四、未来:新基建的新趋势
《2020新基建引领产业互联网发展报告》显示,2020年,我国在工业互联网、大数据中心、5G基建、人工智能等新基建重点领域的投资规模约达1万亿元,其中,大数据中心、5G基建、工业互联网、人工智能等投资规模分别约为52%、27%、11%、10%。此外,大数据中心投资方面,2020—2022年总投资约1.5万亿元;工业互联网投资方面,2020—2025年累计投资将达到6500亿元左右;5G基建投资方面,2019—2026年累计投资将会超过2.6万亿元;从2020年起的未来三年,人工智能的投资规模都会超过千亿元。
大数据中心、5G基建、工业互联网和人工智能是新基建的最重要领域,目前呈现一些新的发展方向和趋势。
1.大数据中心
在新基建的政策驱动及疫情带来的需求刺激下,2020年集中规划报批的数据中心数量较多,2021—2022年是数据中心建设的爆发期,以大数据中心建设为主,边缘计算数据中心也开始发力。
数据统计显示,每年数据中心用电量占整个社会用电量的2%。预计中国在未来5~10年里,数据中心的用电量还会进一步加大(见图1-2)。基于数据中心的高能耗问题,绿色化将成为未来数据中心的重要发展方向。国家和地方层面相继出台政策引导绿色数据中心建设。
图1-2 2018—2025年中国数据中心用电量占比
资料来源:前瞻产业研究院整理。
2019年出台的《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》提出,到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值(PUE值)达到1.4以下,高能耗老旧设备基本淘汰。通过数据中心能耗政策的颁布,可见国家对数据中心能耗情况的重视。
2021年7月,工业和信息化部印发的《新型数据中心发展三年行动计划(2021—2023年)》明确提出,用3年时间,基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局。
从地方政策来看,电力资源稀缺的一线城市管控渐趋严格。2020年3月,杭州市发布的《关于杭州市数据中心优化布局建设的意见》提出加强数据中心布局引导、推进先进节能绿色数据中心建设等任务。为了严格落实国家有关新建数据中心PUE值不得高于1.4的规定,杭州市积极推动现有数据中心绿色化改造,预计2025年前PUE值达到1.6以下。
另外,数据中心运维效率普遍偏低,导致管理成本高昂。从技术角度来说,智能化是目前最重要的方向。数据中心建设除考虑绿色环保的标准之外,也开始通过预制式数据中心搭建方式来提高效率。华为预测,未来每年人工智能算力的需求增长将超过10倍,到2025年,数据中心算力的80%将被人工智能相关应用占据。
数据中心长期运营中面临的远程巡检、专家会诊、云平台云端训练等都离不开人工智能技术的加持,未来人工智能技术将成为助力数据中心智能运维解决方案的关键。在云+人工智能的平台应用层,华为率先将人工智能技术与云数据中心、智能计算、存储等IT基础设施不断融合,为客户提供“全栈式”云解决方案。
华为中国政企数据中心解决方案营销总监李伟表示,数据中心的人工智能智能化未来会结合数据中心的全生命周期通盘考虑,如模块智能化、能效智能化、设计智能化、运维智能化、安全智能化和运营管理智能化。
2.5G基建
5G基建是新基建的领衔领域,也是经济发展的新动能。2021年,中国国际信息通信展第五届5G创新发展高峰论坛中提到,截至2021年8月底,我国累计开通5G基站数超过100万个(见图1-3),其中共建共享5G基站超过50万个,覆盖全国所有地级以上城市。兴业证券预测,预计到2025年,5G基站将达到800万个,实现全国范围内5G网络全覆盖。
图1-3 2019—2021年8月底中国5G基站数量统计
资料来源:中商情报网。
当前,5G应用整体处于起步阶段,但大规模的商业应用也将落地实施。5G技术的研发不断催生诸多新业务、新模式、新业态,在推动5G+智慧医疗、5G+智慧交通、5G+智能制造等方面发挥重要作用,已日益成为推动经济社会数字化、网络化、智能化转型升级的关键驱动。
5G的重要特征之一是可以实现万物互联,其突破点在于融合创新。未来,融合应用是5G发展的重点和主流。现阶段,5G融合应用正处于规模化发展的关键期,还需要各方共同努力。
以雄安新区为例,雄安新区是政府与各行业共同推动5G融合应用的典范区域。目前,雄安新区正加快数字化城市建设,基于5G的数字化和智能化已经融入人们生活的方方面面。
在雄安市民服务中心,菜鸟无人物流车等5G+智慧物流无人车辆在道路上来回穿行。在行人众多、路况复杂的情况下,它们可以自主行驶,灵活避让障碍物,完成从驿站到智能柜的包裹接驳运输;面对突发情况时可紧急制动,进入停车位时可一次倒车到位。此外,园区内设有两个菜鸟智能柜和一个菜鸟驿站。菜鸟驿站和菜鸟智能柜都具备刷脸取件功能,市民们通过人脸识别就可以取走快递,从而极大地便利了生活。
5G技术与经济社会各领域深度融合,跨行业的融合发展得到进一步加强。未来几年,我国必将加快构建5G行业生态,并深化5G与垂直行业的融合应用,使其在工业互联网、教育、医疗、智慧城市等方面规模化落地商用。
未来5G融合应用可能会向“3+4+X”体系方向发展,其中,“3”指三大应用方向,包括产业数字化、生活智慧化、治理数字化;“4”指四大通用应用,包括4K/8K超高清视频、VR/AR、无人机/车/船、机器人;“X”指X类行业应用,包括工业、医疗、教育、安防等领域产生的X类创新型行业应用[7]。
3.工业互联网
目前,我国已初步建成工业互联网生态,产业带动效应明显。此外,我国工业互联网市场已经进入高速增长阶段。据赛迪顾问数据,2020年中国工业互联网市场规模总量达到6712.7亿元,同比增长10.4%;预计2023年,中国工业互联网市场规模将达9814.9亿元。
然而,中国工业互联网在建设过程中也面临核心技术、关键系统等方面的研发创新能力不足,以大数据、云计算、物联网、人工智能等为代表的新一代信息技术在工业方面的应用尚未全面铺开,工业互联网生态体系建设尚不成熟、管理体系尚不健全、标准体系尚未确立等诸多难题。
虽然中国在工业领域的数字化、网络化、智能化发展迅速,但就目前工业互联网总体发展程度来看,中国与发达国家仍有不小的差距。因此,数字化、网络化、智能化是中国工业互联网发展的基本方向[8]。一方面,由于我国制造业发展不均衡且制造业内部各行业差异较大,我国制造业企业机械化、自动化、智能化发展水平参差不齐。在转型升级的过程中,中国制造业企业应结合自身发展状况,以夯实自动化、信息化基础为首要任务,找到适合企业自身发展的道路。
另一方面,为了缩小我国与制造业强国之间的制造业水平差距,我国应以数字化、网络化、智能化水平较高的企业为示范,促进制造业企业向“数字化车间”“智能工厂”转型升级,推广工业机器人等智能制造装备及在线监控诊断、大数据分析等智能化技术的应用。
以重庆市为例,作为我国的老工业基地,重庆市也是国家现代制造业基地,制造业基础雄厚。推动传统制造业智能化转型升级有利于提高重庆市制造业企业的数字化、网络化、智能化水平。在工业机器人领域,重庆市已经形成了集研发、整机制造、系统集成、零部件配套生产、机器人应用服务于一体的机器人全产业链。
根据《重庆市发展智能制造实施方案(2019—2022年)》,到2022年,重庆市将累计推动5000家企业实施智能化改造,建设10个具备国内竞争力的工业互联网平台、50个智能工厂、500个数字化车间,创建25个行业级智能制造标杆企业,以及12个智能制造示范园区,基本建成覆盖重点行业的工业互联网生态体系。
4.人工智能
《2021人工智能发展白皮书》显示,2020年,中国人工智能核心产业规模达到3251亿元,同比增长16.7%。国际权威调研机构IDC发布的《中国人工智能软件及应用市场半年度研究报告(2019H2)》显示,预计到2024年,中国人工智能市场规模将达到127.5亿美元,2018—2024年复合增长率达39.0%。
人工智能的发展主要分为三个阶段,即计算智能、感知智能和认知智能。在计算智能方面,机器已经取得重要突破。而在感知智能方面,机器的水平已经接近人类。目前大多数从事语音识别的公司都可以把机器语音识别的错误率控制在3%以内,意味着在音转文这个领域,技术已经比较成熟了。
在认知智能方面,机器的自然语言理解能力已经超过人类的平均水平,这是认知智能的重大突破。但是,在外部知识、逻辑推理或领域迁移的认知智能方面,机器与人类仍有差距。未来,从“感知智能”向“认知智能”转化,是新一代人工智能的发展趋势[9]。
认知智能方面最典型的任务就是阅读理解。目前,机器的阅读理解指标已经超过人类的平均水平,即机器的阅读理解指标达到82.48,人类平均水平则是82.3。科大讯飞公司的机器人就能证明这一点。该公司在让机器人掌握阅读能力之后,开始让机器人阅读医学书籍。2017年,该“智医助理”机器人以456的高分通过了国家临床执业医师综合笔试测试,成为全球第一台通过人类行业准入考试的智能机器人。
未来,科大讯飞公司将训练机器的建模和预测能力,探寻智慧的本质,从而获取智慧本质的通式。例如,让机器具备预测路况的能力,再把摄像头换成驾驶员视角的高拍仪或行车记录仪,从而使无人驾驶变得更智能、更安全。
认知智能可以帮助机器跨越模态理解数据,学习到最接近人脑认知的“一般表达”,获得类似人脑的多模感知能力,进而使人工智能深度介入社会生产生活。认知智能的出现使人工智能系统可以主动了解事物发展背后的规律和因果关系,从而进一步推动下一代具有自主意识的人工智能系统的发展。从感知智能到认知智能,人工智能将迈入后深度学习时代。