盟經(jīng)濟刺激計劃的一部分,歐盟物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在智能汽車、智能建筑等領(lǐng)域進行應(yīng)用。
(3) 日本國家戰(zhàn)略推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
2004年,日本政府提出了以發(fā)展泛在網(wǎng)絡(luò)社會為目標的“U-Japan”計劃,其戰(zhàn)略目標是實現(xiàn)無論何時、何地、何物、何人都可受益于 ICT 的社會。2009年將該計劃上升為“I-Japan”戰(zhàn)略。通過這些戰(zhàn)略,日本開始推廣物聯(lián)網(wǎng)在電力、交通、醫(yī)療、教育、環(huán)境監(jiān)測和災(zāi)難應(yīng)對等方面的應(yīng)用。
2、我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
(1) 各級政府部門相繼出臺物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃面對物聯(lián)網(wǎng)的巨大發(fā)展空間,我國制定了“十二五”發(fā)展規(guī)劃,將物聯(lián)網(wǎng)納入國家五大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),相關(guān)產(chǎn)業(yè)標準也正在緊鑼密鼓制訂之中。盡管對物聯(lián)網(wǎng)的理解還不統(tǒng)一,各地方政府面對萬億級市場以及中央出臺的一系列政策支持,長三角、珠三角、京津唐等各地政府緊急調(diào)研,紛紛把物聯(lián)網(wǎng)列入重點培育的新興產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)還被列為《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃( 2006-2020 年) 》和“新一代寬帶移動無線通信網(wǎng)”重大專項中的重點研究領(lǐng)域。[1]
(2) 江蘇無錫建立了國家傳感網(wǎng)中心
以江蘇省無錫市國家傳感網(wǎng)為中心,全國各地建成了一批物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)基地和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn),為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展奠定了扎實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。2010 中國國際物聯(lián)網(wǎng)博覽會上的《2009-2010 中國物聯(lián)網(wǎng)年度發(fā)展報告》稱,2009年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達 1 716 億元,預(yù)計 2010年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過 2 000 億元。至2015 年,中國物聯(lián)網(wǎng)整體市場規(guī)模將達到 7 500 億元,年復(fù)合增長率超過 30%,市場前景將遠遠超過計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信等市場。[2]
三、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的問題
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和市場潛力巨大。但是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)需要解決一系列問題,主要集中體現(xiàn)在核心技術(shù)、標準規(guī)范、信息安全、隱私保護、產(chǎn)品研發(fā)等方面。
1 核心技術(shù)有待突破
目前,物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和規(guī)?;瘧?yīng)用處于初始階段,其中,傳感器核心芯片和傳感器接入技術(shù)和中間件技術(shù)有待進一步發(fā)展。一是當前傳感器所能連接的通信距離受限,傳感器對外部工作環(huán)境指標要求較高,受外部環(huán)境影響較大。二是傳感器節(jié)點計算能力、存儲能力和通信能力不足,能量有限。
2 標準規(guī)范有待統(tǒng)一
標準是推動物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的保障,統(tǒng)一標準體系的缺乏將阻礙物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。目前,物聯(lián)網(wǎng)標準體系尚在建立,中國、美國、德國和韓國是世界物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域標準的重要制定國。ISO/IEC 在傳感網(wǎng)絡(luò)、IUT-T 在泛在網(wǎng)絡(luò)、IEEE 在近距離無線、IETF 在 IPv6 的應(yīng)用、3GPP 在 M2M 等方面紛紛啟動了相關(guān)標準研究工作。由于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展涉及國家間巨大利益,制定一種能被世界各國認可的統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)國際標準,難度很大,短期內(nèi)標準難以統(tǒng)一,規(guī)范協(xié)議難以形成。[3-4]
3 信息安全和保護隱私有待解決.
信息與網(wǎng)絡(luò)安全是要保證被保護信息的機密性、完整性和可用性。與互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)還存在一些特殊的安全問題。首先,物品的感知是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的前提,射頻識別是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)中的物與物、物與人之間互聯(lián)是通過 RFID ( 射頻識別) 、傳感器、二維識別碼和 GPS 定位等技術(shù)來自由地自動感知和獲取物品信息的。在數(shù)據(jù)處理過程中同樣存在隱私保護問題,如基于數(shù)據(jù)挖掘的行為分析等。因此要建立訪問控制機制,控制物聯(lián)網(wǎng)中信息采集、傳遞和查詢等操作,保證不會由于個人隱私或機構(gòu)秘密的泄露而造成對個人或機構(gòu)的傷害。[
四、結(jié)論
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是一個新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),目前在全球范圍內(nèi)尚處于起步階段,但機遇與挑戰(zhàn)并存,其未來的發(fā)展空間十分巨大。我國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與歐美等發(fā)達國家相比,仍存在一定的差距,但已經(jīng)具備一定的產(chǎn)業(yè)技術(shù)和應(yīng)用基礎(chǔ)。[7-8]今后應(yīng)重點在以下方面做出努力:
1、加大研發(fā)投入,突破核心和關(guān)鍵技術(shù)
在物聯(lián)網(wǎng)最核心部分的傳感網(wǎng)芯片的研發(fā)上,國內(nèi) RFID 仍以低端為主。高端產(chǎn)品多為國外廠商壟斷,80%以上的高靈敏度、高可靠性傳感器仍需要進口,高端技術(shù)缺乏無疑將對國際標準制定競爭產(chǎn)生影響。并嚴重削弱我國在該產(chǎn)業(yè)上的話語權(quán)。在傳感器及傳感器網(wǎng)絡(luò)、芯片等關(guān)鍵設(shè)備制造、海量數(shù)據(jù)處理等核心技術(shù)上,我國應(yīng)集中多方資源,協(xié)同開展物聯(lián)網(wǎng)重大技術(shù)攻關(guān)。
2、加快物聯(lián)網(wǎng)標準的制定
標準、成本和技術(shù)一直是業(yè)界公認的阻礙物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的三大問題。統(tǒng)一標準是促進產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的前提。標準化的缺失一直被認為是業(yè)內(nèi)制約物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一,因此,物聯(lián)網(wǎng)標準的制定和技術(shù)的研發(fā)同樣重要。目前,國內(nèi)提供物聯(lián)網(wǎng)最核心部分 RFID 服務(wù)的大部分都是國外廠商的集成商。這些公司都堅持著自己的標準。各系統(tǒng)間不能互聯(lián)互通。我國必須抓住時機,加強國際交流與合作,更多地積極參與國際標準的制定,掌握制定標準規(guī)范話語權(quán)。
關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù):企業(yè)決策:企業(yè)戰(zhàn)略
自2012年大數(shù)據(jù)被提及以來,大數(shù)據(jù)已經(jīng)越來越被各行各業(yè)研究人員及管理者所關(guān)注并重視。一個大規(guī)模生產(chǎn)、分享、應(yīng)用大數(shù)據(jù)的時代已經(jīng)開啟。對于大數(shù)據(jù)所蘊含的潛在大價值,瑞士達沃斯論壇(2012)上的《大數(shù)據(jù)大影響》明確指出,數(shù)據(jù)已成為一種全新經(jīng)濟資產(chǎn)類別,好比貨幣或黃金一樣;美國政府認為,大數(shù)據(jù)是未來新石油,一個國家擁有數(shù)據(jù)的規(guī)模、活性的大小及解釋運用能力將成為綜合國力重要組成部分,未來對數(shù)據(jù)的占有與控制甚至有可能將成為繼陸權(quán)、海權(quán)、空權(quán)之外國家的另一個核心資產(chǎn)。
在國內(nèi),大數(shù)據(jù)也得到國家政府、地方政府、企業(yè)及各類社會組織的高度重視。2014年,“大數(shù)據(jù)”首次被寫入中國《政府工作報告》:《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出,支持海量數(shù)據(jù)的存儲、處理技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化;廣東、上海等地政府則在積極籌劃大數(shù)據(jù)管理局,其他各地方政府,如四川、陜西等地也在籌劃大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)??梢詳嘌?,在未來,誰擁有了大數(shù)據(jù)以及對大數(shù)據(jù)的發(fā)掘處理能力,誰就將占領(lǐng)新一輪科技競爭和產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點。對于企業(yè)而言,誰掌握了大數(shù)據(jù)技術(shù),誰將是下一代企業(yè)的“王者”。
一、大數(shù)據(jù)的概念及內(nèi)涵
大數(shù)據(jù),到目前為止還沒有一個統(tǒng)一的定義。被譽為“大數(shù)據(jù)商業(yè)應(yīng)用第一人”的舍恩伯格指出,大數(shù)據(jù)的“大”并不是指數(shù)據(jù)本身絕對數(shù)量大,而是指處理數(shù)據(jù)所使用的模式“大”,盡可能地收集全面數(shù)據(jù)、完整數(shù)據(jù)、綜合數(shù)據(jù),同時使用數(shù)學(xué)計算方法對其進行分析、建模,挖掘背后相關(guān)關(guān)系,從而預(yù)測事件背后發(fā)生的概率。全球著名管理咨詢公司麥肯錫(Mckinsey&Company)將大數(shù)據(jù)定義為,“無法在一定時間內(nèi)使用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具對其內(nèi)容進行獲取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。”我國著名信息管理專家涂子沛認為,大數(shù)據(jù)中的“大”非實指,而是虛指,指的是人類通過科技手段有能力去發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中蘊藏的巨大價值,這才是“大”的真正內(nèi)涵。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比,大數(shù)據(jù)特征可以用4個V來概況(Volume、Variety、Value和Veloeity),即體量大、多樣性、價值密度低和處理速度快。海量、快速、多樣性和不確定性的特點以及呈幾何級數(shù)增長的速度與規(guī)模,給數(shù)據(jù)的收集、存儲、構(gòu)架、查詢、管理、利用等帶來更大的挑戰(zhàn),且前所未有。
大數(shù)據(jù)的核心價值是預(yù)測。大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵并不在于數(shù)據(jù)的“大”,而在于挖掘其中隱藏的大價值。把數(shù)學(xué)算法運用到海量的數(shù)據(jù)上,通過分析與某事物相關(guān)的所有數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)可以自動搜索出其中有價值的信號和模式,預(yù)測事情發(fā)生的可能性,進而作出準確研判。這種能力被視為人工智能,是大數(shù)據(jù)的核心。例如,在零售業(yè),對大數(shù)據(jù)的分析可以讓零售商實時掌握具體銷售動態(tài),迅速調(diào)整相關(guān)庫存,同時制定更加精準有效的營銷策略。當前,大數(shù)據(jù)已經(jīng)在醫(yī)療、教育、零售、交通運輸?shù)刃袠I(yè)得到應(yīng)用,它的開發(fā)和利用將深刻改變傳統(tǒng)行業(yè)的運作方式并大幅提高行業(yè)運作效率。未來,企業(yè)決策行為會日益基于數(shù)據(jù)分析而作出,大數(shù)據(jù)決策必將成為信息技術(shù)下一次重大突破的重要方向之一。
與此同時,利用大數(shù)據(jù)決策也將成為企業(yè)決策的必然。能夠被企業(yè)隨時簡易獲取的數(shù)據(jù),可以幫助、指導(dǎo)企業(yè)對企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)流程進行有效優(yōu)化,幫助企業(yè)作出科學(xué)決策。企業(yè)“智商。的基礎(chǔ)就是各式各樣各類的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)在重新定義企業(yè)“智商”同時,對企業(yè)核心資產(chǎn)同時也進行了重新定義,數(shù)據(jù)資產(chǎn)可以說必然成為現(xiàn)代商業(yè)社會的企業(yè)核心競爭力。
二、大數(shù)據(jù)對企業(yè)經(jīng)營決策影響分析
大數(shù)據(jù)就是信息時代的“石油”,可以這樣說,“數(shù)據(jù)興則企業(yè)興,數(shù)據(jù)強則企業(yè)強”。對企業(yè)而言,大數(shù)據(jù)時代的到來,將對企業(yè)經(jīng)營決策產(chǎn)生重大影響,甚至可以說是顛覆性影響。相關(guān)調(diào)研顯示,3/4的企業(yè)正使用大數(shù)據(jù)來支持營銷戰(zhàn)略、財務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略及人力資源發(fā)展戰(zhàn)略。來自于行業(yè)資深數(shù)據(jù)管理解決方案供應(yīng)商Stibo Systems的調(diào)查顯示,越來越多公司已經(jīng)認識到大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略決策的極為重要的支撐手段。
傳統(tǒng)企業(yè)決策程序,一般都要通過長時間的資料搜集、調(diào)查研究、分析論證、方案選擇與評估等幾個程序。但是,現(xiàn)代市場的激烈競爭客觀上要求企業(yè)能先他人動而動,迅速決策,實施戰(zhàn)略部署與推進,爭搶市場戰(zhàn)略制高點,最終在市場競爭中占有強有力的一席之地。但是,由于傳統(tǒng)決策程序的復(fù)雜,極有可能導(dǎo)致決策相對滯后,最終錯失發(fā)展良機。相對而言,在大數(shù)據(jù)時代,企業(yè)不僅要制定科學(xué)戰(zhàn)略決策,更要求決策程序高度簡化易行,即企業(yè)未來競爭將基于大數(shù)據(jù)決策的競爭。通過大數(shù)據(jù)應(yīng)用,實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的挖掘、分類、整合、分析,找出對決策有價值信息,并快速作出決策方案。
1.對決策主體的影響
大數(shù)據(jù)時代來臨,對企業(yè)決策主體的影響是顯而易見的。傳統(tǒng)的決策主體,因企業(yè)高管,即決策者擁有的數(shù)據(jù)具有相對壟斷性及數(shù)據(jù)可能的缺乏,企業(yè)經(jīng)營決策基本上依靠高管的思維與經(jīng)驗進行;在大數(shù)據(jù)時代,企業(yè)決策主體將不僅僅局限于高管,企業(yè)普通管理者及員工可以相對方便地獲得決策所需相關(guān)信息,決策能力在一定程度上可以說大幅增強,參與決策意愿也越來越強,決策在某種程度上可以說越來越傾向于依靠企業(yè)一線員工。此外,因民眾科學(xué)素養(yǎng)提升,特別是加上媒體宣傳與教育及企業(yè)決策相關(guān)數(shù)據(jù)的易獲性,普通民眾也可通過大數(shù)據(jù)參與決策??梢姡瑳Q策主體在大數(shù)據(jù)時代將從傳統(tǒng)的商業(yè)精英向社會大眾參與轉(zhuǎn)變。多元決策在大數(shù)據(jù)環(huán)境下將變得更加突出、更加重要,決策參與者將越來越廣泛且關(guān)系也更加復(fù)雜。全員參與將成為大數(shù)據(jù)背景下企業(yè)決策的重要特點之一。
2.對決策技術(shù)的影響
傳統(tǒng)上,企業(yè)決策一般依據(jù)決策所面臨風(fēng)險的大小而采取不同決策方式,如針對確定型決策,可以采用線性規(guī)劃法等,針對不確定型決策,一般采取大中取大、小中取大、最小最大后悔值法等。而大數(shù)據(jù)時代到來,對企業(yè)決策技術(shù)產(chǎn)生的影響也是顯而易見的,甚至可以說有可能顛覆傳統(tǒng)決策技術(shù),具體表現(xiàn)在三方面:一是基于云計算的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)。云計算作為管理、處理大數(shù)據(jù)的一種有效工具,可以為數(shù)據(jù)收集、整理、分析等提供技術(shù)上支撐,能夠有效幫助企業(yè)提升信息服務(wù)質(zhì)量,促進決策難題加速解決;二是大數(shù)據(jù)下的知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)可以有效提升決策質(zhì)量與決策速度。因大數(shù)據(jù)類型多且價值密度相對較低,可以通過建立面向半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化存儲數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn)方法、面向流數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn)方法以及多源海量信息的知識發(fā)現(xiàn)和知識融合技術(shù),找出隱藏其中的對提升決策有價值的信息。三是大數(shù)據(jù)下的決策支持系統(tǒng)?;诖髷?shù)據(jù)決策環(huán)境越趨的復(fù)雜性,相對于傳統(tǒng)受限于少數(shù)人群使用且不能利用分散于其他處的系統(tǒng)資源等傳統(tǒng)決策系統(tǒng),可在傳統(tǒng)決策系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行變革,就是通過大數(shù)據(jù)云計算技術(shù)建立適應(yīng)全員參與的決策方法,從而能夠適應(yīng)全員參與的大氣候。
3.對決策組織與文化的影響
大數(shù)據(jù)決策對企業(yè)組織及企業(yè)文化的影響將極為深遠,甚至可以說是重塑。在大數(shù)據(jù)時代,全員決策成為可能,事實上這將會對企業(yè)決策權(quán)力進行重新分配,而決策權(quán)變化必然會對傳統(tǒng)的決策組織及其文化帶來沖擊。在企業(yè)決策中,集中決策、分散決策的選擇和決策權(quán)分配問題是影響決策組織相關(guān)因素中兩項極為重要的因素。在大數(shù)據(jù)時代,企業(yè)面臨的相關(guān)環(huán)境將會越來越復(fù)雜,數(shù)據(jù)變化也會越來越快,對決策時效性要求必然會越來越高。在此形勢下,分散決策將成為必然,在決策權(quán)力的具體分配過程中,企業(yè)必須給予員工或企業(yè)利益相關(guān)者相關(guān)決策權(quán)力,以提高組織決策水平。而這對企業(yè)文化的影響是顯而易見的,主要體現(xiàn)在以下兩方面:一是對管理者決策思維模式的改變,改變傳統(tǒng)的以往收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù),然后進行決策的模式;二是創(chuàng)新企業(yè)文化。將企業(yè)文化從過去依靠經(jīng)驗決策轉(zhuǎn)向依靠數(shù)據(jù)決策,且將形成基于大數(shù)據(jù)形成“互聯(lián)網(wǎng)+決策”的全新模式。
4.對決策信息的影響
相對于傳統(tǒng)企業(yè)決策信息來源的單一性、狹隘性、局部性,在大數(shù)據(jù)時代,企業(yè)面對的數(shù)據(jù)信息將呈現(xiàn)幾何級增長,信息來源更廣、速度更快、渠道更寬、更新頻率更高且噪音更多。但是企業(yè)面臨的市場競爭環(huán)境變化也越來越快,競爭水平也越來越高,對信息質(zhì)量的要求必然會水漲船高,客觀上對信息的敏感度也會越來越高。在需要獲得高質(zhì)量決策背景前提下,相對于傳統(tǒng)決策所需的少量信息,如一般意義上的企業(yè)內(nèi)部信息、相關(guān)競爭者信息、消費者信息、行業(yè)發(fā)展信息等等,已經(jīng)遠遠不夠。若干看似不相干的信息,在大數(shù)據(jù)時代,都有可能對企業(yè)決策產(chǎn)生至關(guān)重要、不可忽視的影響。因此,企業(yè)需要的信息可以說要涵蓋與企業(yè)看起來貌似無關(guān)的信息。如生產(chǎn)啤酒的企業(yè)可能需要關(guān)注生產(chǎn)帳篷或生產(chǎn)輪胎的企業(yè)信息等等。在此類信息中,尤其是因偶然的、不可控因素導(dǎo)致的事件而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會源源不斷不斷發(fā)生,客觀上要求企業(yè)在數(shù)據(jù)收集、整理及分析上加快效率,充分挖掘信息價值并形成企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)。
三、未來,大數(shù)據(jù)與企業(yè)決策相伴而生
將來,數(shù)據(jù)將不再是簡簡單單的為決策服務(wù)的工具,大數(shù)據(jù)將和決策相伴相生,有大數(shù)據(jù)的地方就有決策的產(chǎn)生,甚至是不需要人類參與,大數(shù)據(jù)將根據(jù)之前人類設(shè)定好的參數(shù)自動化的制定策略,從而達到為人類服務(wù)的目的,當然,不管何時,都應(yīng)以人為本大數(shù)據(jù)應(yīng)以輔為主,可以看出,大數(shù)據(jù)對決策的影響是深遠的,不僅僅是在當下,在了解了大數(shù)據(jù)對決策的影響,才能為企業(yè)決策提供一個方向,慢慢的改變,慢慢的適應(yīng),這樣才能走的更遠。
1.樹立大數(shù)據(jù)思維意識
大數(shù)據(jù)時代的到來,對人類社會各個層面,特別是人們的決策思維帶來巨大的影響。一是看待大數(shù)據(jù)要用歷史的眼光。相對于農(nóng)業(yè)社會和工業(yè)社會,信息時代的生產(chǎn)要素與發(fā)展驅(qū)動力明顯不同,大數(shù)據(jù)、云計算的應(yīng)用將對社會發(fā)展產(chǎn)生前所未有革命性的顛覆性的影響,在推動社會進步的同時,對人的思維也將產(chǎn)生顛覆性影響,應(yīng)積極跟上。二是積極適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代,樹立大數(shù)據(jù)決策思維。大數(shù)據(jù)不僅僅是先進信息技術(shù)的外在表現(xiàn),更是對企業(yè)決策者世界觀、方法論的改造。在新形勢下,如若不及時轉(zhuǎn)變決策思維則會被時代說淘汰,要學(xué)會緊跟時代步伐,學(xué)會收集、分析、處理數(shù)據(jù),挖掘數(shù)據(jù)潛在大價值,全方位高效地實施決策。
2.正確認知大數(shù)據(jù)價值與效益
處于經(jīng)濟社會中的任何人都期望中大數(shù)據(jù)中盡快挖掘出意想不到的“大價值”。對于企業(yè)決策而言,就是通過各類數(shù)據(jù)分析解決企業(yè)面臨的困難或?qū)崿F(xiàn)價值增值。例如,非常經(jīng)典的“啤酒+尿布濕”案例即告訴企業(yè)決策者,大數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)貌似極不相干的事件之間可能存在某種必然的有價值的商機值得去探索。在這之中,不是簡單的看到二者之間的聯(lián)系,而是通過現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題存在的根本緣由,并通過緣由去發(fā)現(xiàn)新知識、新規(guī)律,事件相關(guān)性本身是無價值的。
3.大數(shù)據(jù)決策遠景美滿,但近期需謹慎
與世界上其他任何新生事物一樣,如交流電的廣泛應(yīng)用,大數(shù)據(jù)技術(shù)運用也將前途無限,因此,無須擔(dān)心大數(shù)據(jù)技術(shù)的市場前景。與其他信息技術(shù)一樣,大數(shù)據(jù)技術(shù)同樣遵循指數(shù)發(fā)展規(guī)律,即指經(jīng)過一段時間發(fā)展(通常要30年以上),且前期發(fā)展相對緩慢,經(jīng)過相當一段時間逐步積累(可能需要20年以上)會出現(xiàn)一個拐點,經(jīng)過該拐點后,則會出現(xiàn)暴發(fā)性增長。一般而言,暴發(fā)性增長一段時間后,最后進入良性發(fā)展穩(wěn)定階段或消亡。因此,展望歷史發(fā)展長河,大數(shù)據(jù)技術(shù)也僅僅是歷史長河中一朵浪花,對當前近年來的大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用可能還不能保存不切實際的幻想。
4.重視應(yīng)用大數(shù)據(jù)決策面臨的挑戰(zhàn)
當前,大數(shù)據(jù)技術(shù)仍不夠成熟,面對海量的、動態(tài)的、異構(gòu)的數(shù)據(jù),傳統(tǒng)數(shù)據(jù)決策技術(shù)還難以應(yīng)對,而現(xiàn)有技術(shù)效率低、成本高、不穩(wěn)定,應(yīng)用大數(shù)據(jù)進行決策還困難重重。具體而言,表現(xiàn)在以下幾方面:一是數(shù)據(jù)復(fù)雜性的挑戰(zhàn)。當前,知識的匱乏制約了人們對大數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建和方法的設(shè)計。運用大數(shù)據(jù)決策,還很難對所有不同類型、不同形式的數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)或規(guī)律作出準確判斷。二是計算復(fù)雜性的挑戰(zhàn)。對于PB級別以上的數(shù)據(jù),即使是傳統(tǒng)的線性計算方法也已經(jīng)顯得捉襟見肘,甚至是無效的計算。因此,運用大數(shù)據(jù)技術(shù)決策不可能像過去處理小數(shù)據(jù)那樣做全局性統(tǒng)計與分析,需要重新構(gòu)建全新的算法。三是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)復(fù)雜性帶來的挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)的處理對計算機運行系統(tǒng)提出了超前挑戰(zhàn),對于許多碎片化的信息處理與應(yīng)用大大增加了信息系統(tǒng)的復(fù)雜性,特別是在運行效率及能耗上。