数字经济管理理论与应用
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第1章 绪论

1.1 数字经济简介

1.1.1 数字经济的概念

“数字经济”一词最早出现于20世纪90年代,因美国学者唐·塔普斯科特(Don Tapscott)于1996年出版的《数字经济:网络智能时代的前景与风险》一书而开始受到关注,该书描述了互联网将如何改变世界各类事务的运行模式并引发若干新的经济形式和活动。2002年,美国学者金范秀(Beomsoo Kim)将数字经济定义为一种特殊的经济形态,其本质为“商品和服务以信息化形式进行交易”。可以看出,这个词早期主要用于描述互联网对商业行为所带来的影响。

2016年9月,二十国集团领导人杭州峰会通过《二十国集团数字经济发展与合作倡议》,其中表明数字经济是指以使用数字化的知识和信息作为关键生产要素、以现代信息网络作为重要载体、以信息通信技术的有效使用作为效率提升和经济结构优化的重要推动力的一系列经济活动。具体而言,数字经济主要包括四个部分:数字产业化、产业数字化、数字化治理和数据价值化(见图1-1)。数字产业化指信息技术产业的发展,包括电子信息制造业、软件和信息服务业、信息通信业等数字相关产业;产业数字化指以新一代信息技术为支撑,传统产业及其产业链上下游全要素的数字化改造,通过与信息技术的深度融合,实现赋值、赋能;数字化治理包括但不限于多元治理,以“数字技术+治理”为典型特征的技管结合,以及数字化公共服务等;数据价值化包括但不限于数据采集、数据标准、数据确权、数据标注、数据定价、数据交易、数据流转、数据保护等。

图1-1 数字经济的“四化”框架说明

资料来源:中国信息通信研究院。

数字经济呈现三个重要特征。一是信息化引领。信息技术深度渗入各个行业,促成其数字化并积累大量数据资源,进而通过网络平台实现共享和汇聚,通过挖掘数据、萃取知识和凝结智慧,行业变得更加智能。二是开放化融合。数据的开放、共享与流动,促进组织内各部门间、价值链上各企业间,甚至跨价值链、跨行业的不同组织间开展大规模协作和跨界融合,实现价值链的优化与重组。三是泛在化普惠。无处不在的信息基础设施,以及按需服务的云模式和各种商贸、金融等服务平台降低了参与经济活动的门槛,使得数字经济出现“人人参与、共建共享”的普惠格局。

1.1.2 数字经济发展现状及各国政策

据中国信息通信研究院数据,2020年,全球47个国家数字经济增加值规模达到了32.6万亿美元,同比名义增长3.0%,占国内生产总值(GDP)比重为43.7%,产业数字化仍然是数字经济发展的主引擎,占数字经济比重为84.4%。从规模看,美国数字经济蝉联世界第一,2020年规模接近13.6万亿美元;中国位居世界第二,规模为5.4万亿美元。从占比看,德国、英国、美国数字经济在国民经济中占据主导地位,占GDP比重超过60%。从增速看,中国数字经济同比增长9.6%,位居世界第一。我们以美国、德国、英国、中国四个国家的数字经济发展现状来说明目前全球数字经济发展趋势和特点。

1.美国数字经济发展

美国早在20世纪90年代就开启了数字经济发展的进程,并引领全球的数字经济发展。美国率先提出了“信息高速公路”和“数字地球”的概念,大力推动信息基础设施建设和数字技术发展。美国商务部于1998年发布了《浮现中的数字经济》报告,不仅对美国的经济增长趋势进行了解读和预测,还对全球由工业经济时代走向数字经济时代发展趋势和框架给出了预测和描述,就此拉开了数字经济的发展大幕。其后,美国相继出台系列政策和报告,布局云计算、大数据、工业互联网、先进制造、5G、量子通信等前沿技术领域。例如:《联邦云计算战略》(2011)、《先进制造业国家战略计划》(2012)、《国家制造创新网络计划年度报告与战略规划》(2012)、《数字政府战略》(2012)、《数字经济议程》(2015)、《先进无线通信研究计划》(2016)、《美国人工智能研发战略计划》(2019)、《5G安全国家战略》(2020)、《美国创新与竞争法案》(2021)等。

美国政府极其重视数字经济相关先进技术的研发投入,通过资金投入、立项、机构扶持等多种方式推进先进技术的研发,不断巩固其数字技术创新优势。2015—2020年,美国国防部共申请22.4亿美元预算用于人工智能技术研发活动,2021年预算中向人工智能、5G、微电子等关键技术领域投入70亿美元研究经费。2021年通过的《美国创新与竞争法案》承诺未来5年内投入约2500亿美元用于芯片、人工智能、量子计算、半导体等关键科技研究领域。在国家项目计划中,美国科学院基金项目中,截至2021年8月,包含重要数字技术关键词的已立项项目数目巨大,如机器学习(大于3000项)、人工智能(1665项)、大数据(1286项)、物联网(1112项)等;还有针对新技术的专项计划,如2018年提出的“电子复兴计划”,旨在不断推进6G项目等。

美国政府首推的是先进制造,提出依托新一代信息技术加快发展技术密集型的先进制造业。早在2012年,美国便开始国家制造业创新网络计划,筹备组建了多个制造创新中心,覆盖了先进制造所涉及的芯片、柔性电子、生物制药、机器人等各个领域。另外,美国本土企业在政府呼吁下,开展数字化转型和先进制造业回流。例如,通用电气公司(GE)以工业数据为核心,将工厂设备数据与企业业务数据进行整合,不断构建出智能制造的数字化平台,以及从客户端到智能工厂生产一线,全方位的数字化生产体系。同时,美国政府推行多项政策,重振本土制造业,如鼓励企业在美国本土建厂,增加美国公司外国子公司所得税、增加当地就业补助等。2020年,福特公司关闭多家亚洲工厂后,在美国本土建造最大的自动驾驶和电动汽车生产基地。

2.德国数字经济发展

德国也是较早开展数字经济战略的国家,主要依靠其制造强国的地位,在机械制造、电子技术工业及化工领域积累形成生产优势。2020年数据显示,德国数字经济规模位列世界第三,欧洲第一,数字经济占GDP比重超过66.7%,位列世界第一。由此可以看出,德国对于数字经济的重视程度。

德国2011年4月首先提出了“工业4.0”战略,希望利用数字化技术和工业4.0的巨大潜力来夯实德国制造的基石,从根本上推动了德国制造业数字化转型。工业4.0的核心是“智能+网络化”,基于网络物理系统(CPS)构建智能工厂,实现智能制造,在CPS技术及产品和智能制造技术上处于世界领先地位。随后,2014年,德国政府提出了《数字议程(2014—2017)》,旨在短期内通过挖掘数字化创新潜力促进经济增长和就业,为工业4.0体系建设提供长久动力,也旨在打造一个数字化的未来社会,将德国建设成为数字强国。2016年,德国经济与能源部发布《数字化战略2025》,进一步明确了德国制造业转型和构建未来数字社会的思路。

德国工业4.0侧重传统的制造领域,将互联网技术与传统工业制造相结合,提高生产效率。德国在制造业领域,尤其是精密仪器制造、模具设计、驱动系统制造、传输系统制造等核心领域具有雄厚的知识积淀和技术基础。数据显示,2018年,德国政府在研发领域投入约1050亿欧元,占GDP比重已达3.13%;2025年,科技投入占比将高达3.5%,德国技术密集型商品贸易占全球贸易份额的11.5%。另外,德国中小企业在数字机构及尖端技术领域的研发成果显著:在医药和信息通信技术领域的研发参与度均为59%,在测量及自动控制技术上的研发占比达到了79%。同时,德国高端制造发展成果显著,德国计算机、电子和光学产品制造业发达,50%的欧洲产的芯片来自德国东部,尤其是萨克森州的德累斯顿地区。

另外,德国依托高端制造基础,同时针对智能生产、智能制造,实现建设企业数字化运营的服务平台,对其提供各种智能服务支持。以思爱普(SAP)公司作为德国智能服务软件厂商代表,其重点发展数字服务平台SAP S/4 HANA,这是一个基于大数据和混合云计算的应用服务平台,充分体现了“数据—流程—平台”的集中和统一。作为全球最大的ERP软件公司,其通过不断收购新公司和扩大业务范畴,在大数据技术、移动平台技术、云平台技术,以及物联网技术等方面集成了智能服务软件平台。SAP公司的软件正在为更多的企业进行数字化转型提供软实力和智能管理的保障。

3.英国数字经济发展

英国作为第一次工业革命的发源地,享有“现代工业摇篮”的美誉。在数字经济时代来临之时,其同样走在世界前列,积极打造世界数字之都,全面布局数字经济发展。早在2009年,金融危机之后,英国就提出了“数字英国”计划,力图通过提高英国的数字基础设施水平,促进数字技术的广泛应用;同时采取了提高个人隐私数据保护力度、政府公共服务数字化水平、电子政务水平等一系列措施,这标志着数字化、发展数字经济在英国第一次以国家顶层设计的形式开展。之后,英国先后出台了《数字经济法案》(2009)、《数字经济战略(2015—2018)》(2015)、《英国数字化战略》(2017)、《国家数据战略》(2020)等。另外,英国政府坚持发展与规范并重,从数据保护、网络与信息安全、数字服务税、竞争监管等多个方面出台了系列制度和法案,不断完善数字经济的政策布局。

作为数字经济领域的代表,英国是最早推进政府数字化的国家之一,早在2012年就推行了《政府数字战略》,并发布了系列措施,通过数据驱动政府转型与创新,应对数字政府建设中面临的基础设施、业务流程、人才招揽等问题,积极推动政府数据的开放共享,挖掘和释放数据潜在价值。2008—2020年,英国税务局使用数字工具链接来自30个来源、超过10亿个数据项,额外增加30亿英镑的税收,同时将政府网站作为政府各部门信息和服务的统一入口,形成一体化的数字化政务平台,为个人、企业和政府部门提供便捷、高效的跨部门服务。

另外,英国的制造业数字技术采用率不断提高,增材制造采用率约为28%,机器人采用率为22%,工业物联网采用率约为12%,增强现实和虚拟现实采用率为7%,人工智能和机器学习采用率约为5%。在其他产业中,英国网络零售持续发展,网络零售占总零售比重持续增加,倾向网上购物的英国消费者比重增加到了46%。总体而言,英国着力完善数字经济整体布局,以数字政务建设引领各个领域的数字化发展。

4.中国的数字经济发展

我国数字经济建设开始于2015年,以当年7月发布的《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》为开端。2016年11月,国务院发布了《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,新增了数字创意产业。2017年,数字经济第一次出现在政府工作报告中,这意味着数字经济发展已经上升到国家战略高度。

我国数字经济早期发展得益于人口红利的先天优势,网民规模的高速增长助推互联网行业快速崛起。依托于完整的工业体系和丰富的应用场景,我国数字经济实现跨越式发展,规模稳步扩大,数字经济大国地位逐渐巩固。

目前,我国已建成门类齐全、独立完整的现代工业体系。自2012年以来,我国制造业增加值稳居世界第一,我国是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家。其中,钢铁、汽车、手机等220种以上制成品产量、进出口额连续多年位居世界第一。依托我国坚实的工业基础和庞大的市场需求,工业互联网蓬勃发展,已在40个国民经济大类行业落地应用。数字化研发、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、精益化管理得到推广,数字基础设施建设提速,高质量外网已覆盖全国374个地级行政区。

巨大的国内市场为数字经济发展创造了良好的条件。我国拥有14亿人口形成的强大内需市场,中等收入群体在5亿~7亿人,网民规模巨大。另外,我国居民消费呈现明显的高端化、智能化、服务化、个性化、绿色化、健康化趋势,消费重点转向提高生活品质的健康食品、新型消费电子产品、智能家居等物质产品和教育、文化、健康、旅游等现代服务,消费层次不断提高。

党中央高度重视数字经济发展,将数字经济上升为国家战略。党的十九大提出要建设网络强国、交通强国、数字中国、智慧社会,加强数字经济顶层设计;“十四五”规划等国家战略明确提出发展数字经济的目标与任务;党的二十大报告提出“要加快发展数字经济,促进数字经济和实体经济深度融合,打造具有国际竞争力的数字产业集群”。我国先后出台了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》(2015)、《关于发展数字经济稳定并扩大就业的指导意见》(2018)、《数字乡村发展战略纲要》(2019)、《关于深化新一代信息技术与制造业融合发展的指导意见》(2020)、《“十四五”数字经济发展规划》(2022)等。各地政府持续推动数字经济战略政策的落地实施,目前,31个省(区、市)出台了数字经济专项政策。国务院印发《促进大数据发展行动纲要》,国家发展改革委、工信部、中央网信办联合批复,同意在贵州、上海、京津冀、珠三角等8地启动建设大数据综合试验区。

目前,我国已经正式实施《中华人民共和国数据安全法》和《中华人民共和国个人信息保护法》,为数字经济发展提供了底线保障。为加快数据要素市场培育,还需进一步研究推进数据确权、交易流通、跨境流动等相关法规、制度的修订工作,厘清政府、行业、组织等多方在数据要素市场中的权责边界。另外,我国仍面临着大数据核心技术受制于人的困境,高端芯片、操作系统、工业设计软件等均是我国被“卡脖子”的短板,因此我国需要坚定不移走自主创新之路,加大力度解决自主可控问题,而这些也是我国未来数字经济发展重要的努力方向。

1.1.3 数字经济技术基础

人类目前经历了三次工业革命:第一次工业革命,是以瓦特蒸汽机应用为重要标志的“蒸汽机时代”;第二次工业革命,是以西门子的发电机和福特流水生产线为代表的“电气时代”;第三次工业革命,则是以编程逻辑控制器和互联网为代表的“信息时代”。被誉为第四次工业革命开始的“数字时代”,其发展最直接的驱动力是新的数字技术,其中包括了区块链、大数据、人工智能、物联网、3D打印、云计算、5G等。下面将简单介绍相关技术及其特点和应用场景。

1.区块链

区块链是一种去中心化、不可篡改、可追溯、多方共同维护的分布式数据库,能够将传统单方维护的、仅涉及自己业务的多个孤立数据库整合在一起,分布式地存储在多方共同维护的多个节点上,任何一方都无法完全控制这些数据,只能按照严格的规则和共识进行更新,从而实现了可信的多方信息共享和监督,避免了烦琐的人工对账,提高了业务处理效率,降低了交易成本。同时,区块链技术结合了加密算法、共识机制、智能合约、演化博弈和分布式等技术,可以利用计算机语言实现,具有良好的扩展性。一个完整的区块链具备以下五大特征。

(1)去中心化。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施,没有中心管制,除了自成一体的区块链本身,通过分布式核算和存储,各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。去中心化是区块链最突出、最本质的特征。

(2)开放性。除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人开放,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。

(3)独立性。区块链中各节点平等独立,相互之间无法施加影响。

(4)不可篡改。区块链采用分布式技术记录数据,即每个节点都有一个数据库,只要超过半数的节点记录没被篡改,数据记录就能恢复,不良节点无法随意对整个系统进行操控,系统安全性高。

(5)匿名性。由于只需要依据固定的算法就能进行内部交易,系统可信任,各节点在参与交易时不需要公开自己的身份。

在数字经济时代,区块链快速发展并渗透到我国经济的各个领域,在我国数字经济发展中发挥了重要作用,主要体现在以下几个方面。

(1)区块链是奠定我国数字经济发展基础的关键技术。

区块链能够对数据进行确权,解决了物理世界中物品唯一性和数字世界中复制边际成本为零的矛盾,实现了物理世界物品到数字世界的唯一映射问题。基于此,数字经济价值得以顺利传递和转移。

(2)区块链是促进产业生态融合创新的重要纽带。

区块链为产业链上下游各类主体间进行生产协同、信息共享、资源整合、柔性管理提供保障,从而促成经济数字化转型中最大限度地合作与共创,逐步实现分布式的、无边界的资源配置模式和生产方式,带动经济发展降本增效,并极大促进跨界创新的产生。

(3)区块链是打造可信数字化商业模式的保障。

区块链技术可追溯、不可篡改的特征,能大大降低商业模式创新过程中产生的各类风险,消除居民数字化生活中存在的安全隐患;同时基于其信任体系保障,生活数字化转型的领域和场景才能不断扩大,为大众创造更多数字化生活福利。

由于当前区块链技术的应用成本相对较高,其主要还是应用在附加值较高的领域,如金融、数字货币、奢侈品、医药等领域。

2.大数据

大数据作为数字经济发展到一定阶段的产物,目前依然处于逐渐被认识、被挖掘和被应用的初始阶段,并且当前对于大数据仍未形成统一的定义。从数据资源角度来看,大数据被定义为一种超越常规工具收集和处理极限的巨量数据集;从数据技术应用角度来看,大数据的采集、处理和分析等均以云计算、人工智能等先进技术为支撑,因此大数据主要体现为一种对海量数据进行存储、处理和分析的新兴信息技术。

大数据的四个基本特征(4V)是容量(Volume)、种类(Variety)、速度(Velocity)和价值(Value)。容量和种类强调大数据规模之大,速度强调大数据交互速度之快,价值强调大数据价值密度之低。除以上四个基本特征外,大数据还具有可变性(Variability)、准确性(Veracity)、可视化(Visualization)等特征。

随着大数据及其技术的进步与发展,大数据在各领域、各行业的应用日趋普遍。在政务领域,利用大数据对所需的财政数据、管理数据等进行采集、分析和管理,可以提升行政管理能力、增强国家治理能力。在金融领域,运用大数据对金融数据进行采集、管理和分析,可以对资本的运营做出预测和决策。在营销领域,利用社交大数据来收集和分析用户数据,针对性地投放广告、推送促销信息等,更易于促成交易。在医疗领域,利用大数据来研究电子病例,诊断疾病、分析致病原因、优化治疗方案等。在交通领域,利用物联网和GPS等提供的大数据信息,预测路况拥堵状况,提前做好车辆分流,解决交通拥堵等问题。

当前,大数据的发展极大地推动了数字经济的繁荣,并使数字经济的未来发展呈现出四大趋势。一是以互联网为核心的新一代信息技术正逐步演化为人类社会经济活动的基础设施,通过深度信息化改造和软件定义等方式,与原有的物理基础设施进行融合,通过虚拟空间与实体结合,人类突破了沟通和协作的时空约束,推动平台经济、共享经济等新经济模式快速发展。二是工业互联网的构建将促进各种业态围绕信息化、数字化的主线深度协作、融合,在完成自身数字化变革的同时,不断催生新的业态,并使一些传统业态走向消亡。三是在信息化理念和政务大数据的支撑下,政府的综合管理服务能力和政务服务的便捷性持续提升,公众积极参与社会治理,形成共策共商共治的良好生态。四是信息技术体系将完成蜕变升华式的重构,释放出远超当前的技术能力,从而使蕴含在大数据中的巨大价值得以充分释放,带来数字经济的爆发式增长。

3.人工智能

人工智能(Artificial Intelligence)是研究利用计算机模拟人类智能行为的一门学科,属于自然、社会和技术科学的三向交叉学科,涉及数学、计算机科学、仿生学等诸多学科。人工智能的核心技术包括计算机视觉、机器学习、自然语言处理、语音识别等,每一项核心技术都对应着众多的学科分支。

纵观人类社会技术进步的演进过程可以发现,技术研发、重组及应用需要经历较长时间,技术系统越复杂,涉及的子系统越复杂,潜在的重组影响越深远,取得技术突破则越困难。人工智能作为新一轮技术进步显著的技术创新,其涉及的子系统比任意一种传统技术创新都要复杂,同时也意味着其取得突破困难重重。经历几十年的发展演进,人工智能克服了诸多争论、困难与挑战,取得了巨大的突破,甚至在某些特定领域,其能力远超人类,尤其是在数据存储、调用、分析处理等方面表现出了强大能力,在特定危险情境下也表现出了极强的生存能力。

作为数字化技术中应用范围最广的一项技术,人工智能在数字经济的发展过程中起到了中流砥柱的作用。人工智能在供给侧能提升生产效率,开拓生产外沿;在需求侧能拉动消费意愿,激发消费活力,实现供给和需求的有效匹配,提升了经济运行和流通效率。在生产方面,人工智能能实现更加高效地配置生产要素,进而实现智能化生产、精准化排产、精细化分工、高效化管理。在消费方面,人工智能培育了新的消费习惯,满足了消费升级的需求,使消费潜力得以释放。在医疗领域,人工智能为解决医疗资源匮乏、医疗工作人员工作强度大等痛点,开发出能够自动识别、自主确认的智能医学影像信息系统。在交通领域,人工智能运用各类感知手段数字化重构产品使用、生产、维修等各个环节,能减少故障反应时间,甚至能避免事故发生。

4.物联网

物联网结合利用了射频标签等可以标识物体的技术与无线传感网络技术,其目的是构建一个覆盖人与物、物与物的网络信息系统,实现物与人、物与物之间的信息交换。物联网上的每个“物”一般来说具有四种能力:标识能力、感知能力、通信能力、可控能力。标识能力是指可以对物联网中的“物”进行标识,给出物品定义、名称、方位等信息。感知能力是指物联网中各种传感器可以感知感兴趣的数据,从而实现数据采集。通信能力是指将物联网中感知到的数据传输到计算机,解决数据高速、稳定传输的问题。可控能力是指计算机根据用户设计的程序来分析传输过来的数据,通过固定方式实现特有目的,即解决“物”的可控问题。由此可以将物联网定义如下:物联网是一种具有可标识物体、全面感知、可靠传送、智能处理等特征的,连接世界万物的特殊网络,可以实现任何时间、任何地点、任何物体的连接。

物联网的应用领域涉及社会生活的方方面面,在医疗、交通、物流、安防等基础设施领域的应用,有效地推动了这些领域的智能化发展,使得有限的资源被更加合理地使用与分配,从而提高了行业效率、效益。

(1)智能医疗。

在智能医疗领域,新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是获取数据的主要途径,能有效地帮助医院实现对人和物的智能化管理。对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态(如心率、体力消耗、血压等)进行监测,通过医疗可穿戴设备,将获取的数据记录到电子健康档案中,方便医生查阅。除此之外,通过射频识别(RFID)技术能对医疗设备、物品进行监控与管理,实现医疗设备、物品可视化,还可以操控医疗机器人等自动化机器与设备,进行手术室消毒、医疗物资配送等。

(2)智能交通。

智能交通是物联网技术重要的应用场景,利用信息技术将人、车和路紧密结合起来,帮助交通管理部门进行整体调度和优化,有效改善交通运输环境、保障交通安全及提高道路资源利用率。物联网技术的具体应用领域,包括智能公交车、共享单车、车联网、充电桩监测、智能红绿灯及智慧停车等。

(3)智慧物流。

智慧物流是指以物联网、大数据、人工智能等信息技术为支撑,在物流的仓储、运输、配送等各个环节实现系统感知、全面分析及处理等功能。当前,物联网在智慧物流中的应用主要体现在三个方面:仓储检测、运输监测及快递终端。另外,逐渐兴起的“透明物流”,支持实时查看物品在物流中的位置,这也是物联网的重要应用。

(4)智能安防。

目前,智能安防最核心的部分在于智能安防系统,该系统支持对拍摄的图像进行传输与存储,并对其进行分析与处理。一个完整的智能安防系统主要包括三大部分——门禁、报警和监控,行业中以视频监控为主。目前,我国在智能安防产品和系统制造方面已经非常成熟,如生产摄像机的海康威视、大华等公司已走在世界的前列。

5.3D打印

3D打印技术,又称添加制造技术,也称增材制造技术或增量制造技术。根据美国3D打印技术委员会(F42委员会)公布的定义,3D打印是一种与传统的材料加工方法截然相反,基于三维计算机辅助设计(CAD)模型数据,通过增加材料逐层制造的方式。3D打印涉及CAD技术、计算机辅助制造(CAM)技术、计算机数控(CNC)技术、先进材料技术等多种技术。3D打印应用的材料非常丰富,从尼龙、塑料到石膏、陶瓷再到金属、树脂,甚至还有活性生物材料。

与传统制造相比,3D打印具有五个方面的优势。

(1)数字制造:不依赖于模具和机械式的加工,仅依靠3D数字模型就能制成器件。

(2)降维制造:把三维的结构分解成二维层状结构,然后逐层累加形成三维物品。因此,3D打印可以制造出任何结构复杂的零件,这是传统制造技术难以实现的。

(3)堆积制造:3D打印遵循“从下而上”的堆积方式,这对于制造非匀质材料、功能梯度材料很有优势。

(4)直接制造:不需要经过组装、拼接等复杂过程,3D打印可将任何高性能、难成型的部件通过打印的方式一次性直接制造出来。

(5)快速制造:3D打印制造流程短、全自动、可现场制造,制造速度更快、效率更高。

目前,3D打印技术数字化应用发展迅速,应用场景不断丰富,已用于建筑设计、工程施工、产品设计、模具制造、汽车部件制造等,应用到了航空、航天、航海、教育文化、影视传媒、文化创意等领域,也应用到了骨科、牙科等医疗领域。随着3D打印技术进一步发展和成熟,其将应用到更多的领域,这对于加速推进我国数字化制造进程具有重要意义和深远影响。

6.云计算

云计算属于分布式计算的一种,其最基本的概念是通过网络“云”将巨大的数据交给由多部服务器组成的大型系统进行搜寻、计算、处理与分析,最后将处理得到的结果返给用户。它的基本原理就是把一个个服务器或者计算机连接起来构成一个庞大的资源池,以获得超级计算机的性能,同时保证了成本较低。云计算的可贵之处在于高灵活性、可扩展性和高性价比等,与传统的网络应用模式相比,其具有以下优势与特点。

(1)大规模:分布式“云”一般具有相当的规模,依靠这些分布式的服务器构建起来的“云”能够为用户提供前所未有的计算能力。

(2)虚拟化技术:目前,云计算平台的显著特征在于借助软件或者各种协议,达成资源的全方位调度。用户借助虚拟平台,可在任意位置使用各种终端获取应用服务。

(3)高度安全和可靠:云计算中心在软硬件层面采用了诸如多副本容错、心跳检测和计算节点同构可互换等措施来保障服务的高度稳定性和安全性;此外,它还在设施层面上的能源、制冷和网络连接等方面采用了冗余设计来进一步确保服务的可靠性。

(4)自动按需服务:“云”是一个庞大的资源池,用户可以支付不同的费用,以获得不同级别的服务等。服务的实现机制对用户透明,用户无须了解云计算的具体机制,就可以获得需要的服务。

(5)弹性扩展:云计算系统可以根据用户的需求进行调整和动态伸缩,以适应用户变化的需求;此外,云计算数据中心本身的超大规模能够有效地满足应用和用户大规模增长的需要。

(6)极其廉价:“云”的通用性使资源的利用率较传统系统大幅提升,因此用户可以充分享受“云”的低成本优势,通常只要花费几百元、几天时间就能完成以前需要数万元、数月时间才能完成的任务。

云计算的发展有利于加快软件和信息技术服务业发展,深化供给侧结构性改革,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,加快现代化经济体系建设。目前,在政府积极引导和企业战略布局的推动下,经过社会各界共同努力,云计算已经成为我国数字经济发展的重要支撑,成为推动数字经济发展的重要驱动力。

7.5G

第五代移动通信技术(5th generation mobile communication technology,5G)是新一代蜂窝移动通信技术。它拥有低时延、低耗能、泛在网、速度快、万物互联的特点,其关键性能指标包含使用者体验速率、端到端延时、连接数密度等。

根据国际电联无线电通信部门(ITU-R)的定义,5G主要有三大应用场景,分别为增强型移动宽带、高可靠低时延连接及海量物联。增强型移动宽带有两个重要特点:一是将网络波及的区域扩大到更广泛的建筑体,二是提升了大量机器分析巨量数据的能力。这两个重要特点使得终端用户利用移动宽带应用程序的感觉更加一致,仿佛身临其境,具体应用场景如:扩大室内无线宽带辐射范围、增强现实/虚拟现实(AR/VR)、扩展移动计算等。在高可靠低时延场景下,5G的连接时延达 1ms级别,而且支持高速移动(500km/h)情况下的高可靠性(99.999%)连接。这一场景更多面向车联网、工业控制、远程医疗等特殊应用,这类应用在未来潜在的价值极高。对5G来说,海量物联代表一个潜在的巨大的增长领域,用来支持需要高可靠性、超低延迟连接、具有较强安全性和可用性的应用场景,如无人机、自动驾驶、工业自动化、远程医疗、智能电网等。

5G时代的到来,不但有助于重新打造更加高速稳定的信息基础设施,而且可通过与人工智能、区块链等技术的结合,助力数字经济的发展。我国是世界人口大国,每天产生的数据信息是非常多的,5G的应用,让我国的数字经济拥有了更大的发展空间。在大数据的背景下,5G的出现,创造了更多的新技术,使人们在使用数字化的设备时拥有更多、更好的体验,并且5G可推动虚拟技术的发展,使虚拟的场景与现实更好地结合。除此之外,在5G的影响下,我国的教育体制不断改革,教学质量显著提升,培养出许多具有过硬专业知识技能的人才,而这些人才便是促进数字经济加快发展的重要推动力。随着时代的不断发展,我国为5G和数字经济等创造了更大的生存发展空间,随着5G的不断更新、发展与应用,它将带来被世界各国所认同的巨大效益。