工業互聯網對5G充滿期待
http://www.moduwu.com 2020-03-30 11:14 來源：人民郵電報 鄧聰
今年，我國工業互聯網產業規模持續保持快速增長勢頭。據工業互聯網產業聯盟初步估算，2019年工業互聯網產業規模將達8000億元，以18%的年均增速增長。
“5G+工業互聯網”的融合創新既是產業發展的必然趨勢，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，與工業互聯網的要求和目標高度契合，為工業互聯網新型基礎設施建設和融合創新應用提供了關鍵支撐和重要機遇。
5G為工業互聯網發展注入新活力
5G是驅動工業互聯網高質量發展的關鍵使能技術。2019年全國預計開通5G基站超過13萬個，實現億級工業設備接入。
“5G+工業互聯網”重點聚焦工業制造、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+工業互聯網”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、視頻監控、產品質量監測為主。
5G TSN技術可以實現工廠內無線TSN，保障工業互聯網業務端到端的低時延；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%的數據在邊緣側處理，到2020年邊緣計算支出將占物聯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%。
工業超高清視頻和VR/AR對帶寬與時延有很高的要求。工業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，與物聯網、大數據、云計算、AI結合。以工廠的遠期規劃為例，不需要召開臨時的生產調度會，智能ERP的執行時間可以縮短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。南方電網聯合中國移動、華為在深圳開展5G承載配用電業務改造試點，利用5G切片技術確保工業網絡便捷、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務需求，驗證切片管理器配置、發布、管理和性能檢測等功能，實現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境，有效保障操作人員安全，助力企業生產施工降本增效。
5G創新工業應用場景
工業互聯網對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的應用規則，1G~4G是面向個人通信，而5G拓展到產業互聯網和智慧城市等應用。
中國工程院院士鄔賀銓認為，40%跨物聯網應用的潛在價值以及某些環境中將近60%的潛在價值都需要運用互操作性。產業數字化需將工廠內設備聯網，5G的到來為物聯網提供了很好的互聯手段。
中國聯通打造了5G+MEC+PON的工業內網和工業互聯網承載網（CUII）的工業外網。在此基礎上，上海商飛聯合中國聯通等多家合作伙伴打造的全球第一個5G工業園區和國內第一個5G全連接工廠，是5G應用在制造業的典型案例。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技術下的工業互聯網。”
5G網絡在商飛的應用創新了很多工業領域的應用場景：基于5G大帶寬的特性，“5G+大數據+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，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”的數控全連接工廠，較傳統加工效率提升近一倍。
“在企業生產過程中，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的特性成就了工業互聯網，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生。廠房內高密度物聯網接入5G應用，通過5G網絡實現廠房環境下大量IoT設備數據實時傳輸，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調整需求，實現更加靈活、互聯、協同的柔性生產。5G網絡下的AGV小車實現跨樓層、跨車間的物料自動精準配送，實現智慧物流。
推動“5G+工業互聯網”融合發展
推動“5G+工業互聯網”發展，使我國工業從“規模和數量”向“質量和效益”加速轉換已成為行業共識。
未來，促進“5G+工業互聯網”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+工業互聯網”融合發展。一是推動落實“5G+工業互聯網”部署實施。支撐5G戰略、工業互聯網創新發展戰略落地，強化基于5G企業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測試床，打造典型工業應用場景。二是積極制定“5G+工業互聯網”技術標準體系。立足5G和工業互聯網發展階段、核心技術和關鍵突破，深入研究“5G+工業互聯網”融合關鍵技術，統籌推進“5G+工業互聯網”融合標準體系建設，搭建合作平臺，推動垂直行業應用測試和試點示范建設。三是加速構建“5G+工業互聯網”融合發展生態。充分發揮工業互聯網產業聯盟、5G應用產業方陣的作用，凝聚和培養一批既懂5G又懂工業互聯網的專家和復合型人才，舉辦“綻放杯”等全國大型科創競賽，孵化“5G+工業互聯網”優秀項目。
5G作為工廠內網往專網方向和公網互聯互通方向發展，已經成為5G網絡發展比較成熟的龍頭企業的需求方向。盡管如此，華為公司高級副總裁張順茂認為，5G在工業領域應用仍面臨兩個挑戰。一是工廠內網覆蓋的挑戰，“5G+工業互聯網”首先要把工廠內的設備通過5G網絡連起來，讓很多傳統老式設備“5G化”；二是5G網絡下收集的數據上傳到云端面臨的數據主權問題。
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，實現跨越式發展。
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