今年，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)保持快速增長勢頭。據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟初步估算，2019年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)8000億元，以18%的年均增速增長。
“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的融合創(chuàng)新既是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是推動新舊動能轉(zhuǎn)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(wǎng)的要求和目標(biāo)高度契合，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和融合創(chuàng)新應(yīng)用提供了關(guān)鍵支撐和重要機(jī)遇。
5G為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展注入新活力
5G是驅(qū)動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵使能技術(shù)。2019年全國預(yù)計(jì)開通5G基站超過13萬個，實(shí)現(xiàn)億級工業(yè)設(shè)備接入。
“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”重點(diǎn)聚焦工業(yè)制造、能源電網(wǎng)、智慧港口等領(lǐng)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(wǎng)”融合應(yīng)用類型已達(dá)20種以上。在制造領(lǐng)域，5G應(yīng)用以信息采集、遠(yuǎn)程控制、視頻監(jiān)控、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測為主。
5G TSN技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)無線TSN，保障工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)端到端的低時延；5G高頻和天線技術(shù)，支持工廠內(nèi)的精準(zhǔn)定位和高帶寬通信，大幅提高遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域的操作精度；5G邊緣計(jì)算技術(shù)，正加速工業(yè)IT和OT網(wǎng)絡(luò)融合，提升制造工廠內(nèi)邊緣的智能化。根據(jù)IDC預(yù)測，未來將有超過50%的數(shù)據(jù)在邊緣側(cè)處理，到2020年邊緣計(jì)算支出將占物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施總支出的18%，成本僅為單獨(dú)使用中心云計(jì)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(yīng)用都要求快速響應(yīng)，例如VR頭盔時延超過7毫秒就會產(chǎn)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(yīng)用到Saas層，嵌入工控管理軟件，與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI結(jié)合。以工廠的遠(yuǎn)期規(guī)劃為例，不需要召開臨時的生產(chǎn)調(diào)度會，智能ERP的執(zhí)行時間可以縮短25%。
5G的特點(diǎn)不僅僅是在無線網(wǎng)絡(luò)速率的提升上，5G切片技術(shù)對核心網(wǎng)更是帶來革命性的變化。南方電網(wǎng)聯(lián)合中國移動、華為在深圳開展5G承載配用電業(yè)務(wù)改造試點(diǎn)，利用5G切片技術(shù)確保工業(yè)網(wǎng)絡(luò)便捷、高效、安全應(yīng)用，依托5G低時延、高可靠的特性滿足差動保護(hù)業(yè)務(wù)需求，驗(yàn)證切片管理器配置、發(fā)布、管理和性能檢測等功能，實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)切片自動管理。
青島港試點(diǎn)是“5G+港口”的典型應(yīng)用，利用5G大帶寬、低時延、高可靠的特性實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械遠(yuǎn)程操控，通過5G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)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(chǎn)施工降本增效。
5G創(chuàng)新工業(yè)應(yīng)用場景
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對5G充滿期待。大眾所認(rèn)知的5G網(wǎng)絡(luò)通常是“一秒鐘可以下載一部高清電影”，但這并不是5G網(wǎng)絡(luò)的剛需。5G改變了4G的應(yīng)用規(guī)則，1G~4G是面向個人通信，而5G拓展到產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市等應(yīng)用。
中國工程院院士鄔賀銓認(rèn)為，40%跨物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的潛在價(jià)值以及某些環(huán)境中將近60%的潛在價(jià)值都需要運(yùn)用互操作性。產(chǎn)業(yè)數(shù)字化需將工廠內(nèi)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，5G的到來為物聯(lián)網(wǎng)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(nèi)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)承載網(wǎng)（CUII）的工業(yè)外網(wǎng)。在此基礎(chǔ)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(nèi)第一個5G全連接工廠，是5G應(yīng)用在制造業(yè)的典型案例。中國商飛上海飛機(jī)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(shí)感受到了5G技術(shù)下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。”
5G網(wǎng)絡(luò)在商飛的應(yīng)用創(chuàng)新了很多工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景：基于5G大帶寬的特性，“5G+大數(shù)據(jù)+AI”技術(shù)進(jìn)行復(fù)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(jì)算+機(jī)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(jì)算+機(jī)器視覺”云化雙目相機(jī)檢測，使檢測速率提升10倍，對質(zhì)量檢測產(chǎn)生顛覆性的變化；基于5G大連接特性建成的24小時“黑燈產(chǎn)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(chǎn)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(wǎng)絡(luò)方式有效解決。”5G的特性成就了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，解決了工廠內(nèi)關(guān)鍵的設(shè)備連接問題。
李紹斌介紹，格力電器珠海廠區(qū)建設(shè)了5G專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，基于5G專網(wǎng)的很多應(yīng)用幫助格力實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)增效。5G+AR遠(yuǎn)程指導(dǎo)與輔助操作應(yīng)用，通過實(shí)時的視頻、語音、3D標(biāo)記、凍結(jié)圖像等對產(chǎn)線裝配人員進(jìn)行圖文動態(tài)操作指導(dǎo)，遠(yuǎn)程分析原因并快速解決問題，有效減少質(zhì)量問題發(fā)生。廠房內(nèi)高密度物聯(lián)網(wǎng)接入5G應(yīng)用，通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)廠房環(huán)境下大量IoT設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)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(chǎn)線智能控制和快速動態(tài)調(diào)整需求，實(shí)現(xiàn)更加靈活、互聯(lián)、協(xié)同的柔性生產(chǎn)。5G網(wǎng)絡(luò)下的AGV小車實(shí)現(xiàn)跨樓層、跨車間的物料自動精準(zhǔn)配送，實(shí)現(xiàn)智慧物流。
推動“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合發(fā)展
推動“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展，使我國工業(yè)從“規(guī)模和數(shù)量”向“質(zhì)量和效益”加速轉(zhuǎn)換已成為行業(yè)共識。
未來，促進(jìn)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”加速融合是大勢所趨。中國信息通信研究院院長劉多認(rèn)為，要從三方面積極推動“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合發(fā)展。一是推動落實(shí)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”部署實(shí)施。支撐5G戰(zhàn)略、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略落地，強(qiáng)化基于5G企業(yè)內(nèi)網(wǎng)建設(shè)改造的測試、評估、應(yīng)用咨詢服務(wù)能力，引導(dǎo)建設(shè)技術(shù)測試床和行業(yè)測試床，打造典型工業(yè)應(yīng)用場景。二是積極制定“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。立足5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展階段、核心技術(shù)和關(guān)鍵突破，深入研究“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合關(guān)鍵技術(shù)，統(tǒng)籌推進(jìn)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，搭建合作平臺，推動垂直行業(yè)應(yīng)用測試和試點(diǎn)示范建設(shè)。三是加速構(gòu)建“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合發(fā)展生態(tài)。充分發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、5G應(yīng)用產(chǎn)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(wǎng)的專家和復(fù)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(wǎng)”優(yōu)秀項(xiàng)目。
5G作為工廠內(nèi)網(wǎng)往專網(wǎng)方向和公網(wǎng)互聯(lián)互通方向發(fā)展，已經(jīng)成為5G網(wǎng)絡(luò)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(rèn)為，5G在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用仍面臨兩個挑戰(zhàn)。一是工廠內(nèi)網(wǎng)覆蓋的挑戰(zhàn)，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”首先要把工廠內(nèi)的設(shè)備通過5G網(wǎng)絡(luò)連起來，讓很多傳統(tǒng)老式設(shè)備“5G化”；二是5G網(wǎng)絡(luò)下收集的數(shù)據(jù)上傳到云端面臨的數(shù)據(jù)主權(quán)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(yīng)該抓住這個機(jī)會，跟上這個時代，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
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