物联网等新技术驱动数字经济 作者:中国工程院院士 邬贺铨

什么是新经济?百度百科定义为:新经济是指创新性知识在知识中占主导、创意产业成为龙头产业的智慧经济形态。按这个定义来讲,我们离新经济还有些距离。我们现在更多的是讲数字经济,新经济的基础必然是数字经济。

按照杭州G20峰会上给数字经济下的定义:数字经济指的是使用数字信息和知识作为生产的关键要素,以现代信息网络作为重要的活动空间、以信息与通信技术的有效使用作为生产率增长和经济结构优化的重要驱动力的各类经济活动。

数字经济是由产业互联网、政务互联网、消费互联网支撑的,这三个互联网是由大数据、人工智能、移动互联网、云计算支持的,下面还有互联网、物联网、以太网,底层是信息基础技术,包括集成电路、传感器、计算机、操作系统、应用软件、移动通信、光纤通信等。

集成电路十年来发展上百倍。30年来,CPU速度提高了100万倍,内存价格下降45000倍,硬盘价格下降360万倍。如果汽车的价格能与硬盘同等速率下降,今天一部新车的价格仅为0.01美元。如果汽油的性能能够以同样的速度发展,1升汽油能够使飞行器环绕地球旅行573圈。中国IC市场占全球一半,但80%需进口,2016年进口IC超过2270亿美元,而原油进口为1164亿美元。现在摩尔定律的发展面临代工线成本高昂、芯片发热等严峻挑战,期待后摩尔技术的进步。

计算机能力十年提升近万倍。电子计算机发明于1946年,第一台电子计算机由很多机架组成,占地面积170平方米,但性能不及现在的计算器,1975年美国NASA用五百万美元买的超级计算机其性能不如iPhone41985年美国国防部的超算机其性能不及iPad2,中国2016年研制出12.54亿亿次/秒的神威超级计算机。美国宣布2020年研制出百亿亿次(E级)的计算机,中国也宣布启动E级超算机的研制。总之计算机的成本十年降低近一万倍,存储器的成本十年降低近2万倍,PC能力20年提升了千倍,超算计能力十年提升了千倍。在2014年世界互联网大会上软银公司的孙正义说:30年后假设有iPhone32手机,其价格300美元,与现在相比其CPU能力和存储器容量都是100万倍,通信速度是300万倍。也就是说这部手机超过了八十年代美国的超级计算机。

全世界的云计算市场十年将增16倍。Forrester Research数据显示,全球云计算市场规模将由2010年的150亿美元增至2020年的2410亿美元。再看软件层面的发展,1972年阿波罗登月飞行器软件仅有4千行的代码,现在空客飞行软件有10亿行代码,华为的传感器也有一万行代码,PC操作系统数千万行代码,智能手机操作系统代码也超过百万行。CPS(信息物理系统)里也有很多软件系统,从车间级到工厂级再到企业级都应用了大量的软件。可以说现在是软件定义一切的时代。软件产业市场收入十年翻两番。

光纤通信系统容量20年万倍。目前单波长最高纪录为400Gbps,波分复用后单纤可传送100Tbps。中国光纤光缆的产能和市场规模占全球一半,导致光纤价格十年下降50倍。

移动通信的峰值速率十年提升千倍。到20176月,我国移动通信用户普及率超过96%,其中宽带移动用户占76%4G用户占移动用户超65%。从1G4G主要面向个人通信,5G扩展到面向产业应用。

联网设备数20年增长100倍。2008年中国就开始发展物联网,但这些年来的发展并不如人意,原因是对量大面广的低速率物联网终端缺乏合适和低成本的接入手段。20166月通过了窄带物联网(NB-IoT)国际标准,其特点是:广覆盖,在同样的频段下比现有的网络增益高20dB,覆盖面积扩大100倍;大连接,一个扇区能支持10万个连接,比现网高50100倍;低功耗,终端模块功耗为2G1/10,待机时间可长达10年;低成本,单个接连模块目标1美元。窄带物联网提供了广域低功耗物联网能力,避免了物联网的碎片化,用于智慧城市、智慧工厂。据Gartner预计,物联网市场全球到2020年达到1.9万亿美元,中国2018年将达到1.5万亿元。Gartner认为2022年物联网将在维护、服务和消费上为消费者和企业每年节约1万亿美元。

全球数据流量十年增加45倍,大数据新产生量年增40%,即大数据新产生量每十年增加30倍,到2020年将年增40ZB,相当于4300万吨蓝光光盘的存储容量。数据源包括来自网络层面、物理层面、社会层面的数据,数据挖掘需要融合不同来源的数据。大数据分析首先需要数据库,包括事务型数据库、MPP型数据库、Hadoop数据库,用哪一种数据库系统取决于要分析哪一种数据。大数据分析技术还包括数据可视化、智能BI、数据挖掘、安全与隐私保护等。大数据平台

人工智能的概念从计算机出现就提出了,经历了基于专家系统的模仿能力阶段,现在发展到基于大数据和机器学习的学习能力阶段,还将发展到基于神经网络深度学习的分析能力阶段。机器学习的效果随着对神经网络层次的加深而提升。美国在201610月发布了《国家人工智能研发战略规划》,明确提出“人工智能具有变革我们生活、工作、学习、发现、和交往的潜力,它的研究能够增加国家优势,包括繁荣经济,改进教育机会与生活质量,增强国家安全。”Gartner公司预计未来十年几乎每一应用都将含一定的AIIDC公司预计到201930%的数字化转型由AI来支持。瑞银公司预测到:2020年全球AI市场可达1800亿美元。

金融与科技的结合产生新业态新产业。金融科技是指技术带来的金融创新,它能创造新的模式、业务、流程与产品,从而对金融市场提供的服务和模式造成重大影响:既可以包括前端产业也包括后台技术。金融的技术和科技结合就产生了金融科技。在金融科技中区块链是重要的技术,区块是包含带时间戳的数字资产交易信息的数据块。区块链是由密码关联的区块串组成的分布式数据库,也被称为分布式账本。一旦信息经过验证并添加到区块链就会永久地存储,区块链的账本复制到多个位置,所有当前参与的节点共同维护交易及区块链,单个节点对区块链的修改是无效的,因此区块链的稳定性与可靠性很高。区块链技术提供身份认证、仲裁等,不仅可用于金融行业,可用于公证、审计、股市、保险、支付、清算和结算、供应链、物联网和医疗数据管理等。区块链需要互联网支撑,互联网技术主要用途是实现信息的快速发送和接受,而区块链的主要用途则是实现数据的储存和记录:区块链上的数据具有高度防篡改性,而互联网数据只有在实现加密等保护性措施的前提下,才具有防篡改的性能。

大数据支撑数字化制造。数字化制造是跨过所制造的产品生命周期的数字数据的集合和应用,基于实时的信息做出更快和更好的决策。大数据在新材料设计、产品网络设计、生产安全管理、生物制药、医疗设备、农业生产、制造业服务化的、生产个性化、产品运行维护、电力行业、选矿、流程工业等诸多方面均有应用。

大数据、人工智能、移动互联网、云计算和物联网等新技术已成为数字经济时代的支柱技术。新技术驱动产业互联网的发展,可应用到产业的各环节,挖掘提升生产效率,保障生产安全。新技术正在支撑产业互联网,开拓创新空间。(本文摘编自邬贺铨院士在第二届山西省互联网大会的发言,并经本人核定)


2017-08-24 16:37
来源:中国信息安全杂志(2017.8)
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