5G五周年 | 5G如何推動(dòng)智能制造的革新？

　　編者按

　　今年是5G發(fā)牌和正式商用5周年。整體來(lái)看，我國(guó)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，已建設(shè)開通5G基站達(dá)374.8萬(wàn)個(gè)，5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國(guó)所有地市、縣城城區(qū)，5G移動(dòng)電話用戶達(dá)8.74億戶，5G用戶普及率超60%。5G案例已超9.4萬(wàn)個(gè)，行業(yè)應(yīng)用已融入97個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大類中的74個(gè)，在工業(yè)、礦業(yè)、電力、港口等行業(yè)規(guī)模復(fù)制，加速經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

　　為全面回顧5G這五年來(lái)的成績(jī)，深入探討當(dāng)前5G發(fā)展現(xiàn)狀，通信世界全媒體特策劃“千行百業(yè)話5G”系列對(duì)話，聚焦5G在千行百業(yè)的應(yīng)用案例與經(jīng)驗(yàn)分享，推動(dòng)5G技術(shù)的進(jìn)一步普及與應(yīng)用，為未來(lái)5G的持續(xù)發(fā)展提供借鑒和啟示。

　　當(dāng)前，智能制造正引領(lǐng)全球制造業(yè)變革。5G技術(shù)憑借高速、低延遲、大容量等特性，有力推動(dòng)智能制造發(fā)展。5G在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀究竟如何?又面臨著哪些挑戰(zhàn)和難點(diǎn)?其未來(lái)的發(fā)展前景又將是怎樣的呢?在近日由通信世界全媒體舉辦的“千行百業(yè)話5G”系列對(duì)話中，行業(yè)嘉賓對(duì)此進(jìn)行了深入的探討。

　　5G技術(shù)正逐漸滲透到工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)

　　自2019年工信部發(fā)布5G商用牌照以來(lái)，5G技術(shù)正逐漸滲透到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深度融合，為工業(yè)制造帶來(lái)了前所未有的變革。

　　“從全球視角來(lái)看，無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的工廠，都在探索一種無(wú)線技術(shù)，以加快工業(yè)企業(yè)的柔性生產(chǎn)。特別是當(dāng)前市場(chǎng)需求變化越來(lái)越快，企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)線的調(diào)整需求也非常大。而5G正好能通過其無(wú)線化特性和超遠(yuǎn)距離的使用，為企業(yè)的產(chǎn)線調(diào)整提供了一定的網(wǎng)絡(luò)條件。”中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)所副主任、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書長(zhǎng)沈彬講道。5G應(yīng)用從視頻巡檢等外圍環(huán)節(jié)向研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、運(yùn)維管理、產(chǎn)品服務(wù)等各環(huán)節(jié)深入拓展，涌現(xiàn)出機(jī)器視覺質(zhì)量檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)輔助裝配等20大典型場(chǎng)景。

　　五年來(lái)，5G技術(shù)賦能各行業(yè)能力顯著提升。中國(guó)聯(lián)通研究院無(wú)線技術(shù)研究中心總監(jiān)李福昌闡述了中國(guó)聯(lián)通在5G專網(wǎng)技術(shù)上的持續(xù)進(jìn)步與革新。從5G專網(wǎng)1.0逐步演進(jìn)到工業(yè)2.0、3.0，直至現(xiàn)今的5G工業(yè)制造專網(wǎng)，5G技術(shù)在大幅提升網(wǎng)絡(luò)能力的同時(shí)，與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)緊密結(jié)合，為用戶提供了更為強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理功能等，這一系列的升級(jí)換代進(jìn)一步深化了5G在智能制造領(lǐng)域中的應(yīng)用。

　　“值得一提的是，5G與工業(yè)之間的關(guān)系并非僅僅是5G單向地向工業(yè)助力。工業(yè)本身也正在經(jīng)歷新一輪的開放式自動(dòng)化變革，也需要進(jìn)行數(shù)字化改造。而5G的到來(lái)恰逢其時(shí)，為這一變革提供了強(qiáng)大的支持。”艾靈首席科學(xué)家俞一帆表示。

　　可能有人會(huì)產(chǎn)生疑問，5G是否與4G相似，或者是否過早地推動(dòng)了5G的發(fā)展。在用友網(wǎng)絡(luò)智能制造事業(yè)部助理總經(jīng)理張雷鳴看來(lái)，5G的更多應(yīng)用體現(xiàn)在To B行業(yè)中。To B行業(yè)，特別是工業(yè)域，對(duì)實(shí)時(shí)性有著極高的要求，而5G的低延遲特性恰好能滿足這一需求。5G對(duì)于解決方案提供商而言，不僅僅是一種基礎(chǔ)設(shè)施能力，更是推動(dòng)解決方案、軟件和業(yè)務(wù)場(chǎng)景創(chuàng)新的關(guān)鍵�？梢哉f(shuō)，沒有5G技術(shù)的支持，很多創(chuàng)新可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

　　5G網(wǎng)絡(luò)需底層改動(dòng)，以滿足工業(yè)自動(dòng)化需求

　　盡管5G技術(shù)為智能制造領(lǐng)域帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，然而在實(shí)際應(yīng)用過程中，也面臨著一系列的挑戰(zhàn)和難點(diǎn)。

　　李福昌認(rèn)為，要更深入地理解行業(yè)需求，通信與垂直行業(yè)的相互理解仍需加強(qiáng)。統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)雖能降低成本，但也要考慮行業(yè)差異，要在個(gè)性中尋找共性。

　　其次是5G能力需要進(jìn)一步提升，需要加強(qiáng)有線和無(wú)線的融合以及連接和計(jì)算的融合，以提升整體解決方案。

　　在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，長(zhǎng)期存在多樣化的系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)，且系統(tǒng)的更新?lián)Q代是一個(gè)逐漸演變的過程，而非一蹴而就的替換。因此，在推行5G技術(shù)時(shí)，通信行業(yè)所追求的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的多樣性之間產(chǎn)生了顯著的矛盾。

　　俞一帆結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)指出，5G網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一安全體系與工業(yè)化安全體系之間可能存在碰撞。為了滿足工業(yè)自動(dòng)化的安全需求，需要對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大量底層的改動(dòng)。此外，5G基站的部署和配置涉及大量參數(shù)，規(guī)模部署成本高。為了實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)在智能制造中的廣泛應(yīng)用，需要簡(jiǎn)化5G網(wǎng)絡(luò)的操作難度，并提高其與傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的兼容性。

　　在實(shí)踐中，工廠采納5G技術(shù)并非僅僅為了技術(shù)本身，而是為了解決實(shí)質(zhì)性問題和提升運(yùn)營(yíng)效率。單一的5G技術(shù)并不能完全滿足需求，而是需要與邊緣計(jì)算、工業(yè)軟件以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等技術(shù)綜合應(yīng)用，提供全面的解決方案。

　　沈彬認(rèn)為，工業(yè)企業(yè)也需要進(jìn)行相應(yīng)的改造以適應(yīng)和利用這些新技術(shù)。例如，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)化，以便更好地與底層基礎(chǔ)設(shè)施相銜接。同時(shí)，結(jié)合當(dāng)前熱門的人工智能技術(shù)，進(jìn)一步提升工業(yè)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率等。不過，在5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方面，雖然投入了大量資源，但其價(jià)值并不僅僅體現(xiàn)在5G網(wǎng)絡(luò)本身，而是更多地通過提升產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、運(yùn)維水平，以及增強(qiáng)企業(yè)在市場(chǎng)變化中的應(yīng)對(duì)能力和創(chuàng)新能力來(lái)顯現(xiàn)。

　　標(biāo)桿案例為鑒，優(yōu)化5G應(yīng)用實(shí)踐

　　隨著5G技術(shù)的日益成熟以及綠色化、智能化、高端化的理念深入各個(gè)行業(yè)，5G工廠的火越吹越旺。

　　從2022年發(fā)布《5G全連接工廠建設(shè)指南》，到2023年發(fā)布《2023年5G工廠名錄》，全國(guó)已經(jīng)收納300個(gè)已經(jīng)建設(shè)完成的5G工廠，涉及到26個(gè)省、自治區(qū)和直轄市，覆蓋包括制造業(yè)、采礦業(yè)等25個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大類。值得一提的是，這些5G工廠所采用的生產(chǎn)模式，為廣大企業(yè)提供了可借鑒的標(biāo)桿，推動(dòng)著工業(yè)生產(chǎn)向更高效、更智能的方向發(fā)展。

　　“借助標(biāo)桿案例，工廠可以通過復(fù)制成功場(chǎng)景來(lái)優(yōu)化自身生產(chǎn)模式。盡管各工廠需求不同，但可提煉出技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的共通點(diǎn)，形成可復(fù)制的標(biāo)桿模式，助力技術(shù)創(chuàng)新共享。”沈彬表示。

　　對(duì)于如何應(yīng)用5G，李福昌建議可以從以下幾個(gè)方面入手：

　　首先，深入了解企業(yè)的實(shí)際情況。對(duì)于初創(chuàng)或中小企業(yè)，引入5G和5G-A時(shí)可以更加大膽創(chuàng)新，而對(duì)于智能化程度已經(jīng)較高的企業(yè)，則需要考慮如何與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同發(fā)展。

　　其次，明確5G專網(wǎng)或數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)方向。如果僅定位于生產(chǎn)管理類應(yīng)用，實(shí)施難度相對(duì)較低，因?yàn)橐曨l監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度等應(yīng)用已經(jīng)比較成熟。但如果要實(shí)現(xiàn)核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)全數(shù)字化、全5G化，那么技術(shù)方案的難度就需要綜合考量了。

　　最后，注重生態(tài)合作也是關(guān)鍵。對(duì)于工廠等中小企業(yè)而言，很難通過自身規(guī)模來(lái)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈，與運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商、平臺(tái)廠商等的協(xié)同合作，能更好地降低成本，推動(dòng)數(shù)字化改造。

　　“企業(yè)的邊界是有限的，它可能取決于企業(yè)規(guī)模、市場(chǎng)、資金，但是生態(tài)的邊界是無(wú)限的，它有很大的想象空間。”張雷鳴補(bǔ)充道。

　　對(duì)于服務(wù)廠商而言，在建設(shè)5G工廠或在企業(yè)中部署5G時(shí)，IT技術(shù)與管理是緊密結(jié)合的。張雷鳴講道，企業(yè)內(nèi)部IT人員需要懂管理、懂運(yùn)營(yíng)。這對(duì)于建設(shè)5G工廠和智能制造體系具有極大的幫助，可以更好地將5G技術(shù)融入企業(yè)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，從而提升企業(yè)的整體效率。

　　從蒸汽機(jī)時(shí)代到電氣化時(shí)代，從電氣化時(shí)代到信息時(shí)代，每一個(gè)時(shí)代都有與其特點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的制造工廠。如今，隨著從信息時(shí)代向智能時(shí)代進(jìn)發(fā)，全球制造業(yè)正在經(jīng)歷工業(yè)4.0變革。展望未來(lái)，5G智能制造將會(huì)呈現(xiàn)怎樣的發(fā)展趨勢(shì)呢?

　　沈彬認(rèn)為，隨著5G技術(shù)全面應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，當(dāng)前工業(yè)網(wǎng)絡(luò)布局錯(cuò)綜復(fù)雜的結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化。在5G的賦能下，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)無(wú)線化、簡(jiǎn)潔化，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)布局將變得清晰。此外，5G技術(shù)還將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的可視化管理、資源的實(shí)時(shí)調(diào)度和靈活應(yīng)用，從而推動(dòng)工業(yè)的快速發(fā)展和智能化轉(zhuǎn)型。