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資訊頻道編者按：
三百多年的工業化進程中，每一次工業領域的升級發展，都離不開信息技術的推動。在新型基礎設施建設 中，5G與工業互聯網同屬于新一代信息技術演化生成的通信網絡基礎設施，具有高度的契合性，被視為推動工 業經濟走向新形態和新階段的“雙子星”。
2021年5月，工信部發布《“5G+工業互聯網”十個 典型應用場景和五個重點行業實踐》，具體介紹了10個典型場景及5個重點行業“5G+工業互聯網”的實際應用情況，系統總結發展成效，向更多行業和企業應用“5G+工 業互聯網”提供具有借鑒意義的模式和經驗。據悉，截至目前，全國“5G+工業互聯網”項目超過1500個，覆蓋 了22個國民經濟重要行業，取得了一系列階段性、標志性進展，也形成了一批成熟模式和發展經驗。
我國新時期以推動高質量發展為主題，促進產業數字化轉型，工業互聯網是實現產業數字化、網絡化和智能化發展的抓手。而5G成為新基建首選與支柱，與已有無線技術相比5G更適于工業互聯網的要求。5G在工業互聯網領域大有可為，但真正實現落地仍面臨挑戰。抓住 “5G+工業互聯網”等新一輪工業革命核心技術發展的機遇，推動工業制造業邁向萬物互聯、萬物智聯、萬物智控的智能制造新時代。本期《自動化博覽》整理了中國工程院院士鄔賀銓、中國工程院院士周濟、中國科學院院士尹浩三位專家對“5G+工業互聯網”的觀點，與 讀者共饗
鄔賀銓：開發新型5G工控網關 高起點建 設工業互聯網
目前，中國的消費互聯網發展處于世界先進行 列，主要表現在電商領域。相較于消費互聯網，呼吁多年的工業互聯網發展相對滯后，真正能啟動、 見成效的場景應用比較少。究其原因，在于發達國家基本是在工業化完成后，再以工業4.0、工業互聯網為支撐實施產業數字化。而我國實際上是在農業 現代化、工業化尚未全部完成的背景下，實現產業數字化、數字經濟的“后發趕超”。
數據采集挖掘領域是我國工業互聯網發展面臨的一個挑戰。目前我國機械行業80%的設備仍采 用傳統的繼電器和接觸器進行控制，尚未使用工控系統產品。在已投用的大中型產品中，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憂。而且其中不少產品屬于相關制造商的專有方案，協議不開放。這直接導致了工業互聯網的發展困境：IT企業想進入， 卻沒有數據支撐，大多只能做“數字大腦”概念， 無法將生產線的數據采集起來，很難進行后期的分析應用；傳統企業想向工業數據化、工業互聯網轉 型，則沒有平臺支撐。
除此之外，工業互聯網面臨的挑戰還有安全漏洞不可控，抬高了發展成本。而消費互聯網的成功模式很難復制到工業互聯網：消費互聯網只是PC端和移動端，操作系統比較固定，為人群提供共性化的服務；工 業互聯網面向不同行業，或是同一行業的不同企業都是個性化的。這些差異決定工業互聯網只有在制度技術、 商業模式等方面不斷創新，才能向前發展。
因此，隨著邊緣計算、5G工業模組、智聯網、區 塊鏈、IPv6、TSN等技術的飛速發展，將這些技術集成進新型可信工控網關勢在必行。
傳統基于現場級工控設備的工業互聯網具有層級 多、標準碎片化、IT/OT融合困難、網絡安全性低的特點。5G時代下，5G的高寬帶、高可靠、大連接，促成了云計算、大數據、人工智能、互聯網、區塊鏈和工業互聯網等技術的融合，打通了從數據采集到分析的全過程，發揮了數據作為生產要素的作用。5G工業模組不但可以提供以視頻和AR/VR寬帶無線接入等應用通道，為工業互聯網的現場增加可供選擇的接入模式。 而且在5G工業模組基礎上融合PLC、SCADA、TSN、 IPv6、物聯網、邊緣計算和AI等新一代信息技術開發的新型工控網關將推動工業互聯網扁平化、IP化、無線化，實現IT/OT的無縫融合，還可利用OPC兼容現有 工控設備。新型工控網關開創工業互聯網新格局，也為 5G在產業數字化的應用打通了道路，展示了廣闊的創新空間。開發新型5G可信工控網關需要加強產學研用合作、立足創新、明確需求、標準起步、試點推進、形成產業，支撐我國工業高質量可持續發展。
周濟：5G+工業互聯網開拓制造強國之路
當前，工業化與信息化融合發展成為建設社會主義現代化強國的主線，加快發展5G+工業互聯網具有重大現實意義和深遠戰略意義。
一方面，黨的十九屆五中全會決議強調，要堅定不移建設制造強國、質量強國、網絡強國和數字中國。 從國家規劃來看，制造強國、質量強國是對國家工業化提出的目標；網絡強國、數字中國是對中國信息化提出的目標。從整體來看，兩者又是融合發展的關系。
另一方面，2020年6月30日，中央深改委會議強調，“加快推進新一代信息技術和制造業融合發展，要順應新一輪科技革命和產業變革趨勢，以供給側結構性改革為主線，以智能制造為主攻方向，加快工業互聯網創新發展，加快制造業生產方式和企業形態根本性變革，夯實融合發展的基礎支撐，健全法律法規，提升制造業數字化、網絡化、智能化發展水平”。
以智能制造為主攻方向，意味著要從工業化深入推進兩化融合：制造技術是本體技術，為主體；信息化是賦能技術，為主導。加快工業互聯網創新發展，即從信息化深入推進兩化融合：互聯網技術是核心技術，為主體；工業是應用目標與生態，為主導。以智能制造為主攻方向+加快工業互聯網創新發展是工業化與信息化融合發展的兩個主要方面，是辯證統一、融合發展的，兩 化融合成為推動制造業高質量發展的根本動力。
因此，5G+工業互聯網是建設制造強國的關鍵支撐。智能制造其實就是數字化、網絡化、智能化制造， 需要強大的工業人工智能賦能，需要強大的工業大數據賦能，需要強大的5G+工業互聯網賦能。沒有強大的5G 和工業互聯網，就沒有真正的大數據，就沒有新一代人 工智能，就沒有新一代智能制造。工業互聯網是建設制造強國的關鍵支撐。
與此同時，智能制造為5G和工業互聯網開辟廣闊的應用和市場。5G更大的“藍海”在物聯網、工業互聯 網。工業互聯網更大的“藍海”在智能制造、數字中國。
智能制造是我國制造業創新發展的主要抓手，是我國制造業轉型升級的重要路徑，是加快建設制造強國的 主攻方向，是推進制造強國戰略的主要技術路線，更是先進制造技術與新一代信息技術的深度融合，貫穿于產品、制造、服務全生命周期的各個環節及相應系統的優化集成。
可以預見，5G+工業互聯網是新一代智能制造技術，將為我國制造業的創新插上騰飛的翅膀，開辟更為廣闊的天地。相信到2035年，我國制造業將從“數字一代”發展成“智能網聯一代”，全面升級為智能制造。
尹浩：工業互聯網進入規模化擴張窗口期 5G 賦能面臨三個挑戰
工業互聯網進入規模化擴張窗口期
工業互聯網是新一代信息通信技術與工業制造深度融合的全新工業生態、關鍵基礎設施和信息應用模式， 通過人、機、物的全面互聯，實現全要素、全產業鏈、 全價值鏈的全面連接。相比傳統的制造業，工業互聯網打破了煙囪式信息孤島，形成了全面互聯、扁平化、平臺化、開放服務的智能制造網絡空間。
傳統意義上的工業互聯網產業體系包括網絡、平臺、安全三個部分，其中網絡是基礎、平臺是核心、安 全是保障。制造業生產效率的提升，需基于打造數據匯聚載體、提升數據價值挖掘能力、促進數據流動和推動 數據知識共享，數據體系已經成為工業互聯網的關鍵。 工業互聯網正在從傳統意義上的“網絡-平臺-安全”走 向“網絡-平臺-數據-安全”。
新基建浪潮下的工業互聯網，已經成為業界關注的 焦點，進入快速成長期。在全球范圍內，工業互聯網正處于沒有一家獨大的關鍵時期和規模化擴張的窗口期， 圍繞網絡、工業設備、核心芯片、工控系統、傳感器等產業鏈關鍵節點的生態競爭日益激烈。
“5G+工業互聯網”面臨三個挑戰
5G具有大帶寬、低延時、廣連接三個特性，與工業互聯網的連接多樣性、性能差異化以及通信多樣化需求高度契合。因此5G在工業互聯網場景大有可為，能夠突破“計算機+控制模型”的傳統范式，形成“網絡+數據”的工業互聯網智能發展新范式。5G高頻和多天線技術、5G網絡切片技術、5G邊緣計算技術，將催生大規模設備連接、機器間協同、流程閉環控制、移動機器人、運動控制、遠程資產管理、工業AR等工業互聯網新應用。
5G使能工業互聯網的未來發展有三個重要趨勢：
一是基于網絡的“人-機-物”制造全要素的安全可靠互聯；
二是基于網絡的生產鏈全面流程化；
三是基于網絡的全產業鏈和全價值鏈重塑，創造全新工業生態和新型應用模式。
但5G在工業互聯網領域的落地應用、融合發展還面臨三個難題：
一是跨界融合不充分。工業互聯網跨界融合的知識難度、細分市場的專業性要求都更高。運營商、設備 商、工業互聯網企業間的行業壁壘仍較高。企業間融合融通、相互促進、共生共享的產業生態尚未形成；
二是工業應用場景多樣化。5G需要適應不同工業場景，并提供不同場景的無線連接方案，導致網絡部署和工程系統的復雜性提升，由于網絡接口都是非標的， 需要進行轉換，增加了部署難度；
三是商業模式不清晰。不同服務、不同場景，對于網絡的帶寬要求、網絡資源消耗以及對運營商運維體系的復雜程度要求不同。4G的商業模式較為簡單，以流量消費為主，“5G+工業互聯網”則深入了工業生產制造的各個環節，不能單純依靠流量消費盈利，要探索新的運營模式。
創新發展工業互聯網，核心關鍵是打牢網絡基 礎。實現生產鏈、產業鏈、價值鏈全要素的網絡化安全可靠互聯仍面臨諸多問題。未來十五年，正是 “5G+工業互聯網”和“智能制造”等新一輪工業革命核心技術發展的關鍵期，“5G+工業互聯網”應用前景廣闊，充滿挑戰，需要重視相關領域基礎理論與方法創新。（本文整理自網絡）
摘自《自動化博覽》2021年6月刊
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號