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(kāi)信息技術(shù)的推動(dòng)。在新型基礎設施建設 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 )基礎設施，具有高度的契合性，被視為推動(dòng)工 業(yè)經(jīng)濟走向新形態(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) 典型應用場(chǎng)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(chǎng)景及5個(gè)重點(diǎn)行業(yè)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的實(shí)際應用情況，系統總結發(fā)展成效，向更多行業(yè)和企業(yè)應用“5G+工 業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”提供具有借鑒意義的模式和經(jīng)驗。據悉，截至目前，全國“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項目超過(guò)1500個(gè)，覆蓋 了22個(gè)國民經(jīng)濟重要行業(yè)，取得了一系列階段性、標志性進(jìn)展，也形成了一批成熟模式和發(fā)展經(jīng)驗。

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)數字化轉型，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現產(chǎn)業(yè)數字化、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(wú)線(xiàn)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)現落地仍面臨挑戰。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)展的機遇，推動(dòng)工業(yè)制造業(yè)邁向萬(wàn)物互聯(lián)、萬(wàn)物智聯(lián)、萬(wàn)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、中國科學(xué)院院士尹浩三位專(zhuān)家對“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的觀(guān)點(diǎn)，與 讀者共饗

鄔賀銓?zhuān)洪_(kāi)發(fā)新型5G工控網(wǎng)關(guān) 高起點(diǎn)建 設工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

目前，中國的消費互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處于世界先進(jìn)行 列，主要表現在電商領(lǐng)域。相較于消費互聯(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(jiàn)成效的場(chǎng)景應用比較少。究其原因，在于發(fā)達國家基本是在工業(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)數字化。而我國實(shí)際上是在農業(yè) 現代化、工業(yè)化尚未全部完成的背景下，實(shí)現產(chǎn)業(yè)數字化、數字經(jīng)濟的“后發(fā)趕超”。

數據采集挖掘領(lǐng)域是我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的一個(gè)挑戰。目前我國機械行業(yè)80%的設備仍采 用傳統的繼電器和接觸器進(jìn)行控制，尚未使用工控系統產(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(lái)自國外，帶來(lái)的安全漏洞令人擔憂(yōu)。而且其中不少產(chǎn)品屬于相關(guān)制造商的專(zhuān)有方案，協(xié)議不開(kāi)放。這直接導致了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展困境：IT企業(yè)想進(jìn)入， 卻沒(méi)有數據支撐，大多只能做“數字大腦”概念， 無(wú)法將生產(chǎn)線(xiàn)的數據采集起來(lái)，很難進(jìn)行后期的分析應用；傳統企業(yè)想向工業(yè)數據化、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉 型，則沒(méi)有平臺支撐。

除此之外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰還有安全漏洞不可控，抬高了發(fā)展成本。而消費互聯(lián)網(wǎng)的成功模式很難復制到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：消費互聯(lián)網(wǎng)只是PC端和移動(dòng)端，操作系統比較固定，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(zhù)邊緣計算、5G工業(yè)模組、智聯(lián)網(wǎng)、區 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。

傳統基于現場(chǎng)級工控設備的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具有層級 多、標準碎片化、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，促成了云計算、大數據、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、區塊鏈和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的融合，打通了從數據采集到分析的全過(guò)程，發(fā)揮了數據作為生產(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(wú)線(xiàn)接入等應用通道，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的現場(chǎng)增加可供選擇的接入模式。 而且在5G工業(yè)模組基礎上融合PLC、SCADA、TSN、 IPv6、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算和AI等新一代信息技術(shù)開(kāi)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(wú)線(xiàn)化，實(shí)現IT/OT的無(wú)縫融合，還可利用OPC兼容現有 工控設備。新型工控網(wǎng)關(guān)開(kāi)創(chuàng )工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新格局，也為 5G在產(chǎn)業(yè)數字化的應用打通了道路，展示了廣闊的創(chuàng )新空間。開(kāi)發(fā)新型5G可信工控網(wǎng)關(guān)需要加強產(chǎn)學(xué)研用合作、立足創(chuàng )新、明確需求、標準起步、試點(diǎn)推進(jìn)、形成產(chǎn)業(yè)，支撐我國工業(yè)高質(zhì)量可持續發(fā)展。

周濟：5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)拓制造強國之路

當前，工業(yè)化與信息化融合發(fā)展成為建設社會(huì )主義現代化強國的主線(xiàn)，加快發(fā)展5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具有重大現實(shí)意義和深遠戰略意義。

一方面，黨的十九屆五中全會(huì )決議強調，要堅定不移建設制造強國、質(zhì)量強國、網(wǎng)絡(luò )強國和數字中國。 從國家規劃來(lái)看，制造強國、質(zhì)量強國是對國家工業(yè)化提出的目標；網(wǎng)絡(luò )強國、數字中國是對中國信息化提出的目標。從整體來(lái)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 )議強調，“加快推進(jìn)新一代信息技術(shù)和制造業(yè)融合發(fā)展，要順應新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢，以供給側結構性改革為主線(xiàn)，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)展的基礎支撐，健全法律法規，提升制造業(yè)數字化、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(zhù)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。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)是應用目標與生態(tài)，為主導。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)是建設制造強國的關(guān)鍵支撐。智能制造其實(shí)就是數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化制造， 需要強大的工業(yè)人工智能賦能，需要強大的工業(yè)大數據賦能，需要強大的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能。沒(méi)有強大的5G 和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，就沒(méi)有真正的大數據，就沒(méi)有新一代人 工智能，就沒(méi)有新一代智能制造。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是建設制造強國的關(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(kāi)辟廣闊的應用和市場(chǎng)。5G更大的“藍?！痹谖锫?lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián) 網(wǎng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更大的“藍?！痹谥悄苤圃?、數字中國。

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(jìn)制造強國戰略的主要技術(shù)路線(xiàn)，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)節及相應系統的優(yōu)化集成。

可以預見(jiàn)，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(kāi)辟更為廣闊的天地。相信到2035年，我國制造業(yè)將從“數字一代”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?；瘮U張窗口期 5G 賦能面臨三個(gè)挑戰

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入規?；瘮U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)鍵基礎設施和信息應用模式， 通過(guò)人、機、物的全面互聯(lián)，實(shí)現全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、 全價(jià)值鏈的全面連接。相比傳統的制造業(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、平臺化、開(kāi)放服務(wù)的智能制造網(wǎng)絡(luò )空間。

傳統意義上的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系包括網(wǎng)絡(luò )、平臺、安全三個(gè)部分，其中網(wǎng)絡(luò )是基礎、平臺是核心、安 全是保障。制造業(yè)生產(chǎn)效率的提升，需基于打造數據匯聚載體、提升數據價(jià)值挖掘能力、促進(jìn)數據流動(dòng)和推動(dòng) 數據知識共享，數據體系已經(jīng)成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在從傳統意義上的“網(wǎng)絡(luò )-平臺-安全”走 向“網(wǎng)絡(luò )-平臺-數據-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(cháng)期。在全球范圍內，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正處于沒(méi)有一家獨大的關(guān)鍵時(shí)期和規?；瘮U張的窗口期， 圍繞網(wǎng)絡(luò )、工業(yè)設備、核心芯片、工控系統、傳感器等產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵節點(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

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(chǎng)景大有可為，能夠突破“計算機+控制模型”的傳統范式，形成“網(wǎng)絡(luò )+數據”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能發(fā)展新范式。5G高頻和多天線(xiàn)技術(shù)、5G網(wǎng)絡(luò )切片技術(shù)、5G邊緣計算技術(shù)，將催生大規模設備連接、機器間協(xié)同、流程閉環(huán)控制、移動(dòng)機器人、運動(dòng)控制、遠程資產(chǎn)管理、工業(yè)AR等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新應用。

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

一是基于網(wǎng)絡(luò )的“人-機-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)和新型應用模式。

但5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的落地應用、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)跨界融合的知識難度、細分市場(chǎng)的專(zhuān)業(yè)性要求都更高。運營(yíng)商、設備 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)應用場(chǎng)景多樣化。5G需要適應不同工業(yè)場(chǎng)景，并提供不同場(chǎng)景的無(wú)線(xiàn)連接方案，導致網(wǎng)絡(luò )部署和工程系統的復雜性提升，由于網(wǎng)絡(luò )接口都是非標的， 需要進(jìn)行轉換，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(chǎng)景，對于網(wǎng)絡(luò )的帶寬要求、網(wǎng)絡(luò )資源消耗以及對運營(yíng)商運維體系的復雜程度要求不同。4G的商業(yè)模式較為簡(jiǎn)單，以流量消費為主，“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，不能單純依靠流量消費盈利，要探索新的運營(yíng)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。實(shí)現生產(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(wèn)題。未來(lái)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)”應用前景廣闊，充滿(mǎn)挑戰，需要重視相關(guān)領(lǐng)域基礎理論與方法創(chuàng )新。（本文整理自網(wǎng)絡(luò )）

摘自《自動(dòng)化博覽》2021年6月刊