“5G+工业互联网”万亿空间安全防护仍处于起步阶段。

2019年6月,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,中国正式进入5G商用元年。当时有一种观点认为,5G最大的价值不在消费领域,而在大众不太关注的工业领域。

众所周知,低时延是5G的三大特点之一,而工业互联网对网络时延非常敏感,所以5G和工业互联网在时延方面正好可以相互呼应。不仅如此,事实上,5G已经成为支持工业互联网无线网络的绝佳选择。

依托工业互联网平台,5G不断与AR/VR、边缘计算、人工智能等下一代信息技术融合,赋予工业互联网更多落地场景,有效推动制造业数字化转型。根据德勤的预测,从2020年到2035年,5G赋能的制造业产值将达到20万亿元以上,在所有行业中排名第一。

“近年来,我国工业互联网发展取得积极成效,工业互联网进入快速发展期,正在向更广范围、更深层次拓展。从行业来看,国民经济14大类都看到了工业互联网的实践。“5G+工业互联网”在建项目超过1600个,率先在流程工业和矿业、电力、钢铁、装备、电子等离散行业发展。”中国工业经济联合会常务副会长、原国务院国有重点大型企业监事会主席卢耀华在2021(第三届)全球工业互联网大会上对《中国经营报》记者表示。

根据《工业互联网融合创新应用白皮书》(以下简称《白皮书》),2020年中国工业互联网产业经济增加值约为3.1万亿元,预计2021年这一数字将达到4.13万亿元。

“5G+工业互联网”在建项目超过1800个

“对于任何企业来说,产品都至关重要。因为工业互联网,企业可以在虚拟环境中协同设计。”中国工程院院士李培根指出了工业互联网的重要性。

他还以福特开发的虚拟实验工厂为例,可以全息呈现车辆原型。虽然开发者在不同的地方,但他们就像在车里一样,非常直观,方便交流。在制造世界上最大的航空发动机之前,劳斯莱斯做了一个很大的试验台,用来收集大量的数据。波音著名的“钻石模型”通过数字孪生技术进行各种模拟验证。这些创新应用实际上需要工业互联网的支持。

白皮书认为,近年来,工业互联网作为连接工业经济全要素、全产业链、全价值链的载体和枢纽,正通过基于平台的资源聚集共享、数据开发利用、软件定义配置,不断颠覆传统制造模式、生产组织和产业形态。

白皮书还指出,工业互联网产业发展已成为国际竞争的新焦点。在这场科技革命和产业转型的调整中,世界各主要国家都在聚焦加速数字化转型和推动工业互联网发展,并在传统制造业与信息技术融合发展的基础上,加速新一代信息技术应用的战略布局。

中国经济已经从“高速增长”转向“高质量发展”。工业互联网是赋能传统产业的重要抓手,是推动数字经济与实体经济深度融合的关键路径。中国电子学会理事长、原工信部党组成员、总工程师张峰认为,我国工业互联网创新发展已初见成效。

“一是网络建设持续加快,5G+工业互联网在建项目超过1600个;二是平台体系加快完善。全国有100多个具有一定区域和行业影响力的平台,连接设备总数超过7600万台。三是安全能力不断提升,国家互联网安全态势感知平台已全面接入31个省级系统;四是融合创新应用不断深化,工业互联网已延伸至国民经济40大类,加快产业链上下游和供应链的融合。”张峰说。

应用于工业互联网的5G基站超过3.2万个。

《5G+工业互联网赋能制造业数字化转型——乌镇报告》(以下简称《乌镇报告》)指出,5G灵活的网络部署模式、多维度全景感知数据上传、边缘计算等特性为制造业数字化转型赋予了新动能,在铝工业、钢铁工业、柔性实施、AI高速质检等领域的创新应用和实践取得了令人惊叹的成就。

根据《中国互联网发展报告2021》,中国5G网络建设速度和规模均居世界第一。截至今年6月,我国5G基站总数为99.6万个,占全球总数的70%以上,已实现地级以上城市全覆盖。

“去年发布的重点是工业互联网平台的应用场景,今年我们重点是‘5g+工业互联网’。”中国电子学会副秘书长洪敬义表示,世界主要国家和地区都围绕“5G+工业互联网”进行了战略布局。比如美国通过释放频谱资源推动“5G+先进制造”。拥有3GPP等国际通信领域关键技术标准组织的欧盟,以标准为牵引,支持“工业4.0”的网络生态;英国将实施英国数字战略等国际级5G试点计划,推动制造业转型;全球首个商用5G网络韩国利用5G大力推进中小企业智慧工厂建设。

2019年11月,工信部发布《5G+工业互联网“512工程”推进计划》,提出高质量推进5G与工业互联网融合创新。到2022年,建成5个内网建设改造公共服务平台,遴选10个重点行业,形成至少20个典型工业应用场景。相关数据显示,应用于工业互联网的5G基站超过3.2万个。

考虑到5G在制造业的典型应用场景以及制造业应用对5G的不同性能指标要求,《乌镇报告》显示,5G在数控机床、独立机器人、装配机器人、工业AR、视频监控等应用场景的可靠性大于99%。

在应用初期,“5G+工业互联网”主要集中在AGV(automatic Guided Vehicle)物流车、安防监控等单点应用创新。随着5G技术的成熟,应用场景逐渐延伸到R&D、设计、产品质检等生产环节。“目前制造业中的应用场景正逐步呈现出点到面融合的发展趋势。‘5G+工业互联网’的应用已覆盖AGV物流、机器视觉质检、人员培训、辅助装配、设备巡检、AR/VR远程辅助等环节。”洪静宜说。

此外,《乌镇报告》还指出,随着大带宽相关5G技术的成熟和视频图像处理传输相关智能算法的完善,5G视频传输的产业应用有望率先走向成熟。

目前5G对于AGV远程视频控制等时延超过10ms的应用场景是可行的。对于工业机械手协同控制的等时延要求在1 ~ 10ms之间的应用场景,5G的应用依然困难。但对于需要高性能同步处理的应用场景,如数控运动控制,时延小于1ms,没有应用的可能。“工业设备实时控制的应用还需要进一步测试验证,是行业探索研究的热点应用。”《乌镇报告》指出了这一点。

安全保护仍处于初级阶段。

今年5月,由于黑客攻击,美国东海岸所有燃油管道瘫痪,美国宣布进入紧急状态,半个多月后才恢复。这也说明,工业互联网作为互联网的后半部分,需要正视网络安全问题。

“事实上,企业数字化、智能化也给信息网络安全和生产经营安全带来了新的挑战。如果自己的网络和硬件出现问题,如果处理不当,就会导致企业瘫痪,严重的还会导致一个地区瘫痪。”中国工业经济联合会会长、原工业和信息化部部长李说。

“5G+工业互联网”安全防护的发展还处于起步阶段。随着5G融入工业互联网的广度和深度不断提升,需要引入新的安全技术和理念来应对新的安全威胁。《乌镇报告》提出,加强5G网络安全能力建设,应在网络切片、边缘计算、容量开放等方面采用数据完整性保护、隔离、二次认证等技术,建立动态风险评估机制。

除了网络安全挑战,5G+工业互联网还需要在增强网络支撑能力、拓宽应用深度和广度、加快网络建设部署等方面赋能转型。比如在拓宽应用深度和广度方面,洪敬义认为,相比于现有的多聚焦于工业生产过程中特定环节的技术、产品和解决方案,5G与工业互联网融合的应用场景深度和广度仍有不足。

“我们将继续推动5G模块与远程控制设备、机器视觉模块、AR/VR终端、AGV等工业终端的深度融合,支持5G在质检、远程运维、多机协同操作、人机交互等智能制造领域的深化应用,推动成熟机型在更多领域的普及。”洪静宜说。

(文章来源:中国商业网)