智眼看(kàn)5G
传统(tǒng)工业企业,转型升级(jí)颇受关注。搭(dā)上5G这班快车,加速(sù)“数字化”到“智慧(huì)化”进程,让传统工业(yè)企业(yè)与工业互联网技术(shù)融合碰撞(zhuàng),在新时(shí)代(dài)焕(huàn)发出无限生机。
工业互联网是信息领域与物理制造(zào)领(lǐng)域的深度(dù)融合(hé),被视为5G的核心应用(yòng)领(lǐng)域。当5G进入规(guī)模部署阶段,工业则是(shì)其中最重要的应用领域之一(yī)。
世界5G大(dà)会召(zhào)开在即,记者(zhě)采访了(le)全(quán)国工业过程测量和控制标准化技术委员会主任、“网络化控制系统(tǒng)”国家地(dì)方联合(hé)工(gōng)程研究中(zhōng)心(xīn)主(zhǔ)任、中国科学院沈阳自动化研(yán)究所所长于(yú)海斌,畅谈5G时代(dài)制造(zào)业面临的(de)机遇与挑战(zhàn)。
“工业(yè)领域(yù)的智能生(shēng)产需要提(tí)升柔性、灵活性(xìng)、资源效率和产(chǎn)品质量(liàng),而5G与工业自动化的深度融合(hé),可以提升网络连接力和稳定性,打造未来工业(yè)连接新架构,支撑未来全连接智慧工厂建设(shè)。”身处(chù)东(dōng)北老工业基地辽宁,于海斌对工业互联技术在传统(tǒng)工(gōng)业(yè)企业的应用有着(zhe)深刻理(lǐ)解。
技术迭代,“自主”与“智能”是关键
一项革命(mìng)性技术的成熟,需要技术和应(yīng)用场(chǎng)景的(de)多(duō)轮迭代和(hé)不断(duàn)创新,同时也不乏(fá)争议(yì)。制造业希望(wàng)通过工业互联网(wǎng)实(shí)现自动化,但大量工业制造(zào)知识(shí)亟待挖(wā)掘。
于海斌说,工业互(hù)联网不仅是一张网,更是互联的工业系(xì)统。工业系统则由信息网络支撑(chēng)的互联智能,向知识驱动(dòng)的自主智能发展(zhǎn),从而(ér)实现自主与智能。
随着5G应用渐次(cì)落地,商用5G技术和应用取(qǔ)得巨大成功,理(lǐ)性看待(dài)工业场景应用尤为关键(jiàn)。于海斌表示,工业5G技术及其对(duì)工业革命的作用(yòng),尚处在初始阶段。
回顾无线网络技术的应用和发展规律,他认为,工(gōng)业无(wú)线网络技术在自(zì)动化领域的应用(yòng),从初期的尝试到后(hòu)期的大规模产品化应(yīng)用,已验证了无(wú)线(xiàn)技术在部分工业领域(yù)的可行性,并重点解决了流程工业的大规模工(gōng)业测控问题。
“但面向高端加工制造(zào),特别(bié)是精密运动(dòng)控(kòng)制,由于无线技术(shù)尚未(wèi)达到传统有(yǒu)线网络的效果,始终缺少‘无线’的利器。”于海斌强调(diào)。
目(mù)前,工业无线(xiàn)技(jì)术(shù)呈现出百花齐(qí)放局面,从不同层面支持工业应用(yòng)。但(dàn)由(yóu)于工业应用场景千差万别,很难有一种技术可以同(tóng)时支持全部工业场景。
“尽(jìn)管5G采用场景驱(qū)动的技(jì)术路线定(dìng)义了三大场景,但与实时性(xìng)密切相关的(de)工业应(yīng)用(yòng)尚需突破。”于(yú)海斌说,由于没有像(xiàng)现场总(zǒng)线、工(gōng)业(yè)以太网一(yī)样的知识(shí)积累和沉淀,时至今日,5G的应用仍处于不断(duàn)地(dì)应(yīng)用尝试和技术创新的迭代中。
“但从目前已经(jīng)展示出的5G应(yīng)用创(chuàng)新中,人们看到了很多机遇,如机器人的(de)遥操作远(yuǎn)程手术、VR/AR远程示教等,解决了一(yī)些之(zhī)前难以解(jiě)决的问题。”于海斌说。
以点带(dài)面,实现应用场景与模式创新
数字显示,5G的链接有望承(chéng)载10亿个场所的(de)连接,50亿人的(de)连接,500亿物的(de)连接。未来,每(měi)个人、每(měi)个家庭、每个组织都将通过“数字(zì)”实现互联互通。
目(mù)前(qián),工业无线技术(shù)的全球市场份额只有6%左右,而5G由于刚刚开(kāi)始应用,份额(é)则更小,但其对(duì)推动工(gōng)业(yè)基础设施、生产方式、创新模式(shì)等方(fāng)面(miàn)的持(chí)续变革却(què)很关键,关乎数字经济时(shí)代我国制造业发展的(de)主动权和话语权。
此外(wài),从数字比对(duì)中(zhōng)也可以看到我国与其他国家的(de)差距。如光(guāng)刻机加工水平,荷(hé)兰为5nm,其7nm精(jīng)度以上的(de)光(guāng)刻机占世界100%份额,而我国可量产的光刻机水平(píng)仅为90nm,差(chà)距巨大,说(shuō)明挑战与机遇并存。
时代的变革和政策的利好,让工业互联网焕发出无(wú)限生机(jī),也让人们对5G时代充满想(xiǎng)象。“十四五(wǔ)”期间,突破传统发展模式,推动制造业(yè)模(mó)式创新(xīn),充(chōng)分发挥我国在移动通信产(chǎn)业的优(yōu)势,特别是5G技(jì)术(shù)优势,势(shì)在必(bì)行。
“以点带(dài)面,通过技(jì)术突破,实现应用场(chǎng)景和模(mó)式上的创新,从而产生行业(yè)辐射(shè)作用,推动我(wǒ)国(guó)工业(yè)企业(yè)和(hé)产业发展的持续升(shēng)级,夯实现代化工业(yè)体系。”于海斌给出自(zì)己的看(kàn)法,把(bǎ)5G应用于工(gōng)业并(bìng)渗透(tòu)到(dào)工业系统,将有利(lì)于保持并扩大我(wǒ)国5G的领(lǐng)先(xiān)优势。
交叉融合,新技(jì)术带给未来无限可(kě)能
20多年来(lái),于海斌率领团队深耕(gēng)工(gōng)业无线控(kòng)制技术,不(bú)仅创建了国际领先的工业无线控制技术体系,还牵头制定了我国在工业无线(xiàn)控制领域首个国际电工委员会(IEC)国际标(biāo)准——WIA-PA标准,使我国工(gōng)业无(wú)线控(kòng)制技(jì)术达到(dào)国际领先(xiān)水平,有了国(guó)际(jì)话(huà)语权(quán)。
作为我国机器人和工业自动化(huà)事业的发源地之一,中国(guó)科(kē)学院沈阳自(zì)动化(huà)研究所持续(xù)推动(dòng)中(zhōng)国机器人技术的研究发展,解(jiě)决了国家制造业(yè)发展一系列重大关键技术问(wèn)题。“海翼”水下滑(huá)翔机于2017年打破(pò)世界水(shuǐ)下(xià)滑翔机最大下潜深度纪(jì)录(lù),“海斗一号”全海深无人潜水器于2020年成(chéng)功海试最深下潜至10907米,工业4.0互联制造(zào)解决方案获评(píng)“世界互联(lián)网领先科(kē)技成果”。
“在重大科技成果以及特种场景下应(yīng)用,对5G时代提出(chū)了新需求。而(ér)未来,5G技术也(yě)将在方方(fāng)面(miàn)面得到应用(yòng),但不能(néng)操(cāo)之过(guò)急(jí)。”于海斌说,5G应(yīng)该在不断(duàn)地(dì)技术迭代中,从ICT(信息(xī)通信(xìn)技(jì)术)和OT(运营技术)角(jiǎo)度共同推动全(quán)新的工(gōng)业无线网络,抓住机(jī)遇,争夺(duó)技术优势,猛攻“卡脖子”技(jì)术,强化(huà)核(hé)心技术的(de)自主可控性。
注重底层支撑,思(sī)考(kǎo)技术融合。于海斌表示,“人、机、物”全(quán)面互(hù)联的(de)关键基础设施,5G是工(gōng)业(yè)互联网的核心支撑(chēng),人(rén)工(gōng)智(zhì)能、大数(shù)据、工业计算、5G、工业物联网等新技(jì)术交(jiāo)叉(chā)融合,各类(lèi)工(gōng)业制(zhì)造、信息平(píng)台以及全流程、全链(liàn)条的安全,将是5G技(jì)术推(tuī)动工业(yè)革命的载体和(hé)途(tú)径,产生很(hěn)多(duō)新技术并将形成创新引领(lǐng)能力,为(wéi)制造业(yè)的智能化发展提供无限(xiàn)可能。