今年，我國工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)規(guī)模持續(xù)保持快速增長勢頭。據工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟初步估算，2019年工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)規(guī)模將達8000億元，以18%的年均增速增長。
“5G+工業(yè)互聯(lián)網”的融合創(chuàng)新既是產業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是推動新舊動能轉換的重要動力。5G超大帶寬、超低時延、海量連接的特性，與工業(yè)互聯(lián)網的要求和目標高度契合，為工業(yè)互聯(lián)網新型基礎設施建設和融合創(chuàng)新應用提供了關鍵支撐和重要機遇。
5G為工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展注入新活力
5G是驅動工業(yè)互聯(lián)網高質量發(fā)展的關鍵使能技術。2019年全國預計開通5G基站超過13萬個，實現(xiàn)億級工業(yè)設備接入。
“5G+工業(yè)互聯(lián)網”重點聚焦工業(yè)制造、能源電網、智慧港口等領域，中國信息通信研究院院長劉多表示，我國“5G+工業(yè)互聯(lián)網”融合應用類型已達20種以上。在制造領域，5G應用以信息采集、遠程控制、視頻監(jiān)控、產品質量監(jiān)測為主。
5GTSN技術可以實現(xiàn)工廠內無線TSN，保障工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務端到端的低時延;5G高頻和天線技術，支持工廠內的精準定位和高帶寬通信，大幅提高遠程控制領域的操作精度;5G邊緣計算技術，正加速工業(yè)IT和OT網絡融合，提升制造工廠內邊緣的智能化。根據IDC預測，未來將有超過50%的數(shù)據在邊緣側處理，到2020年邊緣計算支出將占物聯(lián)網基礎設施總支出的18%，成本僅為單獨使用中心云計算的39%。
工業(yè)超高清視頻和VR/AR對帶寬與時延有很高的要求。工業(yè)VR/AR應用都要求快速響應，例如VR頭盔時延超過7毫秒就會產生眩暈感，而4G時延約40毫秒，5G的超低時延就可滿足VR要求。5G應用到Saas層，嵌入工控管理軟件，與物聯(lián)網、大數(shù)據、云計算、AI結合。以工廠的遠期規(guī)劃為例，不需要召開臨時的生產調度會，智能ERP的執(zhí)行時間可以縮短25%。
5G的特點不僅僅是在無線網絡速率的提升上，5G切片技術對核心網更是帶來革命性的變化。南方電網聯(lián)合中國移動、華為在深圳開展5G承載配用電業(yè)務改造試點，利用5G切片技術確保工業(yè)網絡便捷、高效、安全應用，依托5G低時延、高可靠的特性滿足差動保護業(yè)務需求，驗證切片管理器配置、發(fā)布、管理和性能檢測等功能，實現(xiàn)核心網切片自動管理。
青島港試點是“5G+港口”的典型應用，利用5G大帶寬、低時延、高可靠的特性實現(xiàn)工程機械遠程操控，通過5G網絡遠程控制抓取集裝箱，改善操作人員的工作環(huán)境，有效保障操作人員安全，助力企業(yè)生產施工降本增效。
5G創(chuàng)新工業(yè)應用場景
工業(yè)互聯(lián)網對5G充滿期待。大眾所認知的5G網絡通常是“一秒鐘可以下載一部高清電影”，但這并不是5G網絡的剛需。5G改變了4G的應用規(guī)則，1G~4G是面向個人通信，而5G拓展到產業(yè)互聯(lián)網和智慧城市等應用。
中國工程院院士鄔賀銓認為，40%跨物聯(lián)網應用的潛在價值以及某些環(huán)境中將近60%的潛在價值都需要運用互操作性。產業(yè)數(shù)字化需將工廠內設備聯(lián)網，5G的到來為物聯(lián)網提供了很好的互聯(lián)手段。
中國聯(lián)通打造了5G+MEC+PON的工業(yè)內網和工業(yè)互聯(lián)網承載網(CUII)的工業(yè)外網。在此基礎上，上海商飛聯(lián)合中國聯(lián)通等多家合作伙伴打造的全球第一個5G工業(yè)園區(qū)和國內第一個5G全連接工廠，是5G應用在制造業(yè)的典型案例。中國商飛上海飛機制造有限公司航研所黨總支副書記、智能工廠部部長汪順利由衷地說：“近兩年時間，我們切實感受到了5G技術下的工業(yè)互聯(lián)網。”
5G網絡在商飛的應用創(chuàng)新了很多工業(yè)領域的應用場景：基于5G大帶寬的特性，“5G+大數(shù)據+AI”技術進行復合材料缺陷檢測，使對比試塊減少了90%，人員成本降低了95%;基于5G低時延的特性，“5G+云計算+機器視覺”的8K視覺檢測系統(tǒng)，相較之前的檢測效率提升了300%;“5G+云計算+機器視覺”云化雙目相機檢測，使檢測速率提升10倍，對質量檢測產生顛覆性的變化;基于5G大連接特性建成的24小時“黑燈產線”的數(shù)控全連接工廠，較傳統(tǒng)加工效率提升近一倍。
“在企業(yè)生產過程中，遇到最多的問題就是連接問題。”珠海格力電器股份有限公司總裁助理兼總工程師助理李紹斌說，“客戶提出的很多人工智能方面的需求，在5G出現(xiàn)之前我們沒有辦法通過網絡方式有效解決。”5G的特性成就了工業(yè)互聯(lián)網，解決了工廠內關鍵的設備連接問題。
李紹斌介紹，格力電器珠海廠區(qū)建設了5G專網網絡架構，基于5G專網的很多應用幫助格力實現(xiàn)了提質增效。5G+AR遠程指導與輔助操作應用，通過實時的視頻、語音、3D標記、凍結圖像等對產線裝配人員進行圖文動態(tài)操作指導，遠程分析原因并快速解決問題，有效減少質量問題發(fā)生。廠房內高密度物聯(lián)網接入5G應用，通過5G網絡實現(xiàn)廠房環(huán)境下大量IoT設備數(shù)據實時傳輸，滿足低時延場景要求。5G的低時延、高可靠可滿足格力產線智能控制和快速動態(tài)調整需求，實現(xiàn)更加靈活、互聯(lián)、協(xié)同的柔性生產。5G網絡下的AGV小車實現(xiàn)跨樓層、跨車間的物料自動精準配送，實現(xiàn)智慧物流。
推動“5G+工業(yè)互聯(lián)網”融合發(fā)展
推動“5G+工業(yè)互聯(lián)網”發(fā)展，使我國工業(yè)從“規(guī)模和數(shù)量”向“質量和效益”加速轉換已成為行業(yè)共識。
未來，促進“5G+工業(yè)互聯(lián)網”加速融合是大勢所趨。中國信息通信研究院院長劉多認為，要從三方面積極推動“5G+工業(yè)互聯(lián)網”融合發(fā)展。一是推動落實“5G+工業(yè)互聯(lián)網”部署實施。支撐5G戰(zhàn)略、工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略落地，強化基于5G企業(yè)內網建設改造的測試、評估、應用咨詢服務能力，引導建設技術測試床和行業(yè)測試床，打造典型工業(yè)應用場景。二是積極制定“5G+工業(yè)互聯(lián)網”技術標準體系。立足5G和工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展階段、核心技術和關鍵突破，深入研究“5G+工業(yè)互聯(lián)網”融合關鍵技術，統(tǒng)籌推進“5G+工業(yè)互聯(lián)網”融合標準體系建設，搭建合作平臺，推動垂直行業(yè)應用測試和試點示范建設。三是加速構建“5G+工業(yè)互聯(lián)網”融合發(fā)展生態(tài)。充分發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟、5G應用產業(yè)方陣的作用，凝聚和培養(yǎng)一批既懂5G又懂工業(yè)互聯(lián)網的專家和復合型人才，舉辦“綻放杯”等全國大型科創(chuàng)競賽，孵化“5G+工業(yè)互聯(lián)網”優(yōu)秀項目。
5G作為工廠內網往專網方向和公網互聯(lián)互通方向發(fā)展，已經成為5G網絡發(fā)展比較成熟的龍頭企業(yè)的需求方向。盡管如此，華為公司高級副總裁張順茂認為，5G在工業(yè)領域應用仍面臨兩個挑戰(zhàn)。一是工廠內網覆蓋的挑戰(zhàn)，“5G+工業(yè)互聯(lián)網”首先要把工廠內的設備通過5G網絡連起來，讓很多傳統(tǒng)老式設備“5G化”;二是5G網絡下收集的數(shù)據上傳到云端面臨的數(shù)據主權問題。
未來已來。5G將帶來無窮的力量，變很多不可能為可能。我們應該抓住這個機會，跟上這個時代，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
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數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
