工业互联网对5G充满期待

今年,我国工业互联网产业规模持续保持快速增长势头。据工业互联网产业联盟初步估算,2019年工业互联网产业规模将达8000亿元,以18%的年均增速增长。

“5G+工业互联网”的融合创新既是产业发展的必然趋势,也是推动新旧动能转换的重要动力。5G超大带宽、超低时延、海量连接的特性,与工业互联网的要求和目标高度契合,为工业互联网新型基础设施建设和融合创新应用提供了关键支撑和重要机遇。

5G为工业互联网发展注入新活力

5G是驱动工业互联网高质量发展的关键使能技术。2019年全国预计开通5G基站超过13万个,实现亿级工业设备接入。

“5G+工业互联网”重点聚焦工业制造、能源电网、智慧港口等领域,中国信息通信研究院院长刘多表示,我国“5G+工业互联网”融合应用类型已达20种以上。在制造领域,5G应用以信息采集、远程控制、视频监控、产品质量监测为主。

5GTSN技术可以实现工厂内无线TSN,保障工业互联网业务端到端的低时延;5G高频和天线技术,支持工厂内的精准定位和高带宽通信,大幅提高远程控制领域的操作精度;5G边缘计算技术,正加速工业IT和OT网络融合,提升制造工厂内边缘的智能化。根据IDC预测,未来将有超过50%的数据在边缘侧处理,到2020年边缘计算支出将占物联网基础设施总支出的18%,成本仅为单独使用中心云计算的39%。

工业超高清视频和VR/AR对带宽与时延有很高的要求。工业VR/AR应用都要求快速响应,例如VR头盔时延超过7毫秒就会产生眩晕感,而4G时延约40毫秒,5G的超低时延就可满足VR要求。5G应用到Saas层,嵌入工控管理软件,与物联网、大数据、云计算、AI结合。以工厂的远期规划为例,不需要召开临时的生产调度会,智能ERP的执行时间可以缩短25%。

5G的特点不仅仅是在无线网络速率的提升上,5G切片技术对核心网更是带来革命性的变化。南方电网联合中国移动、华为在深圳开展5G承载配用电业务改造试点,利用5G切片技术确保工业网络便捷、高效、安全应用,依托5G低时延、高可靠的特性满足差动保护业务需求,验证切片管理器配置、发布、管理和性能检测等功能,实现核心网切片自动管理。

青岛港试点是“5G+港口”的典型应用,利用5G大带宽、低时延、高可靠的特性实现工程机械远程操控,通过5G网络远程控制抓取集装箱,改善操作人员的工作环境,有效保障操作人员安全,助力企业生产施工降本增效。

5G创新工业应用场景

工业互联网对5G充满期待。大众所认知的5G网络通常是“一秒钟可以下载一部高清电影”,但这并不是5G网络的刚需。5G改变了4G的应用规则,1G~4G是面向个人通信,而5G拓展到产业互联网和智慧城市等应用。

中国工程院院士邬贺铨认为,40%跨物联网应用的潜在价值以及某些环境中将近60%的潜在价值都需要运用互操作性。产业数字化需将工厂内设备联网,5G的到来为物联网提供了很好的互联手段。

中国联通打造了5G+MEC+PON的工业内网和工业互联网承载网(CUII)的工业外网。在此基础上,上海商飞联合中国联通等多家合作伙伴打造的全球第一个5G工业园区和国内第一个5G全连接工厂,是5G应用在制造业的典型案例。中国商飞上海飞机制造有限公司航研所党总支副书记、智能工厂部部长汪顺利由衷地说:“近两年时间,我们切实感受到了5G技术下的工业互联网。”

5G网络在商飞的应用创新了很多工业领域的应用场景:基于5G大带宽的特性,“5G+大数据+AI”技术进行复合材料缺陷检测,使对比试块减少了90%,人员成本降低了95%;基于5G低时延的特性,“5G+云计算+机器视觉”的8K视觉检测系统,相较之前的检测效率提升了300%;“5G+云计算+机器视觉”云化双目相机检测,使检测速率提升10倍,对质量检测产生颠覆性的变化;基于5G大连接特性建成的24小时“黑灯产线”的数控全连接工厂,较传统加工效率提升近一倍。

“在企业生产过程中,遇到最多的问题就是连接问题。”珠海格力电器股份有限公司总裁助理兼总工程师助理李绍斌说,“客户提出的很多人工智能方面的需求,在5G出现之前我们没有办法通过网络方式有效解决。”5G的特性成就了工业互联网,解决了工厂内关键的设备连接问题。

李绍斌介绍,格力电器珠海厂区建设了5G专网网络架构,基于5G专网的很多应用帮助格力实现了提质增效。5G+AR远程指导与辅助操作应用,通过实时的视频、语音、3D标记、冻结图像等对产线装配人员进行图文动态操作指导,远程分析原因并快速解决问题,有效减少质量问题发生。厂房内高密度物联网接入5G应用,通过5G网络实现厂房环境下大量IoT设备数据实时传输,满足低时延场景要求。5G的低时延、高可靠可满足格力产线智能控制和快速动态调整需求,实现更加灵活、互联、协同的柔性生产。5G网络下的AGV小车实现跨楼层、跨车间的物料自动精准配送,实现智慧物流。

推动“5G+工业互联网”融合发展

推动“5G+工业互联网”发展,使我国工业从“规模和数量”向“质量和效益”加速转换已成为行业共识。

未来,促进“5G+工业互联网”加速融合是大势所趋。中国信息通信研究院院长刘多认为,要从三方面积极推动“5G+工业互联网”融合发展。一是推动落实“5G+工业互联网”部署实施。支撑5G战略、工业互联网创新发展战略落地,强化基于5G企业内网建设改造的测试、评估、应用咨询服务能力,引导建设技术测试床和行业测试床,打造典型工业应用场景。二是积极制定“5G+工业互联网”技术标准体系。立足5G和工业互联网发展阶段、核心技术和关键突破,深入研究“5G+工业互联网”融合关键技术,统筹推进“5G+工业互联网”融合标准体系建设,搭建合作平台,推动垂直行业应用测试和试点示范建设。三是加速构建“5G+工业互联网”融合发展生态。充分发挥工业互联网产业联盟、5G应用产业方阵的作用,凝聚和培养一批既懂5G又懂工业互联网的专家和复合型人才,举办“绽放杯”等全国大型科创竞赛,孵化“5G+工业互联网”优秀项目。

5G作为工厂内网往专网方向和公网互联互通方向发展,已经成为5G网络发展比较成熟的龙头企业的需求方向。尽管如此,华为公司高级副总裁张顺茂认为,5G在工业领域应用仍面临两个挑战。一是工厂内网覆盖的挑战,“5G+工业互联网”首先要把工厂内的设备通过5G网络连起来,让很多传统老式设备“5G化”;二是5G网络下收集的数据上传到云端面临的数据主权问题。

未来已来。5G将带来无穷的力量,变很多不可能为可能。我们应该抓住这个机会,跟上这个时代,实现跨越式发展。

(来源:人民邮电报)

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