“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展進入“快車道”,,三大挑戰(zhàn)待解
通信世界網(wǎng)消息(CWW)近年來,,新一輪信息革命帶來了產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線的革命性變化和商業(yè)模式的突破性創(chuàng)新,數(shù)字經(jīng)濟得以高速發(fā)展,。以5G,、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù),不斷驅(qū)動實體經(jīng)濟朝著數(shù)字化,、網(wǎng)絡化,、智能化方向轉(zhuǎn)變。在此過程中,,5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢互補效應為各行各業(yè)帶來“智變”,并逐步形成了與工業(yè)經(jīng)濟深度融合的新型基礎設施,、應用模式和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的充分融合必將加快我國實體經(jīng)濟數(shù)字化,、智能化進程,,推動我國新型工業(yè)化建設,為社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展注入新的動力,。
近幾年,,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”在頂層規(guī)劃設計,、基礎設施建設、行業(yè)應用,、產(chǎn)業(yè)生態(tài)等方面發(fā)展較快,,取得了階段性成果。整體來看,,從中央到地方政策頻發(fā),,大力度扶持5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展。5G專網(wǎng),、工業(yè)大數(shù)據(jù)中心,、邊緣計算節(jié)點、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等基礎設施逐步搭建,,賦能數(shù)字經(jīng)濟的底座初步形成,。典型場景和行業(yè)應用不斷豐富,應用領域不斷深入,,逐步從生產(chǎn)的外圍輔助環(huán)節(jié),,向研發(fā)設計、生產(chǎn)制造等核心環(huán)節(jié)滲透,。工業(yè)企業(yè),、信息通信企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)公司等各類產(chǎn)業(yè)主體不斷加強協(xié)同合作,,組建創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟,,聚合生態(tài),努力打好推進過程的“團體賽”,。
然而,,在發(fā)展的同時,也出現(xiàn)了供給側(cè)能力與需求側(cè)要求存在差異,、場景可復制性不足,、規(guī)模化建設難度大,、商業(yè)模式不清晰等問題,,仍然需要通過政策、技術(shù)創(chuàng)新,、資本等多種手段,,推動“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展、應用規(guī)?;瘡椭?。因此,理清當前“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展的政策驅(qū)動力,、現(xiàn)實問題及可能的突破口,,對于今后推動其發(fā)展尤為重要,。
“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”政策頻頻出臺
我國政府高度重視“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的融合應用發(fā)展。自2015年以來,,中央與地方政府因時據(jù)勢出臺了一系列政策,,為“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展營造了良好的政策環(huán)境,。國家政策主要發(fā)揮引導作用,,在頂層設計、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局,、資金支持,、應用推廣等方面給予保障,還在平臺建設,、技術(shù)和人才培育等方面加以扶持,,推動“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”從概念階段向應用實踐階段發(fā)展。地方政府因地制宜,,根據(jù)本地產(chǎn)業(yè)特色,,完善配套政策、發(fā)展目標和具體推進實施方案,。在中央和地方各級政府政策組合拳的大力支持下,,在“政、產(chǎn),、學,、研、資”的綜合作用下,,產(chǎn)業(yè)界熱情高漲,,不斷探索利用“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,持續(xù)進行相關(guān)試點示范建設,。
據(jù)不完全統(tǒng)計,,2020—2021年中央及各省市政府先后出臺5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)政策600余項,,政策體系日趨完善,,基本覆蓋了產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局、基礎設施規(guī)劃建設,、財政資金支持,、行業(yè)融合應用推廣、技術(shù)標準攻關(guān),、安全保障強化,、融合應用先導區(qū)培育等方面。
國家層面出臺的產(chǎn)業(yè)政策偏重于頂層設計,,作為“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)發(fā)展與應用創(chuàng)新的指導性文件,,為“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”標準的形成,、技術(shù)的迭代、資金的支持,、應用的落地指明了方向并提供政策保障,。國務院于2017年11月印發(fā)的《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見》,已成為引導國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的綱領性文件,。2019年11月,,工信部印發(fā)《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進方案》,明確提出了建設任務和目標,,即打造5個產(chǎn)業(yè)公共服務平臺,,加快“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”在垂直領域的先導應用,對10個重點行業(yè)進行內(nèi)網(wǎng)的建設與改造,,至少打造20個典型的落地應用場景,。2020年12月,工信部印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021—2023年)》,,要求在前三年起步期成果之上,,建成8個公共服務平臺,探索5G專網(wǎng)建設與運營模式,,支持有能力的企業(yè)開展5G全連接工廠建設,,推動5G技術(shù)從輔助生產(chǎn)場景向核心生產(chǎn)場景滲透應用,這也標志著我國“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”進入快速發(fā)展階段,。2021年5月和2022年4月工信部分別下發(fā)了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組2021年工作計劃》和《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組2022年工作計劃》,,對重點工作、目標成果,、完成時間和責任部門進行了明確規(guī)定,。
在地方層面,各地政府在國家政策的指引下,,結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)特色,,發(fā)布具有針對性的地方產(chǎn)業(yè)政策。如山東省政府,、工信廳,、應急廳等部門近幾年發(fā)布了《關(guān)于加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展若干措施的通知》《山東通信業(yè)2021年“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”專項行動》等文件,要求持續(xù)加快5G,、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎設施建設,,深化行業(yè)賦能服務,完善標識體系和安全體系,;同時出臺了政策資金扶持計劃,,通過財政資金引導,推動山東省內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展;作為化工大省,,山東省圍繞安全生產(chǎn),、綠色低碳、智慧園區(qū)等應用,,同步出臺了應用場景建設與省內(nèi)推廣計劃,,強調(diào)技術(shù)的可落地性和可用性。重慶市政府,、經(jīng)信委等部門先后發(fā)布了《重慶市5G應用“揚帆”行動計劃》(2021—2023年),、《重慶市工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021—2023年)》等文件,支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、智能制造等領域解決方案商利用5G技術(shù)為企業(yè)打造遠程設備操控,、設備協(xié)同作業(yè),、柔性生產(chǎn)制造,、現(xiàn)場輔助裝配等典型應用場景,形成示范引領效應,。鼓勵大中型企業(yè),、高校和科研機構(gòu)、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合建設“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)測試床,,開展融合技術(shù),、標準、設備,、解決方案的研發(fā)生產(chǎn),、測試試驗、評估評測等工作,,創(chuàng)建“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”先導示范區(qū),。除此之外,長三角地區(qū),、粵港澳大灣區(qū),、京津冀地區(qū)都加強了在5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、智能制造等方面的政策支持力度,,賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
總體來說,,隨著產(chǎn)業(yè)的不斷升級與發(fā)展,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”政策體系也在逐步完善,,總體框架性政策基本出臺,正在向垂直行業(yè),、重點領域延伸,。地方政府在國家政策的基礎上,出臺配套政策,、設立專項,、建立專班,,促進“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”在重點行業(yè)、重點領域的深度融合應用,。
典型應用場景
“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”正在加速賦能千行百業(yè),,已覆蓋41個國民經(jīng)濟大類,涉及數(shù)字化研發(fā),、智能化制造,、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制,、服務化延伸,、精益化管理六大類應用模式。截至2022年8月,,全國累計落地超過3100個項目,,覆蓋鋼鐵、電力,、礦山,、石化、紡織等20多個重點行業(yè),,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”進產(chǎn)業(yè)基地,、進產(chǎn)業(yè)園區(qū)、進重點行業(yè)企業(yè)持續(xù)提速,,產(chǎn)業(yè)規(guī)模邁過萬億元大關(guān),。為了面向更多行業(yè)和企業(yè)推廣“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的融合創(chuàng)新應用,本文梳理了工信部發(fā)布的10個行業(yè)應用實踐和20個典型應用場景,,如圖1所示,。
圖1 “5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”重點行業(yè)與典型應用場景
5G網(wǎng)絡作為數(shù)據(jù)通信的承載體,以其大帶寬,、低時延,、廣連接的特性支撐行業(yè)應用場景的建設。例如,,在鋼鐵企業(yè)天車設備遠程控制場景中,,需要在遠端還原操作現(xiàn)場實景,除設備的狀態(tài)數(shù)據(jù),、控制數(shù)據(jù)外,,還需要音視頻等數(shù)據(jù)的實時同步,因此對傳輸?shù)募皶r性,、感知的實時性,、操作的可靠性要求較高。而5G網(wǎng)絡經(jīng)過不斷優(yōu)化,可以保障數(shù)據(jù)上行的大帶寬,、低時延和高可靠,,以及數(shù)據(jù)下行控制信令的低時延和安全高可靠。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺打通了數(shù)據(jù)的采集,、存儲,、計算、分析,、應用等環(huán)節(jié),,因此可以通過平臺積累的工業(yè)機理模型和數(shù)據(jù)模型,實現(xiàn)應用創(chuàng)新,。例如,,在化工旋轉(zhuǎn)設備故障診斷場景中,工廠可以利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采集設備的溫度,、壓力,、振動等信息,對峰值,、頻譜,、趨勢等進行分析;還可以通過已訓練好的故障分類模型,,對轉(zhuǎn)子不對中、轉(zhuǎn)軸磨損斷裂,、密封失效等進行診斷分析,,并結(jié)合知識圖譜或?qū)<蚁到y(tǒng),向運維人員推薦相關(guān)的檢修方案,、備品備件信息,。
“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”面臨三大挑戰(zhàn)
在政策的推動下,我國“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展勢頭良好,,在標準制定,、技術(shù)研發(fā)、行業(yè)融合應用等方面取得了顯著的成效,,但仍然存在著一定的問題與挑戰(zhàn),,主要歸納為以下3點。
一是企業(yè)內(nèi)生需求不足,,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”大規(guī)模應用落地推進阻力大,。雖然我國“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應用落地案例正在逐步增多,但是多為對行業(yè)標桿項目的打造,。在高額補貼政策的驅(qū)動下,,一些企業(yè)甚至將傳統(tǒng)信息化項目、自動化項目進行包裝,而這并非真正源于企業(yè)內(nèi)需的“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項目,。因此,,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展有可能很快進入平臺期,需要加以突破,。
二是技術(shù)可靠性,、安全性等多重因素,致使5G與部分行業(yè)應用難以深度融合,。從上述典型應用場景來看,,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”已經(jīng)涉及從研發(fā)設計、生產(chǎn)控制到運營維護等多個環(huán)節(jié),,也逐步從外圍輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)切入到核心生產(chǎn)環(huán)節(jié),。但化工、電力等行業(yè)對于生產(chǎn)過程的安全性,、穩(wěn)定性要求極高,,一旦發(fā)生問題后果不堪設想;而5G網(wǎng)絡的穩(wěn)定性,、可靠性,,以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺所沉淀模型的準確性、安全性,,尚未經(jīng)過大規(guī)模商業(yè)落地驗證,,企業(yè)不敢輕易以“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)替代現(xiàn)有網(wǎng)絡、工業(yè)機理等,。
三是中小型企業(yè)對新技術(shù)應用仍有顧慮,,致使應用難以全面推廣。當前,,行業(yè)龍頭企業(yè)積極擁抱“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,,通過搭平臺、聚數(shù)據(jù),、建應用,、拓生態(tài)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。但中小型企業(yè)對新技術(shù)應用的接受程度有限,,主要原因是建設成本較高,,短時期內(nèi)無法獲得較好的經(jīng)濟效益。因此,,只有少部分企業(yè)在單點或局部進行了智能化改造,,大規(guī)模開展5G網(wǎng)絡、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等基礎設施建設的企業(yè)相對較少,。
發(fā)展趨勢分析
“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展已步入成熟期,,根據(jù)中央各地方發(fā)布的政策分析,,筆者認為“十四五”期間,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”將重點圍繞以下3個方向發(fā)展,。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能園區(qū)發(fā)展
工業(yè)園區(qū)作為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要載體,,具有產(chǎn)業(yè)集聚度高、企業(yè)關(guān)聯(lián)性強,、數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求迫切等突出特點,,是發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺基礎設施賦能作用和實現(xiàn)平臺應用落地的重點產(chǎn)業(yè)方向。工信部出臺的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組2022年工作計劃》提出,,推動各省市利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快園區(qū)轉(zhuǎn)型升級,,開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進園區(qū)“百城千園行”活動。地方政府也高度重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)建設,,22個省市已出臺相關(guān)扶持政策,,助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)落地生根。
我國產(chǎn)業(yè)園區(qū)眾多,,以化工園區(qū)為例,,截至2022年6月,全國范圍內(nèi)認定的化工園區(qū)數(shù)量達到616個,,其中山東(85個),、浙江(52個)、湖北(51個),、河南(47個),、山西(41個)排名全國前五位,產(chǎn)值超百億元的化工園區(qū)高達271家,。按細分產(chǎn)業(yè)劃分,,包括石油化工、精細化工,、煤化工、鹽化工,、醫(yī)藥化工等,。化工園區(qū)的發(fā)展面臨著安全風險高,、能耗與碳排放高,、管理手段落后等問題,而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將成為保障化工園區(qū)安全生產(chǎn),、綠色低碳,、智慧化運營的重要手段。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
中小型企業(yè)作為國民經(jīng)濟的主體,,占企業(yè)總數(shù)量的90%以上,。當前中小型企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐工作仍處于不斷探索階段,,企業(yè)數(shù)字化水平普遍較低,主要面臨基礎能力不足,、轉(zhuǎn)型成本較高,、存在安全顧慮、服務供給不足等問題,,但同時也具有較大的提升空間,。
隨著中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求的持續(xù)釋放和利好政策的密集發(fā)布,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺賦能范圍也不斷向中小企業(yè)延伸,。江蘇,、浙江等地先后發(fā)布了多項方案舉措,從診斷服務,、資金支持,、企業(yè)上云等方面加大了扶持力度,解決中小型企業(yè)“不想轉(zhuǎn),、不會轉(zhuǎn),、不敢轉(zhuǎn)”的問題。筆者認為,,在保障網(wǎng)絡安全的前提下,,通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺面向中小型企業(yè)提供產(chǎn)品的研發(fā)設計、生產(chǎn)測試,、智慧營銷,、售后服務等方面高性價比的SaaS應用,是助力中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有效手段,。
5G全連接工廠建設推廣
5G全連接工廠是指利用5G,、TSN、LAN等信息通信技術(shù),,融合工業(yè)大數(shù)據(jù),、標識解析、人工智能等技術(shù),,新建或改造產(chǎn)線級,、車間級、工廠級等生產(chǎn)現(xiàn)場,,形成生產(chǎn)單元廣泛連接,、IT與OT深度融合、數(shù)據(jù)要素充分利用,、創(chuàng)新應用高效賦能的先進工廠,。
“十四五”期間,通過中央與地方政府的協(xié)同推進,,計劃實現(xiàn)全連接工廠“百千萬”金字塔式建設目標,。即推動在全國范圍內(nèi)遴選1萬家企業(yè),,進行不同層級的5G全連接工廠建設;在石油化工,、裝備制造,、電力等10個重點行業(yè),建成1000個特色鮮明5G全連接工廠,;遴選出100個工廠標桿,,形成具備引領示范能力的建設方案。在企業(yè)端,,將從“橫向分類,、縱向分級”兩個維度上加以推動,以企業(yè)自身發(fā)展的客觀規(guī)律和實際需求為導向,,以技術(shù)可行性高,、成本相對可控為前提,針對研發(fā)設計,、生產(chǎn)運行,、檢測監(jiān)測、倉儲物流,、運營管理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)強化應用落地,。
5G是驅(qū)動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵使能技術(shù)之一,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是加快5G商用部署的重要突破口之一,,二者相輔相成,。本文總結(jié)了當前“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”中央與地方相關(guān)政策、典型應用場景,、發(fā)展問題與挑戰(zhàn),。通過梳理政策內(nèi)容,提出了“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”賦能園區(qū),、服務中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,、建設5G全連接工廠的發(fā)展方向。