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編者按：

三百多年的工業(yè)化進(jìn)程中，每一次工業(yè)領(lǐng)域的升級發(fā)展，都離不開信息技術(shù)的推動(dòng)。在新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 中，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)同屬于新一代信息技術(shù)演化生成的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，具有高度的契合性，被視為推動(dòng)工 業(yè)經(jīng)濟(jì)走向新形態(tài)和新階段的“雙子星”。

2021年5月，工信部發(fā)布《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”十個(gè) 典型應(yīng)用場景和五個(gè)重點(diǎn)行業(yè)實(shí)踐》，具體介紹了10個(gè)典型場景及5個(gè)重點(diǎn)行業(yè)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的實(shí)際應(yīng)用情況，系統(tǒng)總結(jié)發(fā)展成效，向更多行業(yè)和企業(yè)應(yīng)用“5G+工 業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”提供具有借鑒意義的模式和經(jīng)驗(yàn)。據(jù)悉，截至目前，全國“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目超過1500個(gè)，覆蓋 了22個(gè)國民經(jīng)濟(jì)重要行業(yè)，取得了一系列階段性、標(biāo)志性進(jìn)展，也形成了一批成熟模式和發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。

我國新時(shí)期以推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展為主題，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化發(fā)展的抓手。而5G成為新基建首選與支柱，與已有無線技術(shù)相比5G更適于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的要求。5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域大有可為，但真正實(shí)現(xiàn)落地仍面臨挑戰(zhàn)。抓住 “5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等新一輪工業(yè)革命核心技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇，推動(dòng)工業(yè)制造業(yè)邁向萬物互聯(lián)、萬物智聯(lián)、萬物智控的智能制造新時(shí)代。本期《自動(dòng)化博覽》整理了中國工程院院士鄔賀銓、中國工程院院士周濟(jì)、中國科學(xué)院院士尹浩三位專家對“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的觀點(diǎn)，與 讀者共饗

鄔賀銓：開發(fā)新型5G工控網(wǎng)關(guān) 高起點(diǎn)建 設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

目前，中國的消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處于世界先進(jìn)行 列，主要表現(xiàn)在電商領(lǐng)域。相較于消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)，呼吁多年的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展相對滯后，真正能啟動(dòng)、 見成效的場景應(yīng)用比較少。究其原因，在于發(fā)達(dá)國家基本是在工業(yè)化完成后，再以工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為支撐實(shí)施產(chǎn)業(yè)數(shù)字化。而我國實(shí)際上是在農(nóng)業(yè) 現(xiàn)代化、工業(yè)化尚未全部完成的背景下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的“后發(fā)趕超”。

數(shù)據(jù)采集挖掘領(lǐng)域是我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。目前我國機(jī)械行業(yè)80%的設(shè)備仍采 用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器進(jìn)行控制，尚未使用工控系統(tǒng)產(chǎn)品。在已投用的大中型產(chǎn)品中，95%的大型 PLC、75%的小型PLC、70%的高端SCADA來自國外，帶來的安全漏洞令人擔(dān)憂。而且其中不少產(chǎn)品屬于相關(guān)制造商的專有方案，協(xié)議不開放。這直接導(dǎo)致了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展困境：IT企業(yè)想進(jìn)入， 卻沒有數(shù)據(jù)支撐，大多只能做“數(shù)字大腦”概念， 無法將生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集起來，很難進(jìn)行后期的分析應(yīng)用；傳統(tǒng)企業(yè)想向工業(yè)數(shù)據(jù)化、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn) 型，則沒有平臺(tái)支撐。

除此之外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)還有安全漏洞不可控，抬高了發(fā)展成本。而消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)的成功模式很難復(fù)制到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)只是PC端和移動(dòng)端，操作系統(tǒng)比較固定，為人群提供共性化的服務(wù)；工 業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面向不同行業(yè)，或是同一行業(yè)的不同企業(yè)都是個(gè)性化的。這些差異決定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)只有在制度技術(shù)、 商業(yè)模式等方面不斷創(chuàng)新，才能向前發(fā)展。

因此，隨著邊緣計(jì)算、5G工業(yè)模組、智聯(lián)網(wǎng)、區(qū) 塊鏈、IPv6、TSN等技術(shù)的飛速發(fā)展，將這些技術(shù)集成進(jìn)新型可信工控網(wǎng)關(guān)勢在必行。

傳統(tǒng)基于現(xiàn)場級工控設(shè)備的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具有層級 多、標(biāo)準(zhǔn)碎片化、IT/OT融合困難、網(wǎng)絡(luò)安全性低的特點(diǎn)。5G時(shí)代下，5G的高寬帶、高可靠、大連接，促成了云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的融合，打通了從數(shù)據(jù)采集到分析的全過程，發(fā)揮了數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)要素的作用。5G工業(yè)模組不但可以提供以視頻和AR/VR寬帶無線接入等應(yīng)用通道，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)場增加可供選擇的接入模式。 而且在5G工業(yè)模組基礎(chǔ)上融合PLC、SCADA、TSN、 IPv6、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算和AI等新一代信息技術(shù)開發(fā)的新型工控網(wǎng)關(guān)將推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)扁平化、IP化、無線化，實(shí)現(xiàn)IT/OT的無縫融合，還可利用OPC兼容現(xiàn)有 工控設(shè)備。新型工控網(wǎng)關(guān)開創(chuàng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新格局，也為 5G在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的應(yīng)用打通了道路，展示了廣闊的創(chuàng)新空間。開發(fā)新型5G可信工控網(wǎng)關(guān)需要加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用合作、立足創(chuàng)新、明確需求、標(biāo)準(zhǔn)起步、試點(diǎn)推進(jìn)、形成產(chǎn)業(yè)，支撐我國工業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

周濟(jì)：5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開拓制造強(qiáng)國之路

當(dāng)前，工業(yè)化與信息化融合發(fā)展成為建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的主線，加快發(fā)展5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具有重大現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義。

一方面，黨的十九屆五中全會(huì)決議強(qiáng)調(diào)，要堅(jiān)定不移建設(shè)制造強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國和數(shù)字中國。 從國家規(guī)劃來看，制造強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國是對國家工業(yè)化提出的目標(biāo)；網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國是對中國信息化提出的目標(biāo)。從整體來看，兩者又是融合發(fā)展的關(guān)系。

另一方面，2020年6月30日，中央深改委會(huì)議強(qiáng)調(diào)，“加快推進(jìn)新一代信息技術(shù)和制造業(yè)融合發(fā)展，要順應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢，以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，以智能制造為主攻方向，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，加快制造業(yè)生產(chǎn)方式和企業(yè)形態(tài)根本性變革，夯實(shí)融合發(fā)展的基礎(chǔ)支撐，健全法律法規(guī)，提升制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展水平”。

以智能制造為主攻方向，意味著要從工業(yè)化深入推進(jìn)兩化融合：制造技術(shù)是本體技術(shù)，為主體；信息化是賦能技術(shù)，為主導(dǎo)。加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，即從信息化深入推進(jìn)兩化融合：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是核心技術(shù)，為主體；工業(yè)是應(yīng)用目標(biāo)與生態(tài)，為主導(dǎo)。以智能制造為主攻方向+加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展是工業(yè)化與信息化融合發(fā)展的兩個(gè)主要方面，是辯證統(tǒng)一、融合發(fā)展的，兩 化融合成為推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的根本動(dòng)力。

因此，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是建設(shè)制造強(qiáng)國的關(guān)鍵支撐。智能制造其實(shí)就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化制造， 需要強(qiáng)大的工業(yè)人工智能賦能，需要強(qiáng)大的工業(yè)大數(shù)據(jù)賦能，需要強(qiáng)大的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能。沒有強(qiáng)大的5G 和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，就沒有真正的大數(shù)據(jù)，就沒有新一代人 工智能，就沒有新一代智能制造。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是建設(shè)制造強(qiáng)國的關(guān)鍵支撐。

與此同時(shí)，智能制造為5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開辟廣闊的應(yīng)用和市場。5G更大的“藍(lán)海”在物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián) 網(wǎng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更大的“藍(lán)海”在智能制造、數(shù)字中國。

智能制造是我國制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的主要抓手，是我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要路徑，是加快建設(shè)制造強(qiáng)國的 主攻方向，是推進(jìn)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的主要技術(shù)路線，更是先進(jìn)制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)的深度融合，貫穿于產(chǎn)品、制造、服務(wù)全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)及相應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化集成。

可以預(yù)見，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代智能制造技術(shù)，將為我國制造業(yè)的創(chuàng)新插上騰飛的翅膀，開辟更為廣闊的天地。相信到2035年，我國制造業(yè)將從“數(shù)字一代”發(fā)展成“智能網(wǎng)聯(lián)一代”，全面升級為智能制造。

尹浩：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入規(guī)模化擴(kuò)張窗口期 5G 賦能面臨三個(gè)挑戰(zhàn)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入規(guī)模化擴(kuò)張窗口期

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)制造深度融合的全新工業(yè)生態(tài)、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和信息應(yīng)用模式， 通過人、機(jī)、物的全面互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、 全價(jià)值鏈的全面連接。相比傳統(tǒng)的制造業(yè)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打破了煙囪式信息孤島，形成了全面互聯(lián)、扁平化、平臺(tái)化、開放服務(wù)的智能制造網(wǎng)絡(luò)空間。

傳統(tǒng)意義上的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系包括網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全三個(gè)部分，其中網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)、平臺(tái)是核心、安 全是保障。制造業(yè)生產(chǎn)效率的提升，需基于打造數(shù)據(jù)匯聚載體、提升數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘能力、促進(jìn)數(shù)據(jù)流動(dòng)和推動(dòng) 數(shù)據(jù)知識(shí)共享，數(shù)據(jù)體系已經(jīng)成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在從傳統(tǒng)意義上的“網(wǎng)絡(luò)-平臺(tái)-安全”走 向“網(wǎng)絡(luò)-平臺(tái)-數(shù)據(jù)-安全”。

新基建浪潮下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)成為業(yè)界關(guān)注的 焦點(diǎn)，進(jìn)入快速成長期。在全球范圍內(nèi)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正處于沒有一家獨(dú)大的關(guān)鍵時(shí)期和規(guī)模化擴(kuò)張的窗口期， 圍繞網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)設(shè)備、核心芯片、工控系統(tǒng)、傳感器等產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的生態(tài)競爭日益激烈。

“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”面臨三個(gè)挑戰(zhàn)

5G具有大帶寬、低延時(shí)、廣連接三個(gè)特性，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的連接多樣性、性能差異化以及通信多樣化需求高度契合。因此5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景大有可為，能夠突破“計(jì)算機(jī)+控制模型”的傳統(tǒng)范式，形成“網(wǎng)絡(luò)+數(shù)據(jù)”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能發(fā)展新范式。5G高頻和多天線技術(shù)、5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)、5G邊緣計(jì)算技術(shù)，將催生大規(guī)模設(shè)備連接、機(jī)器間協(xié)同、流程閉環(huán)控制、移動(dòng)機(jī)器人、運(yùn)動(dòng)控制、遠(yuǎn)程資產(chǎn)管理、工業(yè)AR等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用。

5G使能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展有三個(gè)重要趨勢：

一是基于網(wǎng)絡(luò)的“人-機(jī)-物”制造全要素的安全可靠互聯(lián)；

二是基于網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)鏈全面流程化；

三是基于網(wǎng)絡(luò)的全產(chǎn)業(yè)鏈和全價(jià)值鏈重塑，創(chuàng)造全新工業(yè)生態(tài)和新型應(yīng)用模式。

但5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的落地應(yīng)用、融合發(fā)展還面臨三個(gè)難題：

一是跨界融合不充分。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)跨界融合的知識(shí)難度、細(xì)分市場的專業(yè)性要求都更高。運(yùn)營商、設(shè)備 商、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)間的行業(yè)壁壘仍較高。企業(yè)間融合融通、相互促進(jìn)、共生共享的產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚未形成；

二是工業(yè)應(yīng)用場景多樣化。5G需要適應(yīng)不同工業(yè)場景，并提供不同場景的無線連接方案，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)部署和工程系統(tǒng)的復(fù)雜性提升，由于網(wǎng)絡(luò)接口都是非標(biāo)的， 需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，增加了部署難度；

三是商業(yè)模式不清晰。不同服務(wù)、不同場景，對于網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求、網(wǎng)絡(luò)資源消耗以及對運(yùn)營商運(yùn)維體系的復(fù)雜程度要求不同。4G的商業(yè)模式較為簡單，以流量消費(fèi)為主，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”則深入了工業(yè)生產(chǎn)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，不能單純依靠流量消費(fèi)盈利，要探索新的運(yùn)營模式。

創(chuàng)新發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，核心關(guān)鍵是打牢網(wǎng)絡(luò)基 礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈全要素的網(wǎng)絡(luò)化安全可靠互聯(lián)仍面臨諸多問題。未來十五年，正是 “5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“智能制造”等新一輪工業(yè)革命核心技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵期，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用前景廣闊，充滿挑戰(zhàn)，需要重視相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)理論與方法創(chuàng)新。（本文整理自網(wǎng)絡(luò)）

摘自《自動(dòng)化博覽》2021年6月刊