三百年的工業(yè)化進(jìn)程中，每一次工業(yè)領(lǐng)域的升級發(fā)展，都離不開信息技術(shù)的推動。在新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（以下簡稱新基建）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(chǔ)設(shè)施，具有高度的契合性，被視為推動工業(yè)經(jīng)濟(jì)走向新形態(tài)和新階段的“雙子星”。
“愿景美好，任重道遠(yuǎn)。”——在近期召開的2021新一代信息通信產(chǎn)業(yè)院士論壇上，中國科學(xué)院院士尹浩對新基建浪潮下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展作了這樣的注解。他表示，5G將助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)降本提質(zhì)增效，但也需解決跨界融合不充分、系統(tǒng)復(fù)雜性和商業(yè)模式不清晰三個難題，并面臨全要素互聯(lián)、生產(chǎn)鏈流程化以及產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈重塑過程中的三個挑戰(zhàn)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入規(guī)模化擴(kuò)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(chǔ)設(shè)施和信息應(yīng)用模式，通過人、機(jī)、物的全面互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的全面連接。相比傳統(tǒng)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、開放服務(wù)的智能制造網(wǎng)絡(luò)空間。
傳統(tǒng)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、安全三個部分，其中網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)、平臺是核心、安全是保障。尹浩表示，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在從傳統(tǒng)意義上的“網(wǎng)絡(luò)-平臺-安全”走向“網(wǎng)絡(luò)-平臺-數(shù)據(jù)-安全”。制造業(yè)生產(chǎn)效率的提升，需基于打造數(shù)據(jù)匯聚載體、提升數(shù)據(jù)價值挖掘能力、促進(jìn)數(shù)據(jù)流動和推動數(shù)據(jù)知識共享，數(shù)據(jù)體系已經(jīng)成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。
數(shù)據(jù)的價值在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系逐步凸顯，源于實(shí)體經(jīng)濟(jì)各行業(yè)在智能化升級對海量數(shù)據(jù)的采集、匯聚和分析需求，這也成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展的內(nèi)生動力。新基建賦予工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施”定位，進(jìn)一步明確了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加速各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的底座作用。
尹浩指出，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)入快速成長期。在全球范圍內(nèi)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正處于沒有一家獨(dú)大的關(guān)鍵時期和規(guī)模化擴(kuò)張的窗口期，圍繞網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)設(shè)備、核心芯片、工控系統(tǒng)、傳感器等產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的生態(tài)競爭日益激烈。
“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”面臨三個挑戰(zhàn)
5G具有大帶寬、低延時、廣連接三個特性，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。尹浩指出，5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景大有可為，能夠突破“計(jì)算機(jī)+控制模型”的傳統(tǒng)范式，形成“網(wǎng)絡(luò)+數(shù)據(jù)”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能發(fā)展新范式。5G高頻和多天線技術(shù)、5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)、5G邊緣計(jì)算技術(shù)，將催生大規(guī)模設(shè)備連接、機(jī)器間協(xié)同、流程閉環(huán)控制、移動機(jī)器人、運(yùn)動控制、遠(yuǎn)程資產(chǎn)管理、工業(yè)AR等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用。
尹浩表示，5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的真正落地，還面臨三個難題：一是跨界融合不充分，運(yùn)營商、設(shè)備商、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)之間存在行業(yè)壁壘；二是應(yīng)用場景多樣化，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)部署和工程系統(tǒng)的復(fù)雜性提升，由于網(wǎng)絡(luò)接口都是非標(biāo)的，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，增加了部署難度；三是商業(yè)模式不清晰，4G的商業(yè)模式較為簡單，以流量消費(fèi)為主，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”則深入了工業(yè)生產(chǎn)制造的各個環(huán)節(jié)，不能單純依靠流量消費(fèi)盈利，要探索新的運(yùn)營模式。
對于5G如何使能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展，尹浩表示有三個重要趨勢。一是基于網(wǎng)絡(luò)的“人-機(jī)-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)鏈和全價值鏈重塑，創(chuàng)造全新工業(yè)生態(tài)和新型應(yīng)用模式。
以上發(fā)展趨勢也帶來了三個挑戰(zhàn)。一是全要素互聯(lián)導(dǎo)致復(fù)雜性急劇增加。人、機(jī)、生產(chǎn)材料、加工設(shè)備以及相關(guān)軟硬件等要素的連接聚集，為功能控制、行為預(yù)測、未來演化帶來不確定性。二是生產(chǎn)鏈流程化要求單環(huán)節(jié)的穩(wěn)定流暢。傳統(tǒng)的工業(yè)流程化是按照程序固化的，而基于網(wǎng)絡(luò)的流程化是動態(tài)調(diào)整的，形成了新的連接單元，任何環(huán)節(jié)的失效都會影響整個生產(chǎn)流程。因此要著重考慮環(huán)節(jié)容差以及生產(chǎn)鏈全流程的流暢性和穩(wěn)定性。三是如何實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈管理。一方面，以“從無向到有向的因果關(guān)系”為核心，建立全產(chǎn)業(yè)鏈間的耦合和控制關(guān)系。另一方面，產(chǎn)業(yè)鏈中的價值鏈要在觸達(dá)用戶體驗(yàn)的“最后一公里”，也就是銷售等關(guān)節(jié)體現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品價值的最大化，最終實(shí)現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈安全可靠的互通互聯(lián)。
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