發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和建設5G通信網(wǎng)絡是現(xiàn)階段我國新型基礎設施建設的兩大核心內容，從未來的應用場景來看，兩者存在相輔相成的互補性和協(xié)同性。一方面，5G是驅動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進一步發(fā)展的關鍵使能技術：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)迫切需要具有低時延、高可靠、廣覆蓋特點的網(wǎng)絡基礎設施，5G網(wǎng)絡恰逢其時地滿足了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。另一方面，國際電聯(lián)定義的5G三大應用場景：增強型移動寬帶(eMBB)、大規(guī)模機器類型通信(mMTC)、超可靠和低時延通信(uRLLC)，其中針對普通移動用戶的場景只有eMBB，而mMTC和uRLLC主要針對機器與機器、人與機器的互聯(lián)互通，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為機器通信的主要應用領域，間接推動了5G網(wǎng)絡的加速部署。
我國目前高度重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G產業(yè)發(fā)展，聚焦化工、機械、船舶、飛機制造、電力等工業(yè)領域，積極推進5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合應用和創(chuàng)新發(fā)展。“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”將形成新一代信息通信技術與先進制造業(yè)深度融合的新興業(yè)態(tài)與應用模式。
“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”
如何賦能工業(yè)生產?
“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”促進工業(yè)生產的網(wǎng)絡化、智能化
目前，工業(yè)企業(yè)OT和IT底層網(wǎng)絡通常是基于有線網(wǎng)絡，隨著工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的復雜化，越來越多的工業(yè)場景逐步采取無線傳輸方式。工業(yè)領域使用的無線通信協(xié)議和傳統(tǒng)通信行業(yè)相比，存在協(xié)議眾多、標準缺失、兼容性差等弊端，制約了工業(yè)設備的全面互聯(lián)互通。通過將5G技術與工業(yè)PON、MEC(移動邊緣計算技術)等相結合，能夠降低工業(yè)場景下的協(xié)議轉換和設備接入難度，提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)異構數(shù)據(jù)接入能力，有效解決設備互聯(lián)的問題。
基于5G網(wǎng)絡的工業(yè)移動專網(wǎng)具有大帶寬、廣連接、高可靠、低時延特性，同時能夠實現(xiàn)私網(wǎng)部署、生產數(shù)據(jù)不外流的密閉性和安全性，成為支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)絡不二之選。此外，網(wǎng)絡切片、邊緣計算、TSN等技術的日臻完善，將進一步加速工業(yè)企業(yè)運營系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)的交叉，進而實現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的跨層互聯(lián)。雖然當前工業(yè)通信連接中無線連接占比僅為10%，但隨著網(wǎng)絡技術的更新迭代，未來工業(yè)通信連接中無線連接將迎來高速發(fā)展和更加廣泛的應用，這個過程中，5G無疑將發(fā)揮重要作用。
“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”加速工業(yè)生產的數(shù)字化、柔性化
目前，工業(yè)企業(yè)內部網(wǎng)絡無法支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下的海量數(shù)據(jù)實時傳輸和網(wǎng)絡同步，亟須進行基礎網(wǎng)絡升級改造，提升網(wǎng)絡傳輸帶寬。5G作為下一代通信網(wǎng)絡，具備大帶寬、低時延、海量連接的網(wǎng)絡特性，能夠提供端到端毫秒級時延和接近100%的高可靠性通信保障，滿足工業(yè)大數(shù)據(jù)傳輸需求和工業(yè)領域大量即時處理需求。
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下，智能制造系統(tǒng)中，典型的閉環(huán)控制過程周期低至毫秒級別，同時對可靠性也有極高的要求。未來工廠中，靜態(tài)的順序制造系統(tǒng)，越來越多地被新型模塊化生產系統(tǒng)取代，從而提供更高的靈活性和多用途適應性。5G在實現(xiàn)高可靠、低時延的基礎上，使海量工業(yè)數(shù)據(jù)能夠實時同步，進而帶來生產設備無線連接的靈活性，使得工廠生產系統(tǒng)模塊化和柔性制造成為可能，極大降低生產線重組的時間開銷及成本。
“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”助力工業(yè)生產虛擬化、遠程化
在未來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系中，工業(yè)企業(yè)將更多地使用高清視頻監(jiān)控、VR(虛擬現(xiàn)實)、AR(增強現(xiàn)實)等技術，實現(xiàn)虛擬化作業(yè)和遠程化作業(yè)。在生產過程中，要求這些智能設備間的密切協(xié)同和無碰撞作業(yè)，需要以無線方式，低時延、高可靠地進行實時數(shù)據(jù)交換。5G對于這些設備間的精密協(xié)作至關重要，可以大大提升制造效率。
5G﹢超高清視頻：4K(3840×2160，約830萬像素)超高清像素數(shù)為高清的4倍，理論清晰度為高清的2倍;8K(7680×4320，約3300萬像素)超高清分辨率為高清的16倍，理論清晰度為高清的4倍。
5G﹢AR：目前AR的應用已融入工業(yè)制造的交互、營銷、設計、采購、生產、物流和服務等環(huán)節(jié)，包括AR遠程協(xié)助、AR在線檢測、AR樣品展示等。利用基于5G的AR遠程協(xié)助，后臺專家可以通過語音視頻通信、AR實時標注進行遠程協(xié)作，實現(xiàn)了現(xiàn)場人員和遠程專家的“零距離”溝通，大大提高了工業(yè)生產效率。
5G﹢VR：目前VR在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中主要應用在虛擬裝配、虛擬培訓、虛擬展廳等場景。基于5G的VR終端可以完全實現(xiàn)無線化和輕量化;由于云端內容與無線VR直連，不能被本地復制，進一步保護了數(shù)據(jù)安全;用戶互動數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫瞬⑦M行計算，再反饋回本地終端，大大降低VR的成本。
“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的機遇與挑戰(zhàn)
盡管工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與5G在工業(yè)場景中形成了一批典型應用案例，但由于目前工業(yè)網(wǎng)絡連接仍以現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)為主，兩者的融合發(fā)展面臨著諸多挑戰(zhàn)：第一，5G網(wǎng)絡建設成本較高，據(jù)估算，5G基站耗電量約是相同覆蓋半徑下4G基站的9倍到10倍，在一定程度上限制了5G技術在工業(yè)企業(yè)尤其是中小型工業(yè)企業(yè)中的推廣部署和應用。第二，我國5G核心電信設備和部分終端設備的核心器件依賴進口。在標準制定方面，融合應用的標準體系尚未建立，工業(yè)數(shù)據(jù)上云、上平臺的分類分級標準體系尚不完備。第三，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡的網(wǎng)絡架構較為開放，將打破傳統(tǒng)工業(yè)領域相對封閉可信的網(wǎng)絡環(huán)境，使網(wǎng)絡攻擊直達生產內部，對工業(yè)安全技術體系、標準體系、認證體系等提出新的要求。
“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”充分發(fā)揮5G網(wǎng)絡高可靠和低時延的技術優(yōu)勢，助力工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)人與機器、機器與機器的全面通信，海量設備無線連接以及虛擬場景的實時同步和遠程作業(yè)，賦能工業(yè)生產過程的網(wǎng)絡化、柔性化、虛擬化發(fā)展。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相輔相成，必將在未來我國工業(yè)領域數(shù)字化轉型進程中扮演重要角色。
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轉型的最終目的 -提質降本增效
