《IEEE Journal of Indoor and Seamless Positioning and Navigation》：IECON Industry Forum [News in Industry Activities]
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本文报道了IECON 2025工业论坛的盛况，该论坛汇聚了工业电子领域的研究者与实践者，聚焦电力与储能、智能自动化与智能工厂、以及工业电子在农业、食品和矿业的创新应用三大主题。论坛展示了超级电容器、数字孪生、物联网和可持续制造等前沿技术在解决能源转型、产业升级及资源循环利用等全球性挑战中的应用与潜力，旨在弥合学术与产业鸿沟，共同应对实际问题。
在当今全球面临能源转型、产业数字化和可持续发展等深刻挑战的背景下，工业电子技术正扮演着越来越关键的角色。一方面，可再生能源并网带来的波动性对电力系统的稳定性构成考验，传统的能源存储方案在响应速度、循环寿命等方面存在局限。另一方面，制造业正朝着智能化、柔性化方向演进，但如何将物联网、人工智能与现有工业系统深度融合，打造真正“智能”的工厂，并应对劳动力短缺、提高运营韧性的问题依然亟待解决。同时，在粮食安全、资源开采效率提升等领域，技术创新也亟需突破。为此，第51届IEEE工业电子学会（IES）年会于2025年10月14日至17日在西班牙马德里召开了工业论坛，旨在为学术界和产业界搭建桥梁，聚焦前沿技术及其实际应用，共同探索解决方案。
本次工业论坛围绕三大核心主题展开深入探讨。论坛一“电力与储能：混合储能/超级电容器及其应用”，重点关注下一代能源存储技术。Nihal Kularatna教授介绍了超级电容器辅助（SCA）电路技术的创新与商业化，如其团队开发的SCA低压差线性稳压器（SCALDO）和SCA浪涌吸收器（SCASA），这些技术基于“SCA损耗管理”新理论，旨在提高功率转换效率、保护系统，并应用于可再生能源系统中。Abhisek Ukil教授则探讨了混合储能系统（HESS）在可再生能源和微电网中的应用，该系统结合了高能量密度的电池和高功率密度的超级电容器，以平抑功率波动、调节输出电压，是构建未来高比例可再生能源电力系统的关键技术。
论坛二“智能自动化与智能工厂趋势”则聚焦制造业的数字化未来。S Lanceros-Méndez博士介绍了用于传感器、执行器以及印刷电池的可持续油墨和先进制造技术，为实现可持续数字化提供了材料学基础。Hans-Peter Bernhard博士探讨了数字孪生如何与5G/6G无线通信网络融合，使网络从被动管道转变为工业运营中主动、自适应的组件，从而提升智能工厂的韧性、灵活性与性能。Luis Miguel Marin回顾了过去十五年工业数字化进程，指出行业领导者正采取业务导向的数字化策略，在传承与创新间寻求平衡。Yebin Wang博士从工业研究视角出发，强调了数字孪生、自主性、通信和机器学习是实现具备敏捷、灵活、自主和韧性特性的智能工厂的关键使能技术，并介绍了在自主船厂和精准运动操控方面的研究。
论坛三“创新产业中的工业电子应用”将视野拓展至更广泛的跨学科领域。Cheng Pang博士介绍了利用黑水虻将餐厨垃圾升级再造为高蛋白的昆虫生物转化技术，并展示了基于数字孪生范例建立的工业化养殖设施，为解决食物浪费和蛋白质短缺双重挑战提供了循环生物经济方案。Zheng Liu教授系统阐述了数字孪生（Digital Twin）从概念到工业实施的全过程，涵盖其基本原理、系统架构和实际应用，为跨工业领域成功应用该技术提供了实践策略。Regina Roos则探讨了无人机在矿产、采矿和农业领域维护作业“最后一公里”的转型应用，包括对架空线路、传送带、尾矿坝及基础设施的结构完整性进行检测，其在危险或偏远区域的应用可提高操作可靠性、减少停机时间并降低人员风险。
为开展上述研究，报告者们主要运用了以下关键技术与方法：1. 在电力储能领域，聚焦超级电容器辅助（SCA）电路理论（如SCALDO、SCASA）及其在解决功率转换效率和系统保护问题上的应用；以及混合储能系统（HESS）架构与控制策略，用于微电网中整合可再生能源（RESs）。2. 在智能工厂领域，涉及基于数字孪生的网络与运营技术（OT）集成、5G/6G通信网络的实时仿真与智能编排，以及用于可持续数字化的先进功能材料与印刷制造技术。3. 在跨行业应用领域，采用了基于数字孪生范式的工业化昆虫生物转化过程监控与管理系统，以及无人机在矿业维护中的巡检应用技术。
本研究（论坛报告）的主要结果和结论如下：
- 1.
超级电容器辅助技术展现巨大应用潜力：Nihal Kularatna教授的研究表明，基于超级电容器辅助（SCA）理论的SCA低压差线性稳压器（SCALDO）和SCA浪涌吸收器（SCASA）等专利技术，可有效解决功率电子学中功率转换效率、系统保护等经典问题，并已成功应用于可再生能源系统，实现了从概念到产业化的跨越。
- 2.
混合储能系统是构建高比例可再生能源电力系统的关键：Abhisek Ukil教授指出，由电池和超级电容器构成的混合储能系统（HESS）能够有效平抑微电网中因可再生能源（RESs）接入引起的瞬态功率波动，并调节输出电压，是实现未来高比例可再生能源电力系统稳定运行的重要技术路径。
- 3.
可持续数字化依赖先进材料与制造工艺：S Lanceros-Méndez博士提出，可持续油墨、印刷电池和能量收集系统是实现物联网（IoT）和工业4.0背景下可持续数字化的核心，其发展需遵循“安全设计”和“可持续设计”原则，在保证高性能的同时减少环境影响。
- 4.
网络数字孪生推动智能工厂向主动自适应演进：Hans-Peter Bernhard博士认为，集成数字孪生的5G/6G通信网络，能使无线网络根据自动化与控制需求进行动态调整，从而从被动管道转变为工业运营的主动、自适应组件，为智能工厂带来前所未有的韧性、灵活性和性能。
- 5.
工业数字化正转向业务导向的务实路径：Luis Miguel Marin通过回顾工业4.0十五年发展历程指出，成功的工业数字化并非盲目追求技术，而是需要在业务目标驱动下，平衡既有遗产系统与技术创新，采取更为务实的实施策略。
- 6.
数字孪生与自主技术是智能工厂的核心使能技术：Yebin Wang博士强调，实现具备敏捷、灵活、自主和韧性特质的智能工厂，必须依赖数字孪生、自主性、通信和机器学习等关键技术，其在自动化物流和精准运动控制等领域的研究已验证了其价值。
- 7.
昆虫生物转化技术提供食物浪费与蛋白质短缺的创新解决方案：Cheng Pang博士介绍，利用黑水虻进行餐厨垃圾生物转化，是一种可同时应对食物垃圾处理和蛋白质短缺全球性挑战的循环生物经济方案。采用数字孪生范式设计的工业化养殖设施，可实现大规模、高效、可控的生产。
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数字孪生技术正从概念走向广泛的工业实施：Zheng Liu教授系统化地展示了数字孪生（Digital Twin）技术，它通过集成传感、物联网、仿真和人工智能，创建能够自适应、预测性能的工业资产动态模型，其应用已从理论走向跨行业的实际部署。
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无人机技术革新矿业与农业维护的“最后一公里”：Regina Roos阐述，无人机能够安全、高效地检查偏远或危险区域，在架空线路、传送带、尾矿坝等基础设施巡检，以及遗产地观测和野生动物监测方面具有显著优势，可助力矿业实现更智能、更安全、更可持续的维护策略。
归纳而言，IECON 2025工业论坛成功展示了工业电子技术在应对能源、制造和资源领域核心挑战中的前沿进展与多元化应用。论坛结论强调，无论是提升能源系统效率与可靠性的超级电容器与混合储能技术，驱动制造业转型的数字孪生、物联网与可持续制造，还是解决粮食与资源问题的创新生物转化与无人机应用，其共同目标在于弥合学术研究与产业实践之间的鸿沟。这些讨论表明，通过跨学科、跨领域的协同创新，将理论突破与实际问题解决相结合，工业电子技术有望在推动全球可持续发展、实现产业智能化升级方面发挥更为关键的作用。论坛的成功举办也体现了IEEE工业电子学会通过其行业活动委员会持续推动产学研对话、共同应对现实世界复杂问题的坚定承诺。
