5G對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有哪些影響

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為我國實體經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展重要基礎(chǔ)和支撐，其發(fā)展正呈現(xiàn)加快態(tài)勢。邊緣計算、人工智能、數(shù)字孿生、AR/VR等關(guān)鍵技術(shù)融合創(chuàng)新，進(jìn)一步驅(qū)動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺核心服務(wù)能力的提升，經(jīng)信通院工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)監(jiān)測平臺綜合測算，2018年全國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過7000億元，復(fù)合增長率超過11.5%。

在日前舉辦的中國信通院第12屆ICT深度觀察大會期間，中國信通院信息化與工業(yè)化融合研究所副所長劉默接受通信世界全媒體等記者采訪時表示，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過理念和技術(shù)的驗證，以及局部場景下的試點，逐漸走向落地部署階段，從2020年開始，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將在垂直行業(yè)應(yīng)用中進(jìn)一步推廣并落地。

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2020年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地垂直行業(yè)

“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的推廣和落地一直是傳統(tǒng)行業(yè)所期待的事情之一。劉默表示，行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型經(jīng)過幾年探索，目前初步形成兩種路徑，一是企業(yè)基于現(xiàn)有業(yè)務(wù)，通過運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)，提升現(xiàn)有業(yè)務(wù)的智能化水平；二是在行業(yè)層面通過對各種生產(chǎn)要素和資源的連接及優(yōu)化配置，變革業(yè)務(wù)流程，形成新的商業(yè)模式。雖然基于現(xiàn)有業(yè)務(wù)的優(yōu)化提升仍是當(dāng)前數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要方向，但行業(yè)層面的模式創(chuàng)新也在不斷涌現(xiàn)。

從當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實踐看，主要呈現(xiàn)以下幾個特點，一是應(yīng)用場景不斷豐富，以前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)很多應(yīng)用都是圍繞設(shè)備的，比如設(shè)備預(yù)測性維護(hù)或健康管理，現(xiàn)在可以看到在工藝優(yōu)化、原料配比、質(zhì)量優(yōu)化、能耗管理、供應(yīng)鏈管理等諸多領(lǐng)域都開始廣泛應(yīng)用。二是結(jié)合垂直行業(yè)特點開展系統(tǒng)性推廣，2019年以來，石化、鋼鐵、家電、電子信息等多個行業(yè)的系統(tǒng)集成商正通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來改造和提升其現(xiàn)有產(chǎn)品和解決方案，并由此實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)中的深入應(yīng)用。三是模式創(chuàng)新，共享制造、規(guī)?；ㄖ?、產(chǎn)融結(jié)合等，以前還是個別企業(yè)開展點狀的嘗試，這一年在很多行業(yè)得到了更大規(guī)模的應(yīng)用，也切實為企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)價值。

如何通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決行業(yè)深層次問題，并實現(xiàn)商業(yè)價值將是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)注的重點。劉默指出，形成商業(yè)閉環(huán)對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展非常重要，商業(yè)閉環(huán)可以支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠有一個長期可持續(xù)的發(fā)展，所以我認(rèn)為從整個階段來講2020年是從一個理念技術(shù)的驗證走向一個行業(yè)的系統(tǒng)性推廣和應(yīng)用的規(guī)?；茝V這樣一個關(guān)鍵的節(jié)點。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，開啟融合創(chuàng)新之路

對于5G對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響，劉默從網(wǎng)絡(luò)變革和應(yīng)用創(chuàng)新兩個方面給出解答，他表示，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最底層的需求就是連接和數(shù)據(jù)回傳，因此在網(wǎng)絡(luò)方面，正向高帶寬、低時延、高可靠、大連接、靈活配置去進(jìn)行演進(jìn)。今年從工業(yè)網(wǎng)絡(luò)格局中已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，工業(yè)以太網(wǎng)規(guī)模超過了工業(yè)總線。此外網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還在快速的創(chuàng)新，TSN實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，5G、WIFI6、SDN、NFV等也更好支撐行業(yè)下一步轉(zhuǎn)型的技術(shù)層面。此外，技術(shù)正通過組合來實現(xiàn)更靈活的連接方案，比如TSN和OPC-UA的結(jié)合、5G和TSN的結(jié)合，TSN和Profinet、Ethernet/IP等傳統(tǒng)工業(yè)協(xié)議的結(jié)合等。

5G很大的作用在于如何更好的服務(wù)行業(yè)，其本身高帶寬、低時延和廣連接的技術(shù)特性，與當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)改造的需求不謀而合，而5G與邊緣計算、人工智能、AR/VR等技術(shù)的融合應(yīng)用，將可以帶來眾多創(chuàng)新性的應(yīng)用模式。從2019年我國制造業(yè)在5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面的探索看，重點聚焦在了五個場景：一是基于5G的高清圖像回傳與質(zhì)量缺陷判別、二是基于5G的設(shè)備數(shù)據(jù)采集、三是基于5G+AR/VR輔助裝配和設(shè)備維修、四是基于5G的移動巡檢、五是基于5G+AI的車輛遠(yuǎn)程操控，總體上發(fā)揮的還是5G高帶寬和移動性特點。

未來，隨著uRLLC和mMTC兩項標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)和產(chǎn)業(yè)化完成，5G在工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒂懈鼜V闊的應(yīng)用前景。比如發(fā)揮5G低時延特性，實現(xiàn)群體裝備協(xié)同調(diào)度、毫秒級高頻掃描預(yù)警、工業(yè)自動化應(yīng)用等，發(fā)揮廣連接特性，實現(xiàn)零部件追蹤、產(chǎn)品全生命周期動態(tài)追蹤、復(fù)雜裝備大批量數(shù)據(jù)回傳等。而面向復(fù)雜應(yīng)用場景，綜合運用5G的三種不同技術(shù)特性，將會催生更多類型的應(yīng)用模式，比如用戶參與式生產(chǎn)、基于多源數(shù)據(jù)的設(shè)備維護(hù)等，這將為制造業(yè)帶來更大的提升效能。

劉默表示，就5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言，目前還處在發(fā)展初期。目前已有十余家廠商提供了5G模組，但總體成本較高，且缺少面向行業(yè)和應(yīng)用場景的二次開發(fā)。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方面，目前還缺乏面向行業(yè)或企業(yè)應(yīng)用的核心網(wǎng)設(shè)備與配套系統(tǒng)。在系統(tǒng)集成方面，目前主要還是有通信設(shè)備商或電信運營商提供基于5G的行業(yè)解決方案，未來還需要更多工業(yè)系統(tǒng)集成商的參與。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動數(shù)字孿生爆發(fā)

過去兩年，數(shù)字孿生已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)界創(chuàng)新探索的重點領(lǐng)域，劉默表示數(shù)字孿生的提出已有十幾年的時間，但是它的爆發(fā)式發(fā)展是在最近幾年，其核心原因在于數(shù)據(jù)采集與集成、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)這些年快速發(fā)展，從而為數(shù)字孿生的工程化探索提供了強有力的工具支撐。

他進(jìn)一步介紹，數(shù)字孿生內(nèi)涵上是體現(xiàn)各種工業(yè)模型、數(shù)據(jù)的集成，通過構(gòu)建對物理對象精準(zhǔn)的描述，在此基礎(chǔ)上再通過分析預(yù)測和智能化的決策，實現(xiàn)智能化的閉環(huán)。數(shù)字孿生有兩個特點：一是可組合性，可以從零配件的數(shù)字孿生構(gòu)建起組合成一個設(shè)備的數(shù)字孿生再組合成系統(tǒng)甚至是企業(yè)的數(shù)字孿生；二是數(shù)字孿生是貫穿全生命周期、全價值鏈的。

數(shù)字孿生要依托大量基礎(chǔ)性技術(shù)去構(gòu)建，包括傳感、測量、控制、數(shù)據(jù)集成、工業(yè)建模、數(shù)據(jù)科學(xué)、可視化等。但數(shù)字孿生也有兩個關(guān)鍵的核心技術(shù)，一是數(shù)字線程，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)跨業(yè)務(wù)、跨流程和全生命周期的深度集成，從技術(shù)實現(xiàn)路徑上，主要是在PLM和BPM基礎(chǔ)上，通過IoT和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)全面集成。二是模型的融合，目前還沒有形成通用化的模型融合工具，更多是結(jié)合具體場景和具體問題，采取不同的模型融合方面。目前產(chǎn)業(yè)界在模型融合方面的一個重要探索方向是在仿真的基礎(chǔ)上，疊加大數(shù)據(jù)分析和人工智能。

目前數(shù)字孿生初步形成了由數(shù)字線程工具提供商、建模工具提供商和孿生模型提供商構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)體系。從產(chǎn)業(yè)的主要參與主體看，一是部分國際巨頭，正在形成從數(shù)字線程、建模工具到孿生模型的一體化解決方案服務(wù)能力，二是眾多的專業(yè)技術(shù)提供商圍繞數(shù)字線程或建模工具，提供自己的產(chǎn)品或解決方案，并積極通過合作的方式提升服務(wù)能力，三是裝備制造商是目前孿生模型及相關(guān)服務(wù)的主要提供者。

劉默表示，數(shù)字孿生的工程化應(yīng)用還處于早期階段。就孿生應(yīng)用而言，按照成熟度分五層，最基礎(chǔ)的是數(shù)字化描述，二級是虛實影射、三級是診斷、四級是預(yù)測、五是自適應(yīng)調(diào)整，目前大部分集中在數(shù)字化描述或虛實影射，在個別行業(yè)和個別領(lǐng)域，目前有少部分應(yīng)用可以達(dá)到模型自主診斷或預(yù)測的程度，但能夠做到最高級的自適應(yīng)的目前幾乎沒有。除制造業(yè)以外，數(shù)字孿生在交通、醫(yī)療各個領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。

劉默總結(jié)稱，伴隨著行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，未來整個產(chǎn)業(yè)會走向融合，信息技術(shù)的巨頭會通過信息技術(shù)行業(yè)的滲透走向更多的領(lǐng)域，傳統(tǒng)行業(yè)的巨頭會通過吸納和運用信息技術(shù)，重構(gòu)自己的產(chǎn)品和服務(wù)體系，此外在各行業(yè)各領(lǐng)域也會出現(xiàn)大量初創(chuàng)企業(yè)，以及通過與金融服務(wù)結(jié)合、或立足于數(shù)據(jù)分析的初創(chuàng)企業(yè)。
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