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5G让制造业有了“无线”可能

作者: 郝晓明   文章来源: 科技日报   发表时间:2021-07-23    点击量:

 

  传统工业企业,转型升级颇受关注。搭上5G这班快车,加速“数字化”到“智慧化”进程,让传统工业企业与工业互联网技术融合碰撞,在新时代焕发出无限生机。

  工业互联网是信息领域与物理制造领域的深度融合,被视为5G的核心应用领域。当5G进入规模部署阶段,工业则是其中最重要的应用领域之一。

  世界5G大会召开在即,记者采访了全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”国家地方联合工程研究中心主任、中国科学院沈阳自动化研究所所长于海斌,畅谈5G时代制造业面临的机遇与挑战。

  “工业领域的智能生产需要提升柔性、灵活性、资源效率和产品质量,而5G与工业自动化的深度融合,可以提升网络连接力和稳定性,打造未来工业连接新架构,支撑未来全连接智慧工厂建设。”身处东北老工业基地辽宁,于海斌对工业互联技术在传统工业企业的应用有着深刻理解。

  技术迭代,“自主”与“智能”是关键

  一项革命性技术的成熟,需要技术和应用场景的多轮迭代和不断创新,同时也不乏争议。制造业希望通过工业互联网实现自动化,但大量工业制造知识亟待挖掘。

  于海斌说,工业互联网不仅是一张网,更是互联的工业系统。工业系统则由信息网络支撑的互联智能,向知识驱动的自主智能发展,从而实现自主与智能。

  随着5G应用渐次落地,商用5G技术和应用取得巨大成功,理性看待工业场景应用尤为关键。于海斌表示,工业5G技术及其对工业革命的作用,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,工业无线网络技术在自动化领域的应用,从初期的尝试到后期的大规模产品化应用,已验证了无线技术在部分工业领域的可行性,并重点解决了流程工业的大规模工业测控问题。

  “但面向高端加工制造,特别是精密运动控制,由于无线技术尚未达到传统有线网络的效果,始终缺少‘无线’的利器。”于海斌强调。

  目前,工业无线技术呈现出百花齐放局面,从不同层面支持工业应用。但由于工业应用场景千差万别,很难有一种技术可以同时支持全部工业场景。

  “尽管5G采用场景驱动的技术路线定义了三大场景,但与实时性密切相关的工业应用尚需突破。”于海斌说,由于没有像现场总线、工业以太网一样的知识积累和沉淀,时至今日,5G的应用仍处于不断地应用尝试和技术创新的迭代中。

  “但从目前已经展示出的5G应用创新中,人们看到了很多机遇,如机器人的遥操作远程手术、VR/AR远程示教等,解决了一些之前难以解决的问题。”于海斌说。

  以点带面,实现应用场景与模式创新

  数字显示,5G的链接有望承载10亿个场所的连接,50亿人的连接,500亿物的连接。未来,每个人、每个家庭、每个组织都将通过“数字”实现互联互通。

  目前,工业无线技术的全球市场份额只有6%左右,而5G由于刚刚开始应用,份额则更小,但其对推动工业基础设施、生产方式、创新模式等方面的持续变革却很关键,关乎数字经济时代我国制造业发展的主动权和话语权。

  此外,从数字比对中也可以看到我国与其他国家的差距。如光刻机加工水平,荷兰为5nm,其7nm精度以上的光刻机占世界100%份额,而我国可量产的光刻机水平仅为90nm,差距巨大,说明挑战与机遇并存。

  时代的变革和政策的利好,让工业互联网焕发出无限生机,也让人们对5G时代充满想象。“十四五”期间,突破传统发展模式,推动制造业模式创新,充分发挥我国在移动通信产业的优势,特别是5G技术优势,势在必行。

  “以点带面,通过技术突破,实现应用场景和模式上的创新,从而产生行业辐射作用,推动我国工业企业和产业发展的持续升级,夯实现代化工业体系。”于海斌给出自己的看法,把5G应用于工业并渗透到工业系统,将有利于保持并扩大我国5G的领先优势。

  交叉融合,新技术带给未来无限可能

  20多年来,于海斌率领团队深耕工业无线控制技术,不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控制领域首个国际电工委员会(IEC)国际标准——WIA-PA标准,使我国工业无线控制技术达到国际领先水平,有了国际话语权。

  作为我国机器人和工业自动化事业的发源地之一,中国科学院沈阳自动化研究所持续推动中国机器人技术的研究发展,解决了国家制造业发展一系列重大关键技术问题。“海翼”水下滑翔机于2017年打破世界水下滑翔机最大下潜深度纪录,“海斗一号”全海深无人潜水器于2020年成功海试最深下潜至10907米,工业4.0互联制造解决方案获评“世界互联网领先科技成果”。

  “在重大科技成果以及特种场景下应用,对5G时代提出了新需求。而未来,5G技术也将在方方面面得到应用,但不能操之过急。”于海斌说,5G应该在不断地技术迭代中,从ICT(信息通信技术)和OT(运营技术)角度共同推动全新的工业无线网络,抓住机遇,争夺技术优势,猛攻“卡脖子”技术,强化核心技术的自主可控性。

  注重底层支撑,思考技术融合。于海斌表示,“人、机、物”全面互联的关键基础设施,5G是工业互联网的核心支撑,人工智能、大数据、工业计算、5G、工业物联网等新技术交叉融合,各类工业制造、信息平台以及全流程、全链条的安全,将是5G技术推动工业革命的载体和途径,产生很多新技术并将形成创新引领能力,为制造业的智能化发展提供无限可能。