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工业互联网:5G商用的主战场

徐晓兰
来源:人民网发布时间:2019-08-16

5G作为新一代移动通信技术,服务对象从人与人通信拓展到人与物、物与物通信,应用领域从移动互联网扩展到移动物联网,开辟了万物泛在互联、人机深度交互、智能引领变革的新征程,代表了新一代信息通信技术的发展方向和战略制高点,将引发生产方式、生活方式的深刻变革,正在成为全球新一轮科技和产业革命的竞争高地。工业互联网持续推进新一代信息通信技术与工业经济深度融合,是第四次工业革命的重要基石。5G赋能工业互联网,既可以满足工业智能化发展需求,形成具有低时延、高可靠、广覆盖特点的关键网络基础设施,也是新一代信息通信技术与工业领域深度融合所形成的新型应用模式,将形成全新工业生态体系,促进制造业全要素、全价值链、全产业链转型升级。当前,全球5G正在进入商用部署的关键期,韩国、美国、瑞士、英国已相继开通5G商用服务,面对国内高质量发展的要求和全球5G商用的竞争,我国应抢抓机遇,以工业互联网为突破口加快5G商用步伐,积极探索新型应用模式,赢得发展的主动权。

一、工业互联网是加快5G商用规模部署的重要突破口

(一)5G是驱动工业互联网蓬勃发展的关键使能技术

5G的高速率、低时延、海量连接等优势特性能够满足工业互联网连接多样性、性能差异化以及通信多样化的网络需求,显著增强工业互联网产业供给能力,为工业互联网跨越发展提供坚实的技术保障,全面支撑工业互联网新业务、新模式创新发展。5G TSN(时间敏感网络)技术通过高精度时间同步,实现工厂内无线TSN,保障工业互联网业务端到端的低时延。5G网络切片技术支持多业务场景、多服务和质量、多用户及多行业的隔离和保护。5G高频和多天线技术支持工厂内的精准定位和高宽带通信,大幅提高远程操控领域的操作精度。5G边缘计算加速工业IT及OT网络融合,通过边缘数据处理、跟踪及聚合能力的增强,提升工业互联网业务的高可靠、低时延等性能指标,优化资源共享和用户体验。

(二)5G赋能工业互联网是支撑制造业高质量发展的必然要求

习近平总书记强调,“我国是个大国,必须发展实体经济,不断推进工业现代化、提高制造业水平”。制造业是实体经济的主体,振兴实体经济重在做大做强制造业。2019年,中央经济工作会议把推动制造业高质量发展,列为今年七项重大工作任务之首,明确提出要加大制造业的技术改造和设备更新,加快5G的商用步伐,加快人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施的建设。基于5G技术催生的工业互联网新产品、新模式和新业态,将显著降低企业运营成本,提高生产效率、优化制造资源配置,提升产品高端化、装备高端化和生产智能化水平,推动制造业实现质量效益提高、产业结构优化、发展方式转变、增长动力转换,为建设现代化经济体系提供有力保障。

二、5G网络下的全球工业互联网应用现状

(一)发达国家加快5G在工业互联领域的应用部署

5G与各垂直领域的深度融合将催生诸多新业务、新业态,从而创造巨大的经济价值,美国、欧盟、韩国等发达国家运营商和设备商借助工业互联网领域的先发优势,纷纷加快5G在工业互联网领域的应用布局,积极抢占5G产业制高点。爱立信与瑞典工业巨头ABB签署了一份基于5G技术面向工厂自动化的谅解备忘录,专注推动5G网络切片在汽车、电子等垂直行业的合作标准制定和应用服务,旨在使用5G和工互联网联网来提高工厂自动化程度。韩国三大运营商SK电讯、KT和LG U+同时推出面向汽车制造、机械制造企业的5G服务,旨在通过启动智能工厂服务加速布局工业互联网应用,提高制造业业务效率和竞争力。三星和AT&T合作在德克萨斯州奥斯汀创建了美国首个以制造业为主的5G“创新区”,测试平台的目标是提供对5G如何影响制造的真实世界的理解,并提供对智能工厂未来的洞察。2019年2月,三星、思科和Orange在巴塞罗那的MWC19上推出了无人机和工业机器人两款工业5G应用。

(二)我国积极推动5G在工业互联网重点行业的融合应用

我国作为世界第一制造大国和网络大国,高度重视工业互联网和5G发展,聚焦化工、机械、船舶、飞机制造、电力等工业领域,积极推进5G与工业互联网的融合应用和创新发展,推动生产制造服务体系升级、产业链延伸和价值链拓展。在化工行业,浙江移动与中兴通讯、浙江中控、新安化工携手打造的5G工业数据采集及控制系统成功上线,5G三维扫描建模检测系统、仪表无线减辐升级等项目均已经入试点阶段。在机械行业,中兴通讯携手山东联通助力山东临工集团共同打造的5G远程遥控挖掘机操作项目成功展示,现场通过联通5G网络与远端的控制室相连,实时控制位于矿区的无人驾驶挖掘机,同步回传真实作业场景及全景视频实况。在汽轮行业,浙江移动通过与杭汽轮集团、浙江中控、新安化工等企业的合作,研究实现包括5G三维扫描建模检测系统、仪表无线减辎升级等省内首批5G工业互联网应用,且均已进入试点阶段。在飞机制造方面,商飞搭建了一批5G工业应用场景,用5G+8K视频检测生产安装缺陷,利用5G+AR辅助飞机装配,有效提高了飞机的生产研制效率。在电力行业,南方电网利用5G承载电网的配电业务,完成了国内首例基于5G智能电网的外场测试,未来还将积极试点5G服务于计量自动化、应急通信、分布式能源调控等各类电网典型业务场景,全面提升电网智能化水平。

三、我国推动5G与工业互联网融合发展面临的挑战

一是跨界融合仍不充分。工业互联网跨界融合的知识难度、细分市场的专业性要求都更高,运营商、设备商、工业互联网企业间的行业壁垒仍然较高,企业间融合融通,相互促进、共生共赢的产业生态尚未形成。运营商和设备商对工业行业特性和专业壁垒的把握存在跨界鸿沟对工业企业的主要业务流程及工艺流程缺少掌握,缺乏将先进技术与知识、工艺、流程等融会贯通的服务经验,提供的技术、产品和解决方案难以准确、有效地满足工业企业的实际运营功能需求。

二是工业应用场景较为细碎。工业互联网涉及的生产设备和需求多样、业务链条长、模型复杂,工业应用场景从端侧、管侧到平台侧方案定制化程度高,新业务、新需求、新场景的多样化对网络部署的灵活性、智能化提出了更高要求,需要快速响应,并提供工业互联网产品和持续的技术解决方案服务。面对复杂的工业互联需求,5G需要适应不同的工业场景,并提供不同场景的无线连接方案,网络部署复杂,标准化建设的难度也较大,对于建设与运营都会带来较大挑战。

三是商业模式尚不清晰。5G在工业互联领域的应用模式与传统2C市场模式有较大差别,企业运营模式呈现多样性,双方合作的商业模式仍需进一步探索。此外,5G网络建设及运营的成本十分高昂,移动流量业务“增量不增收”的问题尚未有效解决,不同的服务、不同的场景,对于网络的带宽要求、网络资源消耗以及对于运营商运维体系的复杂程度要求不同,这将在具体的计费模式以及商业模式上带来改变,短期内5G在工业互联网领域应用的盈利模式尚不清晰。

四、加快5G在工业互联网领域商用部署的政策建议

一是加强5G与工业互联网领域的跨界合作和供需对接。围绕5G与工业互联网的创新应用及解决方案研发,进一步加强运营商与工业互联网企业的沟通融合与跨界合作,积极开展5G工业互联网终端关键技术、性能、形态、互操作及兼容性的测试验证,推动产业具备成熟设备能力。以应用为导向、以系统集成和综合服务能力提升为重点,推动运营商、设备商与工业互联网企业积极开展合作,建立供需对接渠道,探索5G与工业互联网应用新模式。

二是在工业互联网重点领域开展5G商业试点示范。面向工业互联网发展需求,建议通信厂商积极探索5G应用场景,并联合电信运营商开展重点行业、重点企业试点示范和协同创新中心建设,探索5G与工业互联网融合的更多可能性,构建可复制、可推广的融合应用推进机制。在汽车制造、绿色石化、电子信息等重点领域率先开展“5G+工业互联网”商用业务试验和应用示范,在重点企业打造人、机、物全面互联的工业互联网网络体系。

三是积极探索开放共赢的新型商业模式。鼓励工业互联网企业、设备厂商与运营商共同探索多元商业模式,面向不同的时延、不同的安全等级、不同的场景和不同客户的质量,建立多量纲、多维度、多模式的计费模型,实现更快的业务定制、自助服务和可扩展性,提高运营商业务收入及ARPU。加大5G网络共建共享力度,尽量避免网络基础设施的重复建设,节约网络整体投资,缓解5G网络建设将面临的巨额资金压力。此外,国家应在政策引导、资金扶持、税收优惠等方面对运营商予以支持,以降低运营商的资金压力。

(作者为中国工业互联网研究院院长)