从3S技术到3M技术与产业互联网

天衍智生态平台 GodMaker
2020年4月18日

一、3S技术简介

1、3S技术,指的是GPS、RS、GIS三大与位置动态关联的信息技术体系。

2、目前3S技术,已经在社会、经济、军事等的各个领域,正在发挥着深刻、广泛的作用。

二、3S技术所面临的产业应用挑战及剖析

1、目前3S技术所针对的产业化应用,主要是面向导航为主体的消费互联网领域,在制造业、建筑业、农业领域,仅能起到一定信息专业技术支撑作用,离支撑这三大传统产业领域的转型升级和实现产业化互联网再造的能力体系等的要求,相距甚远。

2、3S技术之所以支撑不了传统产业领域,发展不了产业互联网的实质在于:

①3S技术实质,是基于位置逻辑上目标对象动态演绎关联的数字化、信息化等的体系。

②而产业互联网核心关注的是:对象目标自身三维结构化模型空间,自设计到生产、运维全生命周期演绎关联的数字化、信息化等的体系;其中基于位置动态演绎关联的数字化、信息化体系,对于产业互联网来说,仅仅处于次要的支撑地位。

三、支撑产业互联网发展的3M技术呼之欲出

1、3M技术,是以“3D+大数据+智能”为核心特征的信息智能时代下的显著技术特征形态,其中最典型技术体系就是三大与建筑体、地质体、机械体所对应的对象三维模型空间全生命周期相关的技术体系:

①建筑体BIM(Building Information Model(ing));

②地质体GIM(Geology Information Model(ing));

③机械体MIM(Mechanics Information Model(ing))。

2、建筑体BIM、地质体GIM、机械体MIM,三大模型体系之间,从底层逻辑、空间拓扑基本逻辑,以及现实应用实施体系,均有着实质性的差异,比如:

①建筑体BIM针对的是半设计半自然体的模型空间。

②地质体GIM针对的是自然体的模型空间。

③机械体MIM针对的是设计体模型空间。

3、目前地质体GIM概念在中国国内已经被提出,比如:重庆市已经正式提出了相关专业针对GIM技术的应用。

4、而机械体MIM技术,目前在全球几何没有形成类似技术概念,其主要原因是:传统的机械体三维技术主要针对的是独立化使用的工具类产品的三维设计,而不是与建筑体相耦合的大型机械体的应用。

5、3M的底层技术逻辑,实质是构建了大数据4T逻辑中“目标对象化(objecT)”一T”的核心逻辑;这是大数据4T中的主体内容逻辑:而3S的底层技术逻辑,实质是构建了大数据4T逻辑中“位置化(posiTion)”“一T”的核心逻辑,但显然,objecT远比posiTion要复杂得多。

四、3M技术的特定BIM化技术特点

1、在实际的应用域中,建筑体BIM是支撑人类赖以生活、起居、移动与活动的最主要场景。

2、因此,地质体GIM、机械体MIM的很大一部分应用功能,都是以建筑体BIM为载体,所构建的统一模型系统来展现的;地质体GIM、机械体MIM中与建筑体BIM相关联的部分,则可以分别称之为:地质体BIM、机械体BIM,比如:

①在大型水电站、铁公机建设中,地质体模型与构造物结构模型,二者将融为一体;此时与构造物结构模型紧密关联的地质体空间特性,提取出来称之为地质BIM是合理的。

②在大型电厂、化工厂、钢铁厂等工厂中,设备的安装、布局、检修等,与空间结构之间,紧密融为一体;此时与构造物结构模型紧密关联的机械体空间特性,提取出来称之为机械BIM是合理的。

3、所以,站在工程建设全领域的模型空间逻辑上统筹看,3M技术以建筑体BIM、地质体BIM和机械体BIM构成一体化整体逻辑,来构架3M技术的有机体系,将更具有合理性和应用价值性。

五、3S技术、3M技术与工业软件智能化

1、主流工业软件,实质就是针对3S、3M等的人机交互的设计、加工、建模、计算等的软件系统,比如:

①建筑设计辅助软件CAD;

②建筑BIM建模软件REVIT;

③比如地理信息软件加工与管理ARCGIS;

④数值计算软件Ansys等。

2、随着传统产业领域的转型升级和向产业化互联发展的迫切需求,其实质就是推动主流人机交互工业软件向工业软件智能化发展。

3、但是工业软件的智能化,涉及到复杂行业知识背景与人类认知智能、语义智能等瓶颈技术的突破,远非以特征统计、匹配为核心内容的深度学习类的图像识别、语音识别等人工智能技术所能比拟的;这也是产业互联网成为很多国际知名IT公司这些年,在该领域常现滑铁卢的根本原因所在。

4、工业互联网中相关数值计算软件智能化的关键在于模型的前后处理的智能化,而模型前后处理智能化的关键而在于3M技术工业软件的智能化;3S技术工业软件智能化的基本逻辑也是如此,其核心仍然处决于3M技术工业软件的智能化。

六、3S技术、3M技术与产业互联网

1、从传统产业来看,当前产业互联网包括四大大典型体系:工业互联网、建筑互联网、农业互联网和生态互联网。

2、产业互联网的关键突破在于:3M工业软件的智能化,即实现建筑体BIM、地质体GIM、机械体MIM智能建模技术等的突破与产业化应用。

3、产业互联网的基本结构态就是:

①通过3M技术相关工业软件的智能化;

②从而实现产业的设计、生产、建造、加工等全过程逻辑的智能化;

③从而实现产业互联网的消费互联网化。

④即全智能化的产业过程+消费互联网结构。

七、对电子体EIM模型技术的一点思考

1、本文没有论述电子产品相关的设计、生产、使用等全生命周期的模型技术体系。

2、所以,从更大维度看,实质应该是4M技术,而不是3M技术;即新增加电子体EIM(Electronics Information Model(ing))产业领域的转型升级和产业化互联技术。

3、但是由于电子体EIM模型空间,属于纳米尺度空间上的设计制造技术体系,涉及更多精密设备与纳米加工,以及特殊材料技术体系等,其企业工业软件体系自身都尚未完全定型,也不是单纯核心理论突破和复杂系统背景研究就可以推动快速超越式发展的,其后续智能化产业化互联网发展更将是遥遥无期。

4、电子产品的设计生产,应从功能大规模的通用化标准化电子元件,向功能标准化、对象化、部件基础分布化、标准小型专业电子可外路连接化发展,更需要站在电子体EIM模型框架的整体逻辑,推动新一代电子产业产业互联网的发展。

5、随着中国电子技术产业链更全方面的孕育与发展,以及电子设计尖端人才体系的培育与壮大,中国电子体EIM技术的发展,必将也是后续可期的。

6、最后说一点,其实还不止4M技术,还涉及到5M等更多模型空间全生命周期性的技术,比如人体HIM(Human Body Information Model(ing)),这将更为复杂,后续将专门成文来探讨。

参考文献

[1]《大数据经典十问》,http://www.数字中国.cn/?p=895,鼎天智(北京)大数据科技有限公司

[2]《大数据基本逻辑与国家电网大数据课题研究报告》,http://www.数字中国.cn/?p=804,鼎天智(北京)大数据科技有限公司

[3]《互联网/物联网的前世今生&&&区块链超维自主创新——对象链及产业化应用》,http://www.数字中国.cn/?p=1047,中国集团公司促进会智能技术研究院、天衍智(北京)科技有限公司、对象链(北京)科技有限公司

[4]《火眼金睛透视——互联网远程办公技术体系》,http://www.数字中国.cn/?p=1318 Maker.

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