五大趋势

幸运的是，人类并不缺乏创造力和灵感。当我们开始寻找合适的解决方案时，从五个特定的全球大趋势的角度来研究这些解决方案会有所帮助。

全球人口将继续增长，但我们可以预计，这种增长将出现明显的差异。在2000年至2050年之间，非洲的人口将几乎翻一番，而欧洲和中国的人口将减少。一些地区的增长正在放缓，但同期65岁以上人口占全球人口的比例将增加近三倍。*因此，年轻一代将承担更大的医疗费用。以美国为例，2019年35岁以下儿童占人口的近一半，但仅占医疗支出的20％。经济增长将越来越依赖通过技术和数字化实现的生产率提高，而不是绝对的人口增长。人工智能（AI）、自动化和机器人技术将通过吸收以前由工作年龄人群从事的劳动来帮助实现这些成就。新兴的工业元宇宙将使员工能够在身临其境、直观、实时的环境中更好地协作。人工智能将执行高度重复的任务，让人类腾出时间专注于自己最擅长的事情：推动创造力、创新和灵感。人口变化带来的许多挑战可以通过技术来解决。但是，全世界的组织、政府和劳动力都在抓住这个机会吗？答案是有条件的 “是”。

老龄化社会按年龄划分的人口发展情况（bn，复合年增长率）a)• 世界人口增长放缓但老龄化严重• 65 岁以上人群中增长最快（2000 — 2050 年：2.7%）

a) 来源：联合国经济和社会事务部人口司（2022年，《2022年世界人口展望》）

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大城市正在崛起。今天，世界上有33个城市，人口超过1000万，其中一些城市——包括东京、上海和新德里——居住着超过2000万人口。预测表明，到2030年，总共将有43个特大城市，其中大部分扩张发生在发展中国家。*

与此相关的发展是，与2015年相比，2050年对出行的需求将增加一倍以上。根据预测，未来30年，乘客公里数将增加三倍，从44万亿增加到122万亿。*要满足这一需求，就需要对提供无缝运输的可持续公共交通系统进行大量投资。

除公共交通外，成长中的城市还需要提供连接和边缘计算的智能建筑、医院、学校和通信网络。基于软件的优化和智能硬件技术将有助于降低能耗，提高建筑物和工厂的效率。

在不到一年的时间里，70,000 平方米 可口可乐欧洲合作伙伴生产设施 瑞典约德布罗的能源消耗减少了13％，这要归功于楼宇管理系统的升级以及新的风扇和高压压缩机的安装。这每年节省的能源相当于为混合动力汽车充电 400,000 次所需的能量。* 类似的项目可能会在全球范围内有所作为，而七国集团的全球基础设施与投资伙伴关系 (PGII) 正在朝着这一方向迈进。它已与其欧盟投资伙伴Global Gateway一起，承诺在2022年至2027年间对发展中国家的可持续基础设施进行超过6000亿美元的投资。*

随着城市和发展中地区人口的增长，他们侵占可耕地，需要更多的水和食物。应对这一短缺挑战的一种对策是垂直农业，预计从2020年到2030年，该市场将以25％的复合年增长率增长。*在LED技术、机器人和自动化的进步的推动下，垂直农业在受控的环境中提供农业解决方案。基于人工智能的作物管理使每年的生长周期延长17到20个成为可能，并且可以帮助生产 食物多出 300 倍 每平方英尺的耕作方法比传统的农业方法。* 一个 迪拜的垂直农场， 例如，与传统农场相比，所需的水量减少了95％，产量超过100万千克的食物——不含杀虫剂、除草剂和化学物质。*诸如此类的解决方案将养活更多的人，支持不断增长的生产力需求，同时减少对合成肥料的需求。

数字技术在实现城市扩张的可持续性方面也起着决定性作用。智能建筑、由5G提供支持的智能信号和软件平台有可能为数百万人提供显著的节能和更好的旅行体验。

城市化主要发生在欠发达区域一段时间内居住在城市/农村地区的总人口的百分比 b)

b) 来源：《联合国世界城市化展望》（2018）

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尽管过去几十年以全球化为标志，即通过自由贸易和资本自由流动，全球经济日益一体化，但近年来发生了巨大变化：欧洲和北美在全球经济中的影响力下降，经济力量向东移动。到2050年，印度和亚太自由贸易协定区域全面经济伙伴关系（RCEP）*都将占全球GDP的35％以上。其成员国的国内生产总值已经超过了欧盟和USMCA（美国-墨西哥-加拿大协定——前身为北美自由贸易协定）成员国的国内生产总值。总体而言，可以归类为 “自由” 和 “大部分自由” 经济体在全球GDP中的份额已从2006年的56％大幅下降到2021年的46％。*尽管全球互联的行业刺激了竞争和创新，但将生产设在靠近市场的地方（即近岸业务或本地对本地业务）可以使当地经济更具弹性和可持续性。这一大趋势被称为 “全球本地化”，其先决条件是经济自由、标准化、贸易技术壁垒（TBT）的减少以及支持数字经济的政策。在很大程度上，全球本地化的成功取决于获得数字技术的机会。安全可信的全行业数字信息交换，正如所设想的那样 ESTAINIUM 协会，*将有可能减少全球供应链的排放，制定建立和优化循环经济的战略，从而在地方层面优化资源效率。成功实施了由行业参与者发起的标准，例如 IEC 63278 系列国际标准，允许工业数字双胞胎架构实现全球互操作性，从而改善当地经济的循环性。数字产品护照将是此类进步的另一个好处。*去全球化不是一个可行的选择。因此，政府和企业应通过战略多边主义进一步加强和重塑国际合作。*

从全球化到全球本地化全球商品贸易与全球工业生产的比率（指数01/1991 = 100）c）本地化和区域化程度不断提高• 近岸• 大国的竞争

c) 资料来源：经济政策分析局全球贸易快讯

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就目前情况而言，每年开采和加工900亿至1000亿吨的原始矿物。到2060年，这一数量将翻一番，达到1900亿公吨。即使根据政府目前做出的雄心勃勃的承诺，预计到2030年，海洋生态系统中的塑料废物仍将增加65％。预计全球城市地区的水资源短缺将加剧，到2050年，影响亚洲13亿人口（2016年为6.09亿）。非洲受水资源短缺影响的人口将几乎翻两番，从2016年的8000万增加到2050年的3.11亿。尽管在解决人为全球变暖的许多原因方面取得了进展，但与工业化前水平相比，目前的政策不足以将其限制在+1.5°C以内，至少在本世纪是如此。*

通过将现实世界和数字世界相结合，可以解决可持续发展的矛盾——用更少的资源做更多的事情——是可能的。这个 亚速尔群岛的特塞拉岛 提供了一个很好的例子。Terceira的目标是通过将预测的能耗和产量与强大的基于电池的储能系统相结合，每年减少超过3600吨的碳排放。*

从广义上讲，全面的数字双胞胎可以帮助我们实现净零碳排放。区域交通的脱碳现已成为现实。氢气技术使轨道交通变得气候友好：现在每列火车每年可以减少520吨的二氧化碳。长途列车的无排放运行不再是遥不可及的梦想；它正在成为现实。*

循环经济解决方案——主要由数字护照、加密代币和数据分析提供支持——是提高资源效率的又一个机会。产品碳足迹 (PCF) 支持在供应链的产品层面进行有针对性的排放管理。* 例如，对工业断路器的测试案例分析表明，碳足迹的增加高达 37% 的再生树脂使产品的二氧化碳足迹减少了 5.3%。*

另一个例子是不断增长的锂基汽车电池市场，预计到2030年将达到4,400吉瓦时，到2050年可能增加到11,000吉瓦时。报废电池的回收率可能会从2030年的7％逐步增长到2050年的43％。*数据分析、闭环材料流以及将可持续发展标准纳入产品设计将是关键。事实上，我们拥有遏制气候变化和环境污染的工具。我们可以用更少的资源做更多的事情。

气候变化仍在继续全球年平均温度变化 (°C) d)目前的政策不足以将本世纪的全球变暖限制在+1.5°C以内

d) 资料来源：美国国家海洋与大气管理局（2022年），偏离全球20世纪平均水平

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数字化本身就是一个大趋势，因为它渗透到每个行业，并为上述许多挑战提供了解决方案。在所有行业中，软件的增长速度是工业设备的两倍，复合年增长率为15％至19％。*互联网连接正在稳步扩展。虽然2022年安装了34亿个物联网通信接口，但随着更多工业和基础设施设备的连接，这一数字预计将显著增长——到2032年将达到96亿台设备。* 到2030年，全球100％的人口将可以访问互联网。作为全球第二大经济体，中国的边缘计算市场预计在2026年将达到24亿美元的市场规模，在分析期内，复合年增长率为35％。*由人工智能控制的机器将成为市场的自主和智能参与者——这将导致IT/OT领域的自动化和机器人技术的发展。*此外，平台经济正在进入B2B。对于向乘客出售车票的铁路公司而言，管理座位预订和跟踪库存可用性可能既昂贵又耗时，而且乘客更喜欢简便的预订流程。这些流程的数字化转型带来了更高的模块化和可扩展性 移动即服务 (MaaS) 平台。在西班牙和荷兰，这鼓励了越来越多的人选择门到门的旅行选择。对于一家运输运营商而言，MaaS平台预计在前五年将增加1.56亿欧元的收入。这将通过加快寻找合作伙伴的过程来实现，例如eScooter、出租车公司、汽车共享和其他交通提供商。在其他地方，完全可扩展和模块化 基于网络的平台 已经处理了105亿次行程查询，每年为领先的提供商签发了3亿张门票，从而实现了动态定价，从而优化了运力利用率和收入。*数字双胞胎和新兴事物 工业元宇宙 (IMV) 还使行业能够使用最少的自然资源在数字世界中实时测试现实世界中的数据。开放、可互操作和协作。无限的数据将取代有限的资源。鉴于目前世界上有很大一部分人口进入退休期，对提供援助和增强用户体验的支持技术的需求将急剧增加。其中包括即插即用的数字解决方案、工业级人工智能、可执行的数字双胞胎、边缘计算、自动化和机器人、5G 和网络安全。电力电子设备，例如智能转换器，也很重要，因为它是电力系统数据和控制的数字接入点。此外，支持人工智能的工业元宇宙将开辟新的、身临其境的、逼真的空间，供人们协作，为现实世界中的问题寻找新的、更好的解决方案。

数字化转型仍在继续物联网通信接口 e)（以 bn 个单位为单位）连接的工业和基础设施设备的数量不断增加

e) 来源：西门子根据Gartner的研究创建和计算的图表。

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Gartner 2023年预测：全球物联网、终端和通信，2022-2032年，第二季度更新——按行业、医疗保健提供商、制造业和自然资源、智能建筑、交通运输划分的全球物联网终端安装量。

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*来源和参考书目列于 大趋势论文