中国联通研究院张文博:5G乘数效应加速工业互联网创新发展
2021-04-21
作者:王洁
来源:电子技术应用
“‘5G×工业互联网’新概念代表5G融入企业网的云、边、端,促成了云计算、大数据、人工智能、物联网等新一代技术的无缝融合,打通数据从采集到决策到分析的全过程,发挥了数据作为生产要素的作用和价值,达到了5G与工业互联网的乘数效应。”中国联通研究院互联网工程师张文博先生在CITE2021工业互联网发展与安全峰会上表示。
中国联通研究院互联网工程师张文博先生
4月10日,由中国电子信息产业集团有限公司主办,中国电子信息产业集团有限公司第六研究所、《电子技术应用》杂志社等承办的CITE2021工业互联网发展与安全峰会在深圳隆重举行。中国联通研究院互联网工程师张文博先生以“5G乘数效应加速工业互联网创新发展”为题发表了主旨演讲,他表示,5G与工业互联网的乘数效应将激发产业创造更多新业态!
我国工业互联网发展迈入快速成长期
在我国大力发展新基建和数字经济的大背景下,5G与工业互联网是推动制造业数字化、网络化、智能化转型的关键基础设施,也是推动物联网、人工智能、大数据等发展的核心动力。近年来,我国推出了一系列政策指导和引领工业互联网的发展。2017年12月,17年12月习近平总书记指出,要深入实施工业互联网创新发展战略;今年两会上,李克强总理再次指出,要发展工业互联网,这是工业互联网第四次被写入政府工作报告;为了贯彻落实工业互联网的发展战略,工信部出台了一系列的指导性的文件,包括“512工程”和《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023》年)》,新三年计划确立了未来三年我国工业互联网的发展目标,同时也指出加速推进5G和工业互联网的融合发展。
从经济的角度,据权威机构预测,预计到2035年,5G将驱动12.3万亿美元产出,拉动全球GDP增长率提升7%;2030年,工业互联网将为全球带来14.2万亿美元的经济增长,中国工业互联网市场规模在2035年也将超过13万亿元。由此可见,工业互联网和5G正在成为推动我国制造业制造转型的重要新引擎。
张文博介绍,经过了2018-2020年的三年起步期建设,我国在工业互联网领域取得了一定的阶段性成果。网络基础设施方面,全国建设的高质量企业外网覆盖了300多个城市,已初具规模;标识解析体系5大顶级节点、在41个行业实现了115个二级节点上线运营。“5G+工业互联网”融合项目方面,在建项目超1100个,运营商与工业企业一同探索部署模式、应用模式、商业模式,为行业提供更优质的产品与服务;应用场景方面,覆盖了37个国民经济重点行业,形成智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理5种融合应用模式。
张文博表示,经过三年时间的沉淀和积累,我国已经进入到了工业互联网的快速成长期。
5G与工业互联网呈现乘数效应
5G与工业互联网的结合,最直接的方式就是改变工业企业内部的网络连接方式,实现工厂级到设备级的全要素连接。
5G将实现工厂级到设备级的扁平化全连接
张文博指出,没有5G之前,工厂里面的连接是严格的等级制,一级一级往上,灵活性和高效性不足。5G大带宽、广连接的技术特性可以帮助工业互联网企业打破传统的物理限制和空间限制,实现工厂内部的全要素扁平化连接,并借此实现工业数据的顺畅流动。
5G与工业互联网的乘数效应激发产业新业态
随着5G技术的不断发展,5G工业互联网的结合已经从连接发展到了融合的程度。专家提出了一个新概念“5G×工业互联网”。“‘5G×工业互联网’新概念代表5G融入企业网的云、边、端,促成了云计算、大数据、人工智能、物联网等新一代技术的无缝融合,打通数据从采集到决策到分析的全过程,发挥了数据作为生产要素的作用和价值,达到了5G与工业互联网的乘数效应。”张文博表示。
另外,5G在技术标准方面也在不断地进行演进和迭代。2020年7月,国家标准组织3GPP宣布R16标准冻结,标志5G第一个演进版本标准完成。张文博表示,5G R16标准的冻结是一件令产业界翘首以盼的大事,在R16标准下才是完整的5G。新版本冻结,实现了5G从“能用”到“好用”的转变。该版本对URLLC和mMTC做了全球统一的国际标准支持,加入了TSN以及定位等功能。这些关键能力的加入,将从底层网络架构标准方面推动工业互联网应用的快速落地。
R16的冻结定义了绝大部分工业场景,R16标准引入的新技术可以有效地满足工业AR/VR等应用。至此,5G性能已经可以满足绝大多数工业场景,这也意味着“工业5G时代”将要到来。
目前,5G至少可以解决70%的工业场景联网需求,在此前提下5G仍将不断地进行演进。目前业界提出的面向2025年的下一代5G网络将在5G现有传统的3个应用场景支持下新增3个业务场景,分别是上行超宽带、宽带实时交互、通信感知统合,分别满足了对网络上行性能有需求的视频回传场景、对交互时延有需求的混合现实场景以及对高精度定位有需求的车联网场景的网络需求。
中国联通5G+工业互联网布局应对企业核心诉求
“中国联通的核心能力集中在工业互联网平台、工业专网以及工业安全三个方面,我们将借助该产品体系,为我们的企业客户提供定制化、模块化的工业互联网服务。”张文博介绍道。
经过前期大量的探索和实践,中国联通将“5G+工业互联网”分为五大类定位场景,分别是:数据采集与感知、远程控制、AI机器视觉、远程辅助、产业协同,五大类下又设了20个子应用场景,将围绕五大应用场景与合作伙伴持续开展联合应用创新。
5G+工业互联网助力解决企业的核心诉求
中国联通总结了企业在转型发展中面临的几个问题,也是企业的核心诉求,分别是质量、成本、效率、安全、环保和体验。“对于化工行业来说,安全和环保是企业最基本的门槛。对于高端制造来说,质量和成本是迈入世界一流制造企业的关键瓶颈。同时,面对技术型人才短缺、招工难用工难等问题,如何在提高员工效率的前提下又能保证工作体验也是企业普遍面临的难题。因此,5G+工业互联网发展最终的评判标准,那就是是否解决了企业核心诉求,是否能够真正帮助企业实现数字化转型和高质量发展。”张文博解释道。
会上,张文博介绍两个典型的行业应用案例:家电制造和钢铁行业。
·家电制造
家电制造行业是典型的离散性制造业,行业的特点主要在于生产流程中的各个步骤,可以独立,也是可以分散的;其次,生产特点为装配式生产,产线自动化程度比较高,产品更新换代较快。因此,家电企业的主要诉求是提高数据利用率、降低生产成本、提高智能化的水平。
家电制造-生产流程及应用场景
针对家电行业的转型需求,围绕5G+工业互联网,中国联通梳理出家电制造行业的9个主要生产工序,包括钣金、注塑、涂装、电装、检测等。并结合具体生产流程,提供了29种应用场景与解决方案。在河南郑州中国联通和格力共同打造了5G智慧工厂,通过设备互联汇集全流程数据,实现不同产线的生产协同、机器视觉智能检测、自动扫描出库和电机变频器远程控制自动调节,提升了工厂的生产和远程管控效率。
·钢铁
钢铁行业是典型的流程性制造业,也是一个数字化转型非常迫切的行业。与家电制造行业不同,钢铁行业的生产流程往往是连续复杂的,并且各工序之间的相关度非常高,不能被中断,半成品的形态难以被监控,一般以“原材料进、成品出”的状态。钢铁行业的需求集中在与生产相关的环境、安全和上下供应链的环节,具体需求是:(1)节能减排,清洁生产;(2)无人化、少人化,提升劳动生产率;(3)管理数字化、生产智能化;(4)产业链协同。
钢铁-生产流程及应用场景
中国联通结合5G和工业互联网的技术特性,梳理了钢铁行业相关应用的生产流程,包括原料运输、堆料场、焦化、烧结、炼铁、炼钢、连铸、轧钢、产品运输等环节。通过与宝钢、河港、马钢等龙头企业的合作与实践探索,按钢铁冶炼生产工序共总结出31个5G+工业互联网的应用场景和解决方案,为钢铁企业的转型赋能。
此外,中国联通还牵头申报了工业互联网网络技术实验室,并顺利入围到首批国家级工业互联网实验室,这也是第一批唯一一个由电信运营商承建的首批国家级工业互联网实验室。张文博在最后表示:“我们非常期待与合作伙伴共同推进‘5G+工业互联网’的融合应用创新,以实验室为载体开展能力开放、能力共创、产品融合、市场共拓等行动,共同促进制造业的网络化、数字化、智能化的升级。”