17： 基于 AI 的化工生产应用结构 ............................................................ 19 图表 18： 化工生产自动化控制系统中 AI 技术具备多方面的应用 ..................................... 19 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 4 用数字化与智能化技术提升新材料研发效率也是近年来政策层面鼓励的发展方向之一。  《“十四五”原材料工业发展规划》指出“鼓励企业开发应用基于数据驱动、机理模 型、经验模型、仿真模型的先进工艺控制系统，优化生产作业设备运行参数。建立面 向原料进料、反应过程、冶炼过程、质量控制、污染物排放、能源消耗等重点环节的 实时监控、异常工况预警、全流程动态调度、智能处置。构建面向主要生产场景、工 艺流程、关键核心设备的数字孪生模型”。 励有条件的 企业应用 5G 等新一代信息技术对网络进行升级，建设泛在感知互联的工厂运 行环境。 提高生产智能化水平：鼓励企业开发应用基于数据驱动、机理模型、经验模型、 仿真模型的先进工艺控制系统，优化生产作业设备运行参数。建立面向原料进 料、反应过程、冶炼过程、质量控制、污染物排放、能源消耗等重点环节的实 时监控、异常工况预警、全流程动态调度、智能处置。构建面向主要生产场景、 工艺

9万元起，有望推动人形机器人进入千 家万户。Figure AI率先探索人形机器人实际应用， Figure 01已在宝马美国斯帕坦堡工厂进入试点环节，还与OpenAI合作推进机器人具身智能。  计算机领域：控制与感知 控制系统负责对人形机器人的行为和运动进行规划和控制，相当于“大脑”和“小脑”，视觉则是人形机器人对外感知的主要渠道，二者共同构成人 形机器人的核心领域。机器人控制器市场目前由机器人整机厂商主导。但控制器研 控制器：人形机器人行动之脑 资料来源：《在实用化人形机器人控制系统中深入应用FPGA的框架设计》，OFweek，华西证券研究所 人形机器人控制系统架构 • 控制系统是人形机器人最复杂、最核心的模块，负责对机器人的行为和运动进行规 划和控制，相当于人形机器人的“大脑”和“小脑”，可分为PLC、PC-Based和嵌 入式三种。人形机器人对控制系统的实时性、同步性要求极高，通常采用分布式控 制方案，需要 第三方厂商有望主导人形机器人控制器市场 33 资料来源：Fact.MR，MIR，未来智库，华西证券研究所 • 根据Fact.MR数据，2023年全球机器人控制系统市场规模为68亿美元，其中中国机器人控制系统市场规模为21亿美元，是最大的单一 市场。预计到2033年全球机器人控制系统市场规模将达到199亿美元，年复合增长率约为11.2%，增长较快。据亿欧智库报告，中国市 场PC-Based、专用控制器、PLC的份额分别为34

同时减轻其重量，从而提高人形机器人的机动性和能效。这对于人形 机器人的运动性能和动态特性有着至关重要的影响。近年来，国内在 人形机器人骨架躯干的技术研究中取得了显著进展，尤其是在材料选 择、框架结构设计、驱动与控制系统方面。国内研究者在使用碳纤维 复合材料（CFRP）、PEEK 材料等轻量化高强度材料方面有所突破，尤 其是在优化人形机器人骨架结构和提升运动精度方面取得了初步成 果。 柔性电子皮肤能够赋予人形机器人类似人类皮肤的敏感性，以及 类移动装备中成为不可或缺的优势技术。人形机器人需要多关节协同 37 运动，对协同精度有极高的需求，因而通常采用伺服阀控制液压缸直 线往复运动或液压马达旋转运动，通过位移和压力传感器与微处理器 构成闭环反馈控制系统。近些年，集成了伺服阀、传感器、管路等一 体化的液压作动器利用增材制造技术，进一步压缩和减小了液压作动 器的体积和重量，也简化了液压传动系统的设计、制造、调试和维护 等工作。液压驱动虽然有明显的技术优势，但伺服阀控制的液压系统 从而在软体机器人、外骨骼、康复医疗及仿生机械臂等领域得到广泛 应用。与此同时，嵌入式传感器与自适应控制算法的结合使气动肌肉 能精准应对复杂环境和精细操作；微型压缩机、可变刚度元件与模块 化气动控制单元的集成则促进了气动肌肉控制系统的紧凑与高效化。 38 然而，在实际应用过程中，气动肌肉的性能并非完美无缺，气动肌肉 的使用需要配备外置气源，带来系统空间的占用。其次，气体的可压 缩性也会导致控制精度的局限。未来，气动肌肉将通过材料性能突破

企业现状评估 边界确认 确定减排基线 历史数据导入 跟踪能源价格，对接能 源市场和碳市场 分布式能源、能源转换现场级能源调度 高效能源利用 能源交易 氢能源 微网 储能 热回收 热电联产 控制系统 覆盖园区、 楼宇和工厂 能源效率 光伏 电动汽车充电 西门子智能基础设施集团 西门子智能基础设施集团 西门子智慧能碳管理平台功能列表 分类 功能列表 功能简要说明 标准版 高级版 专业版

本部分内容以量子互联网中执行 QKD 为例，结合混合分组交换 技术以及上一章中的部分请求调度过程详细阐述整个流程。由于上一 章中涉及的均为面向连接的预留资源的模式，我们这里仅采用其前期 中央控制系统调度选取路径的部分，其他部分均在本章重新设计。 量子任务请求：如图 27 所示，用户 A1 需要和用户 D2 进行 QKD。 59 采用基于纠缠的 BBM92 协议。关于量子任务其他要求如下表格所示。 之间执行 BBM92-QKD 过程。 62 在整个过程中，图中(1)-(2)为请求发送，(3)-(7)为资源调度（主 要是路径选择）。(8)-(11)为正式开始端到端纠缠分发。以上整个过程 在中央控制系统调控下运行分组交换技术。这种模式可以在充分利用 量子互联网资源的同时，也可以改善交通拥堵的情况。端到端的纠缠 分发建立完成后，就可以执行 QKD 协议，即(12)和(13)。该过程需要 多次 省略，直接参考上一节图 28 中(1)-(11)。 六、量子算网协同 6.1 量子计算协同化发展趋势 6.1.1 量子云计算 目前量子计算机的运行需要极其特殊的环境（如极低温、复杂的 控制系统等）和高昂的运维成本，使得个人和企业用户难以在本地部 署。量子云计算是一种新兴的计算架构，它允许用户通过云平台访问 和使用量子计算资源而无需自己拥有和维护物理量子计算机[98]。 目前，绝大

的稳定性。通过建立精确的卫星轨道模型和空间环境模型，能够 仿真卫星在不同轨道上的运行状态，预测卫星的轨道变化和寿命。 同时，通过建立卫星姿态控制模型，分析卫星姿态变化对波束指 向和链路质量的影响，为卫星的姿态控制系统设计提供依据。例 如，在仿真 LEO 卫星星座时，系统动力学仿真能够模拟卫星在大 气层阻力、引力摄动等因素影响下的轨道变化，评估星座的轨道 35 维持成本和长期运行的稳定性。  离散事 40%地表覆盖能力。2027 年三星组网后，将实现 100% 低轨覆盖与南北纬 80°间地表覆盖，为无人机、载人航天等提供全 46 天候天基测控与数据传输服务。在组网技术层面，北京邮电大学研发 的“卫星互联网承载网控制系统”解决了卫星动态切换与资源调度难 题，2025 年初于雄安部署，获商业航天企业广泛对接。这些技术共 同构建低空经济“空天地协同一张网”基础设施。 图 5-3 卫星互联网低空经济支撑图 5.3

使语音助手成为当时人工智能竞赛热门赛道，引发 Google(Google Assistant)、 Amazon(Alexa)、微软(Cortana)等科技巨头纷纷加码跟进，抢占 AIoT 控制流量入 口。由于通过指挥控制系统进行工作，上一代语音助理仅可以理解有限的问题和 请求列表(包含在数据库中的单词列表)，如果用户要求虚拟助手做一些代码中没 有的事情，机器人会简单地说它无法提供帮助。由于智能化较低，全球语音助理、 智能音箱及其他语音交互

数常 规信息传输需求，例如电子文档传输、门户网站新闻资讯等典型的 Web1.0 和 Web2.0 应用场景。然而，特定类型的信息对传输时效性具有严格要求，超出时 限将导致信息价值丧失。以工业控制系统为例，执行器的传感器状态信息若未能 及时传输，将造成控制时序错乱；金融交易场景中，买卖报价瞬息万变，信息传 输延迟会直接影响成交价格。这类场景下，信息的时效性成为其使用价值的决定 面向 Web3

中的常识生成操控任务。在小脑方面，本田 Asimo 人形机器人采用传统的逻辑推理控制，能够完成各种复杂的行走功能 和人类肢体动作；Figure 在 OPEN AI 提供的大脑功能以外，打造了 完全端到端的运动控制系统；智元机器人采用云端超脑、大脑、小脑 等多层次架构，分别负责任务级、技能级和指令级的操作任务。 部分人形机器人头部厂商开展了端到端架构的探索。端到端架构 融合“大脑”和“小脑”功能，通过统一的神经网络，直接将任务目

程序、运行参数或生产指令 下发到数字化设备； b) 应具备构建模型实现全 流程生产作业数据的在 线分析，优化生产工序工 艺参数、设备参数、产能 产量、生产资源配置等； c) 适用时，应基于先进过程 控制系统，融合工艺机理 分析、多尺度物性表征和 建模、实时优化和预测控 制等技术，实现精准、实 时和闭环的过程控制； d) 适用时，应用模块化、成 组和产线重构等技术，搭 建柔性可重构产线，根据