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《工業(yè)4.0時(shí)代給霧霾治理帶來機(jī)遇》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、工業(yè)4.0時(shí)代給霧霾治理帶來機(jī)遇摘要:治理霧霾已經(jīng)成為當(dāng)今中國最火熱的話題。在工業(yè)4.0時(shí)代,霧霾成為可控的污染物。本文闡述了工業(yè)4.0時(shí)代來臨前人類要面臨增長極限的窘境,工業(yè)4.0時(shí)代來臨后,帶來了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制生產(chǎn)效率、控制污染排放、二氧化碳回收利用、在生產(chǎn)和污染排放間謀求平衡的可控技術(shù)。分析了工業(yè)4.0時(shí)代的三個(gè)技術(shù)重點(diǎn):工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)量測試、大規(guī)模定制。預(yù)測了本土化生產(chǎn)、定制化生產(chǎn)、綠色生產(chǎn)會由工業(yè)4.0時(shí)代催生。中國2/vie 關(guān)鍵詞:工業(yè)4.0工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綠色生產(chǎn)霧霾 “工業(yè)4.0”是以智能制造為主導(dǎo)、以網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)為技術(shù)支撐的第四次工業(yè)革命。
2、工業(yè)4.0時(shí)代包括兩大主題――智慧工廠、智能生產(chǎn),如圖1所示。其中,智慧工廠的含義是重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程,以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn);智能生產(chǎn)的含義是整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動、3D打印以及增材制造等技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。2013年起世界已進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代,大數(shù)據(jù)作為一種重要的國家戰(zhàn)略資源,其重要性被越來越多的人所認(rèn)識?! ∫弧鴥?nèi)學(xué)者的研究現(xiàn)狀 田亞楠、龍波在分析網(wǎng)絡(luò)治污減霾必要性的前提下,提出了構(gòu)建大數(shù)據(jù)治霾系統(tǒng)的策略,分析了數(shù)據(jù)采集的途徑和應(yīng)用,探討了一種數(shù)據(jù)公開、公眾參與、政府創(chuàng)新的治污減霾新途徑[1];劉睿瀟提出在開展治理霧霾的過
3、程中,應(yīng)積極應(yīng)用信息技術(shù),以提升問題防治的有效性[2];康春婷、李衛(wèi)東提出利用大數(shù)據(jù)監(jiān)測,打擊違法違規(guī)行為,利用大數(shù)據(jù)提供的交通信息、智能出行,減少環(huán)境壓力,激活企業(yè)治理霧霾的積極性[3];戴羊羊、李成范、周時(shí)強(qiáng)等以中分辨率成像光譜儀(MODIS)遙感數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,綜合利用6S傳輸模型與NASAV5.2算法對2013年12月4日至8日上海地區(qū)霧霾污染進(jìn)行了連續(xù)性監(jiān)測,并對其形成原因進(jìn)行分析[4]。 二、工業(yè)4.0時(shí)代來臨前 如果地球上的人口、污染、工業(yè)化及資源消耗保持現(xiàn)在的增長方式,人類的經(jīng)濟(jì)增長一定會在一定時(shí)刻達(dá)到極限。增長的極限來源于有限的地球資源。有限制的
4、糧食、資源和環(huán)境系統(tǒng)供養(yǎng)無限制的人口和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),遲早要使資源枯竭、糧食短缺和環(huán)境污染等問題爆發(fā),到那時(shí),人口和工業(yè)生產(chǎn)能力就會驟然發(fā)生衰退或下降。而且霧霾這種污染物成指數(shù)狀態(tài)增加,超過了人口增長速度。而且地球上的一些地方已經(jīng)到了增長的極限,如1976年,意大利米蘭市塞韋索的化工廠爆炸,劇毒化學(xué)品四氯二苯并-P-二惡英(TCDD)飄散到了廠區(qū)附近的人口密集區(qū),使37000人處于危險(xiǎn)的陰霾中,數(shù)千只野生動物死去。1984年,印度博帕爾美國聯(lián)合碳化物的一家化工廠發(fā)生了甲基異氰酸脂氣體泄露,使大約3000人喪生,許多人殘疾了。 三、工業(yè)4.0時(shí)代來臨后 工業(yè)4.0時(shí)代帶
5、來了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制生產(chǎn)效率、控制污染排放、二氧化碳回收利用、在生產(chǎn)和污染排放間謀求平衡的可控技術(shù)。 ?。ㄒ唬┯?jì)算機(jī)控制生產(chǎn)技術(shù)――虛擬生產(chǎn)技術(shù) 虛擬生產(chǎn)是為了方便決策和控制,進(jìn)行建模、分析和仿真,管理產(chǎn)品生命周期的技術(shù)。虛擬生產(chǎn)過程實(shí)質(zhì)是計(jì)算機(jī)對實(shí)際生產(chǎn)過程的映射。為分析性能、規(guī)劃工藝、設(shè)計(jì)產(chǎn)品、檢驗(yàn)質(zhì)量,在高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的控制下,企業(yè)各級管理和生產(chǎn)機(jī)構(gòu)協(xié)同群組工作。計(jì)算機(jī)通過虛擬生產(chǎn)環(huán)境評估產(chǎn)品性能優(yōu)點(diǎn),這使全方面預(yù)報(bào)替代了人們狹隘的經(jīng)驗(yàn),從而減少資源浪費(fèi)和排放廢氣。虛擬生產(chǎn)技術(shù)集中了分析設(shè)備、仿真設(shè)備、應(yīng)用設(shè)備、控制設(shè)備,使產(chǎn)品裝配設(shè)計(jì)及仿真的改善?! 。ǘ?/p>
6、控制污染排放 信息數(shù)據(jù)對環(huán)境問題治理是有價(jià)值的,但由于缺乏共享利用率很低。但資源共享可通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)。構(gòu)建三位一體的,實(shí)現(xiàn)全方面防控的監(jiān)控體系,在霧霾排放監(jiān)控中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),能加大監(jiān)控強(qiáng)度,逐漸實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控,計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了從監(jiān)控排放到監(jiān)控過程的進(jìn)步,有效實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境質(zhì)量。為提高防控問題的有效性,以工業(yè)4.0技術(shù)為支撐進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,以在出現(xiàn)霧霾的第一時(shí)間做出反應(yīng)。在這方面應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),如借助視頻監(jiān)控.CO分析儀、火焰原子吸收分光光度計(jì)、氣相色譜儀等檢測設(shè)備,對改善空氣質(zhì)量很有幫助?! 。ㄈ┒趸蓟厥绽谩 ±眯畔?、通信和技術(shù)多方面包括物
7、流規(guī)劃、智能電網(wǎng)、節(jié)能建筑捕?二氧化碳,轉(zhuǎn)變二氧化碳為有用物質(zhì),或者綁定于其他物質(zhì)上,合成新物質(zhì)或材料。難題是要將捕獲二氧化碳的成本降至69元/t(CO2)以下,相當(dāng)于每度電增加約0.13元的生產(chǎn)成本?! 。ㄋ模┰谏a(chǎn)和污染排放間謀求平衡 這是個(gè)工學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)交融的課題,目前還沒有大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠做到。盡管如此,許多學(xué)者仍在盡力尋求環(huán)境污染與內(nèi)生經(jīng)濟(jì)增長的交融,試圖人工計(jì)算經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長的最優(yōu)解。大數(shù)據(jù)計(jì)算這個(gè)最優(yōu)解今后只能托付政府完成,進(jìn)而達(dá)到改善環(huán)境乃至人均經(jīng)濟(jì)增長率的穩(wěn)態(tài)增長。 四、工業(yè)4.0時(shí)代的三個(gè)技術(shù)重點(diǎn) (一)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 霧霾污染治理已經(jīng)以物聯(lián)