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物联网集群擦亮“城市名片”******

  2400台工业触摸屏的订单,紧急要求3天内交货,可企业该产品产能只有每天600台。这样的订单,接还是不接?

  “以前遇到这种订单,工厂接不了。”无锡普洛菲斯电子有限公司生产运营负责人石勇说,按照以往生产组织模式,临时搭建生产线要向装备厂商订货,周期基本是3到6个月,还要调试、安装,“不过,今年3月,这样的单子我们不仅接了,而且按时保质保量交付了。”

  底气来自“5G+积木式柔性生产单元”和“5G+柔性生产执行系统”。由协作机器人以及组装、耐压测试、激光打标、洁净单元等组成的六边形工作台,只用15分钟,就完成了硬件组装。石勇说,经过软件调试,半小时内,每天350台产能的5G柔性生产线就正式投入生产。“新老产线合力,原本4天才能完成的生产任务被压缩到2天半完成,获得了客户的称赞。”

  无锡普洛菲斯电子有限公司,是5G与物联网赋能制造业数字化转型的标杆企业。自2009年获批全国唯一国家传感网创新示范区以来,无锡以应用带产业、以示范拓市场、以模式促推广,物联网已成为这座城市的产业地标和城市名片。在工信部2019年组织的国家级先进制造业集群竞赛中,无锡市物联网集群成为首批国家先进制造业集群。2021年,无锡物联网产业以26%的同比增速、3563亿元的产业规模,展现出强劲的发展后劲。

  应用先行

  完善产业生态,物联网促进生产、走进生活、造福百姓

  初冬时节,位于江苏宜兴丁蜀镇的无锡市茶叶研究所山地茶园里,工作人员正在为茶树修剪枝叶、追加有机肥。绿油油的山坳里,4根10多米高的杆子,格外醒目。

  “春节前后,茶树开始抽芽。这时无锡的最低温度可能降到零度左右,山坳里湿气大,容易形成霜冻。抽芽期的茶树遭遇霜冻,芽就毁掉了。”技术员董奇说,最近几年,借助茶叶物联网平台,无需安排人工半夜巡视,茶园也没再遭受霜冻的侵害。

  奥秘就在那4根高高的杆子上。“上面装着温度传感器等物联网设备和风扇。传感器检测到茶园上部气温低于3摄氏度时,平台系统会自动启动风扇,将山坳里的冷空气吹走,防止结霜。”董奇介绍。

  茶叶物联网,只是丁蜀农业物联网小镇众多应用案例中的一个。

  “有了物联网,稻田的温度、降雨量、光照强度、风速风向等气象指标能随时查询,还可以通过肥情监测设备收集农作物叶面反射的光谱,分析出农作物的生长指数,获得最优施肥方案。”无锡莲花荡农场技术员许冠华介绍,通过大田物联网平台以及手机应用,坐在办公室,远程遥控水肥一体机灌溉的同时完成精准施肥,不仅一亩地能节约5%的氮肥,出产的“莲花荡”牌大米更是多次获得中国绿色食品博览会金奖。

  江苏中农物联网科技有限公司打造的农业物联网总平台,已建成水产养殖、畜禽养殖、大田作物、茶叶种植和设施园艺等农业生产主要领域的物联网示范工程。其中,水产养殖物联网已覆盖宜兴市主要水产养殖乡镇,建成标准化示范区5万亩,并在23个省份推广,取得明显的社会效益和经济效益。

  物联网技术与传统农业擦出火花,让农民从田间走向“云端”, 同样的转变在其他行业不胜枚举。

  “物联网产业发展初期,无锡坚持典型引路、以点带面,建立了‘试点—示范—推广’的长效激励机制。”无锡物联网创新促进中心理事会秘书长崔健敏说,无锡在全国率先部署电力、食品溯源、水利、车联网等重大应用示范工程22个,涵盖工业、交通、环保、医疗健康、公共安全、城市管理等重点领域,并逐步拓展到全市300多个细分行业,形成一系列“促进生产、走进生活、造福百姓”的智慧解决方案和商业运营“无锡模式”,为全国乃至全球物联网规模化应用提供了示范样板。

  应用市场的开拓,离不开生态体系的完善。

  ——在基础设施方面,无锡在全国率先实现商用NB—IoT窄带物联网全域覆盖,部署全国首个IPv6规模商用网络,5G建设密度、流量驻留比全国领先;建成全球首个城市级车联网LTE—V2X网络,获批建设全国首个国家级车联网先导区。

  ——在金融方面,建立了“产业基金+银行信贷+保险服务”的综合性金融服务体系,物联网领域基金规模超600亿元,总量全国领先。

  ——在人才方面,立足“太湖人才计划”,建立了开放、包容、共享的人才机制。截至目前,无锡已集聚物联网各类人才20万人。

  创新驱动

  培育链主企业,物联网领域超半数的国际标准由无锡主导制定

  走进缝纫机生产企业杰克科技股份有限公司浙江台州工厂,原先需要1000多名工人的机壳加工车间里只有30人,复杂的26道加工工序被合并成一个智能机壳加工中心,加工一台缝纫机机壳的时间从1小时缩短至1分钟。

  “通过实施‘未来工厂’建设,杰克科技的生产效率提升20%,产品不良率降低20%,企业产品研发周期缩短30%,能源利用率提高10%。”数字化解决方案供应商瀚云科技有限公司工程师宋雅军说,好成绩源自数字化,而数字化的基础是准确采集企业各种机器的生产数据。与不少企业一样,杰克科技的生产设备大多是国外品牌,种类繁多、接口和通信协议不统一,给数据采集和制造执行系统推进带来不小的阻力。瀚云科技独立研发的4G/5G网关、数控网关、多功能开发板等硬件设备,帮助杰克科技解决了350余台高端CNC机床的数据采集难题,并提供了“一键上云”的能力。

  作为朗新科技集团的子公司,瀚云科技开发的瀚云HanClouds工业互联网平台,目前已连接5000余家企业、1600余万台设备/产品,先后获得工信部工业互联网产业联盟评定的五星级平台、APP优秀解决方案等国家级奖项60余项。

  瀚云工业互联网平台,是无锡物联网产业集群坚持创新驱动、不断增强产业升级动能的一个典型代表。

  崔健敏介绍,通过探索建立“技术+模式”自主创新体系,集群内部应用和行业领域高端创新资源加速集聚,获批创建国内首个芯片封装测试领域国家先进制造业创新中心,国家超算中心、国家智能交通综合测试基地、国家物联网感知装备产业计量测试中心等178家“国字号”创新载体相继建成投用。面向行业市场需求的高性能制造执行系统传感器、异构感知数据融合、物联网终端安全防护等一大批创新成果达到国际领先水平。物联网领域超半数的国际标准由无锡主导制定。

  创新驱动下的内涵式发展,引导物联网步入量质并重的新阶段。

  “截至目前,无锡企业承接的物联网工程已遍及全球78个国家和地区的830多座城市。”无锡市工信局有关负责人介绍,2020年,无锡物联网企业已达3657家,涵盖关联芯片、感知设备、网络通信、智能硬件、应用服务等全产业链条。以卓胜微、先导、信捷为代表的物联网相关领域上市企业高达79家,国家级专精特新“小巨人”企业和制造业单项冠军企业33家,涌现出一批以远景智能、朗新科技、中科微至、航天大为等为代表的行业领军企业,一批“生力军”正在奋力长成“主力军”。以雪浪工业大数据、南山车联网、慧海湾先进感知为特色的差异化产业布局基本形成。

  政策保障

  注重规划引领,健全市场化、强融合、跨区域的协同体系

  初冬时节,一个特殊的车队行进在无锡市锡山区先锋中路上。前向碰撞预警、异常车辆预警、弱势交通参与者碰撞预警、限速预警、闯红灯预警、协作式自适应巡航……“驾驶”这些车辆在全长6.3公里开放道路上平稳行驶的,是一张车、路、云协同的智能网络。

  2020年以来,锡山区先后实施了车联网一期、二期示范工程,实现45平方公里内智能网联路侧设施全覆盖。如今,在“车联网小镇”里,一辆辆自动驾驶小巴,悄无声息地接送着居民;一台台造型别致的无人驾驶清扫车,自动洒扫着路面……

  融合“聪明的车”“智慧的路”,赋能“智慧的城”,离不开政策先行。仅半年时间内,无锡就发布了《智能网联道路基础设施建设指南第1部分:总则》、起草完成《无锡市车联网发展行动计划(2022—2025年)》,“1个地方法规+1个行动计划+N个标准规范”的车联网规划体系基本形成。

  政府与车联网运营主体同步推进、统一运维的常态化建设模式,吸引近300家车联网及智能网联汽车相关企业聚集无锡,其中近65%为智能网联汽车零部件及自动驾驶相关企业,去年核心产业产值已近300亿元。

  车联网产业的快速发展,是无锡物联网产业集群发展中强化政策保障、持续优化产业发展环境的缩影。以《无锡国家传感网创新示范区发展规划纲要(2012—2020年)》《无锡市“十四五”物联网产业发展规划》为引领,无锡已滚动实施4轮物联网产业发展三年行动计划,通过“精准滴灌”形成具有系统性和迭代性的推进体系。

  把服务落实落细,2018年无锡成立了专门的集群促进组织——无锡物联网创新促进中心。崔健敏介绍,促进中心采取“事业+企业”双轨运营的模式,统筹推进“攻研发”与“建生态”。促进中心建立以来,引进中科院微电子所领军团队研发产业链急需的关键共性技术,创立省级制造业创新中心和产业创新中心,构建了市场化、强融合、跨区域的系统性协同体系,打造了涵盖载体、投资、展会、联盟、智库等多元能力的综合赋能体系。

  “1家促进机构+10家专业协会+12家行业联盟”的系统性协同服务网络,让产业集群内企业受益良多。据介绍,无锡每年开展技术研讨、应用推广、合作配套等交流活动500余场,其中尤以供给侧、需求侧对接成效最为突出。注重激活创新“存量”,实施“一所一策”计划,充分释放公安部交研所、中船702所、中电58所等在锡“大院大所”的创新优势,促进技术与资本、成果与市场的有效对接,推动产学研用深度融合,让集群内企业协同创新效率大大提升。

  “数字产业集群的一大特点是打破地域界限。”崔健敏说,去年,无锡与上海嘉定、合肥、杭州共建长三角面向物联网领域“感存算一体化”超级中试中心,就是纵深推进跨区域协同、激活产业发展动能的新尝试。

  依托先发优势,近三年无锡物联网产业营收平均增速超20%,一场实体经济与数字经济的深度融合正在无锡的产业沃土上生发激荡。记者 王 政

科学家揭示珊瑚的高温驯化适应机制 让“适者生存”加速上演,为珊瑚提供应对气候变化路径******

  科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化的新路径。尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚,但是导致珊瑚种群生存困难的根本问题在于当前气候变化速度过快。解决根源问题,即降低碳排放,避免气候变化速度过快,才能更好地保护珊瑚。

  ——江雷 中国科学院南海海洋研究所助理研究员

  ◎本报记者 何 亮

  珊瑚作为一种海洋生物,因其缤纷的色彩、特殊的生存方式而受到人们的关注。珊瑚对生存环境的变化较为敏感、对生存环境的要求较为苛刻,气候变化影响下的水温升高会导致大量珊瑚白化死亡。

  近日,生态学期刊《分子生态学》在线发表了由中国科学院南海海洋研究所黄晖团队领衔完成的论文,揭示了珊瑚应对气候变暖的驯化适应及其生理和分子机制。论文共同第一作者、中国科学院南海海洋研究所助理研究员江雷在接受科技日报记者采访时表示:“这项研究有助于我们正确认识珊瑚对海水升温的适应潜力,为人类保护珊瑚礁提供了正面、积极的启示。”

  孵幼型珊瑚,礁体上的“拓荒者”

  长期以来,珊瑚除了因为五彩斑斓的色彩而备受人们关注,关于它还有一个问题常常令人困惑——珊瑚究竟是动物,还是植物?

  事实上,珊瑚是动物,是一种较低等的刺胞动物。珊瑚之所以色彩斑斓,是因为其体内生活着一种微小的藻类——虫黄藻。虫黄藻可以通过光合作用为珊瑚提供能量,保证珊瑚的生存。如果珊瑚失去虫黄藻,就会饿肚子,最终因没有能量来源而饿死。

  珊瑚与虫黄藻复杂的共生关系,不仅关乎珊瑚的生存,也是科研人员研究的重点。此次研究中,黄晖研究团队主要研究的珊瑚种类是孵幼型鹿角杯形珊瑚。

  “孵幼型鹿角杯形珊瑚比较特殊,是‘先锋物种’,这也是我们选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象的一个原因。当一个生态系统受到破坏或者干扰的时候,‘先锋物种’是最早出现的一类生物。‘先锋物种’就像‘拓荒者’一样,率先开启了生态演替和重塑生物群落的旅程。”江雷表示,“因为发育快,繁殖能力强等原因,一旦有新的合适生存环境出现,孵幼型鹿角杯形珊瑚的幼虫会最先长到礁体上开拓生存环境,并对礁体进行相应改造。之后才会有其他的生物相继进驻这一生存环境。”

  选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象,另一个重要的原因是其对环境的适应类型。江雷介绍,在自然界,生物对环境的适应有两种不同类型:一种类型称作表型可塑性适应,即生物的生理过程是弹性可变的,生物通过调整机能适应环境变化;另一种类型称作进化适应(又称遗传适应),即生物在许多世代中由自然选择进行演化、筛选,最终完成对环境变化的适应。

  “我们选择表型可塑性适应来进行研究,是因为对这种适应类型的研究时间周期较短,容易捕获研究结果,显现成果差异。”江雷表示。孵幼型鹿角杯形珊瑚的繁殖方式是体内受精,幼体在母体内发育,发育成为幼虫之后,再由母体排出体外。孵幼型鹿角杯形珊瑚排放出来的幼虫发育周期在1个月左右,是卵生型珊瑚的十分之一。

  开展对比实验,揭示生理调节机制

  在中科院南海海洋研究所的实验室里,一排排灯光格外显眼。光线照射下,颜色各异的珊瑚生活在人工营造的生态系统里。江雷等科研人员对孵幼型鹿角杯形珊瑚的驯化实验也正是在这里进行。

  “在野外,珊瑚生存的正常水温是29摄氏度。我们通过温控系统,将珊瑚缸中的水温以每天约0.5摄氏度的速度进行提升。大约一个星期后,珊瑚缸中的水温会升至32摄氏度,并保持此温度。此次研究中的孵幼型鹿角杯形珊瑚幼虫,正是在上述高温环境中完成在母体珊瑚体内的发育和出生。”江雷说。

  在长达1个月的研究中,科研人员观察到了很多现象。经过高温驯化后,孵幼型鹿角杯形珊瑚母体的代谢受到了不利影响,不仅光合作用降低,还发生了白化现象。可是,驯化组子代幼虫的表现却不一样,与对照组子代幼虫相比,经过高温驯化的子代幼虫能适应更高的水温,其最适生存温度有了明显提升,对高温的适应性得到了增强。江雷表示:“这说明,仅仅一个月的驯化就对子代幼虫的表型产生了较为明显的影响。”

  仅凭一组数据,尚不足以得出定论。接下来,科研人员又进行了交叉移植实验。科研人员分别将经历了驯化组的幼虫和对照组的幼虫置于对照温度与高温环境。对比的结果与此前的结论较好地吻合,证明珊瑚母体的热驯化缓解了高温对子代幼虫的不利影响。

  “上述现象背后,是珊瑚幼虫生理状态的调整。”江雷表示,在驯化之后,幼虫的虫黄藻的光合活性与光合速率得到了提高。幼虫的虫黄藻变得更强大,对高温的适应能力也更好。与此同时,幼虫的呼吸消耗降低了。这就意味着,幼虫能在获得更多营养物质的同时,支出更少的能量消耗。

  “这一生理调节机制对珊瑚幼虫来说,可谓是大有裨益。”江雷表示,处于浮游阶段的幼虫,能量物质的补充全部依赖于虫黄藻的光合作用。如果生产得多且消耗得少,幼虫的能量储备就会更加充足,也会利于其生存。

  此次研究中,科研人员还发现,驯化后的珊瑚幼虫中负责从虫黄藻转移脂类、糖类和氨基酸等营养物质的宿主转运蛋白基因表达也发生了显著上调,与此前发现的相关生理机制相符。

  发挥科技力量,提供更多拯救路径

  在气候变化影响导致水温升高、威胁珊瑚种群生存的当下,我们能否利用科技找到更多拯救珊瑚种群的路径?

  “在气候变化越发明显的当下,每一次海洋热浪事件都相当于对珊瑚的一次驯化。”江雷表示,在未来,野外环境中的驯化事件及其引发的适应效应将会越来越多。

  在我国,珊瑚修复工作正在如火如荼地展开。借助中国南海相对于其他珊瑚生活海域位置偏北的地理位置优势,我国科研人员在三亚、西沙等潮间带浅水区的极端生境中寻找能够存活下来的珊瑚,并将它们移植到实验室进行选育扩繁,最终把这些珊瑚再次回植到天然的生境中。

  “此次研究的孵幼型鹿角杯形珊瑚,也来自生境恶劣的潮间带。”江雷表示,在海底种珊瑚与在陆地上植树造林有一定的相似之处,却比在陆地上植树造林辛苦得多。科研人员要背着数十斤重的装备在水底打桩固定,水下失重的环境也让工作难度大大提升。

  此次研究的论文通讯作者、中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室研究员黄晖介绍,截至目前,南海海洋研究所共建设了40亩苗圃,一年可产出约7万株珊瑚苗;还建设了300亩的修复区,扭转了实验依靠野外采苗的现状。目前,科研人员播种到海床的珊瑚苗均出自人工培育。

  “尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚,但是导致珊瑚种群生存困难的根本问题在于当前气候变化速度过快。”江雷表示,科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化的新路径,而解决根源问题,即降低碳排放,避免气候变化速度过快,才能更好地保护珊瑚。

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