业界认为从数字化走向人工智能要经历六大阶段:数字化、互(物)联网、大数据与信息化、专用人工智能、通用人工智能和超级人工智能,本文将数字技术(Digital Technique)与人工智能技术(AI Technique)合称为数字智能(DAT)技术,将数字孪生、5G、AR虚拟现实、云计算、SDN/NFV、物联网、大数据、工业互联网等10余种技术纳入具体的每个演进阶段,整体展望未来5年DAT演进趋势。

未来我国数字经济的发展要着眼趋势,努力向人工智能经济迈进,由图可以看出,未来5年,全球主流科技与经济的发展形态将处在数字经济与人工智能经济交替发展的阶段,专用人工智能开始渗透进入各行各业,工业自动化、数字经济将推动人工智能发展,而数字经济、工业经济在人工智能的反哺推动下也会加速发展,因此需要对人工智能经济提前布局,充分借助人工智能相关技术进一步提升我国数字经济的国际竞争力,并在数字经济领先的基础上,提前布局基于数字经济的人工智能经济的优势。

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图 社会科技进步与经济形态演进关系的RSE模型示意图

趋势一:工业数字孪生将成为两化融合走向三化融合的基础

全球工业4.0大环境下,工业化呈现出从工业化与信息化两化融合向工业化、信息化、智能化三化融合演进的趋势,“三化”分别代表工业经济、数字经济和人工智能经济三大阶段,三大阶段在我国工业领域融合交替发展。

数字孪生最先在精密制造领域得以使用,尤其是在复杂精密系统的工业设计领域,用于产品设计仿真和模拟制造。传统的两化融合是推进我国计算机技术、软件系统、管理流程化在传统工厂的应用,并没有触及到完整的数字孪生工厂系统;而如果要深入推进智能制造,工厂的制造活动将全部生产活动纳入数字化范畴,从客户订单、研发设计、材料采购供应、生产制造流水线到经营管理、市场营销等全部打通,形成系统自动运行,车间工业机器人自动在流水线作业,再结合工业互联网,客户订单全程进度状态可视化,实现零库存、成本达到最优模式。当前人工智能的发展将加速我国两化融合向三化融合迈进,并将加速我国工业化从中低端迈向中高端。

趋势二:智慧城市的顶层设计从“2维”走向“6维”

当前,全国已有500多个城市开展了智慧城市顶层设计或试点工作,但是多数设计是2维的实施架构:第一维是“数据”,第二维是“人”,即通过政务信息化、数据集成打通,实现便民服务,提高政务效率。智慧城市未来将空间规划与信息系统规划相结合,实现包含智慧城市规划的多规合一,面向人工智能的3层空间规划:地下交通、地下综合管廊空间;地上人的居住、办公、生活、休闲、绿地空间;城市上空的城市空气环境、风道与无人机空间。

智慧城市不是一蹴而就,也不是一个“底层感知+中层数据交互+上层应用”的3层空框架,它是面向人工智能普及应用的6维的长期演进,当前的智慧城市顶层设计大部分停留在上述RSE模型图中数字经济发展阶段的互联网信息化阶段,时间维度就是除了要有面向人工智能的城市顶层规划,还要有清晰的演进步骤、演进路径和不断矫正的机制,考虑到全部因素并且明确演进方向、演进路径的智慧城市顶层设计架构才用意义,如未来5年借助BIM、GIS、物联网等工具,数字孪生城市将提上日程,数字孪生城市也是无人驾驶的基础数据。

趋势三:物理世界与物联网融合推动“物网合一”

物联网是实现物品的连接,“网”作为“物”的附加件,未来5年的趋势是物与网将融为一体,“物”既是网络的终端(地址标识,物联网范畴)也是提供连接的通道(移动通信天线、宽带接口,移动通信范畴)。“物网合一”是物联网的升级版,是指随着物联网、宽带、自动化、智能化的推进,建筑物、构筑物、市政公共设施、交通工具等所有固定或移动的物品与数字世界的“网络”融为一体的趋势。以楼宇的网络覆盖为例,当前将智能化、室内分布和微站的一体化规划设计实施,可以总体节省建设成本20%以上;中国部分城市正在推动智慧灯杆建设,也是在基础设施上考虑“物网合一”,光通信最高速率可以达到10Gb。

带宽速度与两个因素越来越成正比,首先是基站与基站的间距,其次是建筑物的密度。随着5G的商业化,无线接入站点的间距越来越小,按照这个趋势发展下去,未来所有建筑部件都需要与网络设施三同步:同步设计、同步施工、同步验收,当前是通过建筑施工完工后的综合布线的形式解决,未来是在制造阶段就已经在商品、物品内部部署网络。

随着工业化建筑、装配式建筑、智能家居、智慧基础设施装备的发展,建筑、家电设备、电气装备、公共设施的所有有源和无源器件除了有网络接口更应该有天线功能,比如所有的门窗、电梯、桌椅、灯具、空调等。所有的移动终端设备可以随时随地通过物接入网络,数字世界依存于物理世界,物理世界通过数字世界更加有效率、舒适。

趋势四:互联网基础设施容灾规划和建设将更加重要

2018年11月24日,位于首尔的韩国电信公司(KT)阿岘分公司突发大火,银行支付系统瘫痪、电子商务活动瘫痪、政府公共服务系统瘫痪,未来,所有的社会活动都是数字化的、基于信息系统的,这种机房级的突发事件给整个城市乃至国家带来的是不可挽回的损失。

随着数字经济的发展,社会对于互联网基础设施的依赖就如城市生活对水、电依赖一样,因此未来5年互联网的灾备能力发展方向应能保障如下指标:单机故障,在线热备,毫秒级切换;单机房故障,秒级别切换;单出口故障,十秒级别切换;单城市故障,分钟级别切换,灾备能力将成为数据服务供应商的基础能力。

趋势五:IPv6将会持续大规模推进

当前我国IPv6的普及率已远远落后于美国(35%)、德国(42%)、日本(27%)、加拿大(21%),甚至印度(36%),全球IPv6普及率已经突破25%,中国普及率仅为2.93%。根据相关规划,推进IPv6规模部署行动计划,2021-2025要实现全国IPv6-only,IPv6是重新分配互联网主导权的机会。

目前国内已经有1台主根服务器(北京)、3台辅根服务器(上海、成都、广州),推动IPv6的普及当前从机关事业单位开始入手。未来5年,大量的中小企业等单位是使用IPv6网络的主力军,以云计算的商业化进展为契机,引导市场新增的中小企业云计算用户使用基于IPv6的云服务,业务稳定性、可靠性更高。

趋势六:5G乃至6G的建设、运维模式将有较大变化

现在基于4G基础设施的移动互联网业务还没有对网络提出那么高的需求,未来是5G+人工智能社会的生产方式、生活方式,中国、韩国、芬兰、法国、日本、美国等都在抢占5G的先发优势,有了更高速的公路一定会有更高速的车辆。

回顾改革开放40年中国通信网络的发展和展望未来趋势,可以看出网路发展将经历人工交换、程控交换、智能网(IN)、软交换、SDN/NV/云、自组织网络这样一条路径。5G即将在2019年试商用,2020年正式商用,但是5G乃至2023年后可能提出的6G网络的投资模式、运营模式、维护模式可能会较大变化,上文提到的“物网合一”的总体趋势为未来的5G基站建设提供了更好的实现方式,未来的城市公共基础设施、居民楼、商务楼、交通工具等都将成为5G的天线、触角。

运营商在城市5G网络建设的最后一公里中无论建设投资、运营还是维护都将体现出物网融合的趋势,而且通过这种物网融合,电信运营商和物权方拥有方可以以公有产权和私有产权为界面,将私有产权部分网络覆盖建设成本和收益让渡给私有产权拥有方,逐渐实现整个数字经济、人工智能经济基础设施通信网络的普遍服务模式。

趋势七:技术和立法双轮驱动,促进大数据健康发展

与“一切业务数据化、一切数据业务化”类似,当生产、生活、物流活动基于数字化、互联网之后,数据就代表着业务和资产,如果说网络的本质在于互联,那信息(数据)的本质就是互通,大数据的交易不是目的(当前大数据交易所每年2-3亿元的交易额与数字经济几十万亿的规模实在无法匹配),推动大数据的合法进程、充分流动、重发利用才是根本。

中国是世界互联网大国,网民规模达7.5亿,网站有500多万家,每天都在产生巨大数据,其中不乏自然人数据、法人数据以及国家数据,如何通过技术创新促进非结构化数据利用价值最大化?

对结构化数据采用立法手段促进流动产生价值,非结构化数据采用数据标签和人工智能方式促进价值最大化。在这些数据的流动、交易、安全应用等问题上,急需国家层面立法规范和保障。大数据的发展当前存在法律保障的瓶颈,如何对数据确权,对数据的产生、流转、交易、保护等进行一系列的法律规范已迫在眉睫。技术驱动和立法驱动两者在未来5年将同时发力,相得益彰。

趋势八:工业互联网将打造智能制造的中国样本

笔者认为当前行业普遍推动的工业互联网的内涵属于工业信息化的范畴,互联网协议是解析到每台设备,信息解析是解析到每条信息。工业互联网要关注标识解析体系顶层设计,利用标识实现全球供应链系统和企业生产系统间精准对接,实现硬件之间的互通;但工业互联网真正的互通应该是信息的互通,网络的互通相对容易实现,难在信息的互通,这需要解析每一条信息。

未来5年的工业互联网应能实现在消费者、供应商、制造商、经销商、物流商、电商、零售商之间建立工业互联网的设备互联与信息互联的协议和机制,需要产业链、技术、法制、信息安全的多方共同推动。

趋势九:智慧企业是未来大型企业转型升级的突破口

传统业务模式下,企业员工完成1项交付要打开20多个系统,且每个流程都很冗长,企业内部系统相互隔离、数据和代码不能重复利用,而无论是项目服务型企业、产品型企业还是电商企业,其客户都在要求提供方快速响应、订单进程状态可见,并能获取状态数据,这在传统企业信息化状态下是不可见的。

在云计算时代,大型企业的信息化朝着业务上云、云上业务重构、在线智能的方向发展;另外,信息化的新方向,围绕企业价值链开展智慧企业再造,打破传统职能管理模式下部门之间的利益隔墙、信息孤岛,将企业的服务按照后台(CRM/ERP/OA/HR/PLM/KM)、中台(产品中心、订单中心、合同中心、质量中心、法务中心、交付中心、技术中心、知识中心)、前台(企业官网、用户门户、企业门户、即时通讯)等进行前中后台协同打通。有些智慧企业领域已经具备了从企业信息化到企业智慧化(专用人工智能)的过渡条件,比如智能形成服务、智能在线客服、智能形成产品套餐、智能化推送等。

趋势十:网络AI化将推动通信网络向互联网化转型升级

从19世纪开始到目前为止,从第一个电报发送成功到现在5G即将商用,通信网络的发展在200多年里贯穿了工业经济、数字经济,来到了人工智能经济的节点,通信网络的数字化程度最高,它也是整个数字经济的基础设施。如果说在电话网络中步进制代替了人工交换,是工业时代自动化技术取代电话接线员的话,从电子交换到程控交换则是数字经济时代的数字技术代替了工业时代的模拟技术,那么未来网络规划、网络建设、网络管理、网络维护,将有越来越多的人工智能技术的应用,人工智能技术与计算机技术、通信网络技术是一脉相承的关系,网络AI的发展将在通信网络全业务链的人力密集的领域展开,从网络规划、网络管理、流量调度、网络维护、电话客服等渐进式突破。

随着移动互联网流量不限量成大势所趋,运营商管道的价值持续贬值,5G建设成本、传统网络的维护成本的日益上升、运营商与互联网业务创新的失之交臂,依靠人工智能在通信网络的应用降低网络复杂度、提升网络弹性、降低维度工作量、降低电费和人工费等运营成本是未来5年运营商的必然选择。

2018年是我国改革开放40周年,是中国人口红利充分释放的40年,同时过去10年数字红利也开始显现,未来5年数字红利和人工智能红利的叠加释放将更有力的助推中国经济转型升级,专用人工智能发展之后的阶段是通用人工智能,如无人驾驶汽车和智能语音机器人结合形成汽车上的通用机器人,医疗影像机器人和语音机器人结合形成医疗通用机器人。中国未来5年的发展建议可以实施AI优先策略,机器能完成的优先考虑交给机器,依靠数字经济发展的规模优势提前布局人工智能在实体经济中的应用,抢占国际科技、产品、贸易竞争制高点。

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