5G新基建 賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 助力產(chǎn)業(yè)智能升級(jí)
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- 發(fā)布時(shí)間:2020-07-11 19:05
最近,新基建成為政府民眾的熱議話題。事實(shí)上,早在2018年12月,中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議就提出了新基建的概念,把5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)定義為“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”。隨后“加強(qiáng)新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”被列入2019年政府工作報(bào)告。
2020年3月,中共中央政治局常務(wù)委員會(huì)召開會(huì)議提出,加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。此時(shí),正處于疫情尚不明朗,復(fù)產(chǎn)復(fù)工之初,國(guó)民經(jīng)濟(jì)遭受到疫情的沖擊。國(guó)家著重強(qiáng)調(diào)新基建建設(shè),無疑是對(duì)全方位振興經(jīng)濟(jì)、構(gòu)建產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)化升級(jí)是一劑有力的強(qiáng)心針。
新基建本質(zhì)在于以新帶舊加速產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
相比老基建鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)、水利等基礎(chǔ)設(shè)施,俗稱“鐵公雞”,新基建主要在科技端的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)力。本質(zhì)是加速產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,支撐傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。作為“新基建”的領(lǐng)銜,5G被定調(diào)為“經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)能”。
2020年3月6日,工信部召開加快5G發(fā)展專題會(huì),加快新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。各省也紛紛將新基建納為本年度重點(diǎn)項(xiàng)目。以山東濟(jì)南為例,3月16日,出臺(tái)了《濟(jì)南市工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2020-2022年)》,未來三年濟(jì)南市將每年拿出不少于1億元財(cái)政資金支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,重點(diǎn)支持10個(gè)領(lǐng)域的標(biāo)桿企業(yè)、項(xiàng)目。
運(yùn)營(yíng)商加大建設(shè)投入5G進(jìn)入快速建設(shè)期
中國(guó)電信作為5G建設(shè)的中堅(jiān)力量,將投入巨大的資金進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。3月,隨著年度財(cái)報(bào)的發(fā)布,中國(guó)電信的5G投資計(jì)劃已經(jīng)披露,2020年,我們將在前三個(gè)季度建設(shè)完成25萬(wàn)個(gè)基站,力爭(zhēng)在年底完成30萬(wàn)站建設(shè),投入經(jīng)費(fèi)不少于453億。相比2019年4萬(wàn)站,90億的資金投入。從三大運(yùn)營(yíng)商的整體建設(shè)規(guī)模和進(jìn)度來看,數(shù)量和資金基本都是在去年的4-5倍。可以說,5G建設(shè)引來了迅速發(fā)展期。
相比于2/3G/4G,5G讓中國(guó)走在了世界前沿。無論從標(biāo)準(zhǔn)、專利,還是技術(shù)、設(shè)備上,中國(guó)都處于世界領(lǐng)先水平。而5G面臨著產(chǎn)業(yè)變革,業(yè)界預(yù)估,到2025年,5G的建設(shè)總投入應(yīng)該在1.1萬(wàn)億左右,這一波資金,不僅僅是對(duì)設(shè)備商,也是對(duì)上游的小基站、光模塊、射頻天線、芯片等基礎(chǔ)制造廠商注入新的活力。對(duì)帶動(dòng)我國(guó)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)水平,逐步擺脫歐美強(qiáng)國(guó)牽制有重大意義。
接入無線化是制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)5G存在真實(shí)需求
5G賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。從工業(yè)自身的角度來看,5G存在著多維的真實(shí)需求。
首先,從工業(yè)自身特點(diǎn)來說,著重在節(jié)能、提質(zhì)、降本、增效環(huán)節(jié)重點(diǎn)突破。工業(yè)制造業(yè)是一個(gè)品類多、行業(yè)廣的巨型產(chǎn)業(yè),存在需求多樣、模式不定、重資產(chǎn)、技術(shù)迭代緩慢等特點(diǎn)。從市場(chǎng)效應(yīng)分析,市場(chǎng)總值高,但行業(yè)利潤(rùn)率低,講究規(guī)模效應(yīng),大體量、頭部客戶對(duì)5G拓展意愿較大。當(dāng)前從落地應(yīng)用來看,5G工業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目在鋼鐵能源、建材、裝備制造、白色家電等行業(yè)需求較為強(qiáng)烈。
其次,從信息化需求來看,數(shù)據(jù)融通,柔性化生產(chǎn)是發(fā)展趨勢(shì)。
工業(yè)面臨數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是其必經(jīng)之路。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)在于數(shù)據(jù)的有效采集和轉(zhuǎn)換融通,信息及數(shù)據(jù)的不足和孤立是面臨的主要問題。
此外,柔性化生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)流無線化,無線化正快速?gòu)墓?yīng)量、倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)景向制造生產(chǎn)作業(yè)流滲透,移動(dòng)機(jī)器人向供應(yīng)量管理、制造操作、材料與工具管理等核心生產(chǎn)流程滲透。工業(yè)細(xì)分市場(chǎng)的行業(yè)屬性,對(duì)信息化會(huì)有不同的側(cè)重需求,如能耗管理、安全防爆、污染檢測(cè)、倉(cāng)儲(chǔ)物流等。5G對(duì)于以上場(chǎng)景,對(duì)于安全有效地?cái)?shù)據(jù)采集和靈活的數(shù)據(jù)接入均存在增益,具備相應(yīng)的解決方案。
再次,5G網(wǎng)絡(luò)成為新的產(chǎn)業(yè)變量,具備靈活接入、超高帶寬、高可靠等特性。
長(zhǎng)期以來,無線通信在工業(yè)企業(yè)都占有一席之地,主要解決工業(yè)在移動(dòng)場(chǎng)景的業(yè)務(wù)需求問題,例如物流分揀和移動(dòng)巡檢等。其中最重要的終端要素莫過于AGV和移動(dòng)機(jī)器人。
5G作為新型的網(wǎng)絡(luò)接入方式,相比固網(wǎng)光寬,具備接入靈活的特點(diǎn),更能適配新時(shí)代定制化生產(chǎn)的柔性制造的需求。相比WiFi和傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò),5G具備超大帶寬、高可靠的特性,對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性需求能有更好的保障。這里值得指出的是,工業(yè)更注重的是節(jié)拍和業(yè)務(wù)的連續(xù)性,并不意味著強(qiáng)調(diào)苛刻的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延,更注重的是網(wǎng)絡(luò)可靠性和可用性。最后,目前5G的覆蓋和應(yīng)用場(chǎng)景具備一定的特征,集中在基于eMBB的移動(dòng)性場(chǎng)景。
目前,5G相對(duì)于有線和WiFi的關(guān)系并不是替代,而是對(duì)特殊場(chǎng)景的補(bǔ)充和增益,如基于AGV、AR終端、機(jī)器人、無人駕駛等移動(dòng)性場(chǎng)景和港口、礦區(qū)、山區(qū)等光纖不易覆蓋的戶外場(chǎng)景。
受限于標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋等因素影響,5G在當(dāng)前階段的主要應(yīng)用還是基于eMBB特性的移動(dòng)性場(chǎng)景,例如工業(yè)視覺、AGV分揀、AR遠(yuǎn)程協(xié)作,區(qū)域內(nèi)的遠(yuǎn)程控制、低速自動(dòng)駕駛等場(chǎng)景。
從環(huán)節(jié)上來看,工業(yè)企業(yè)存在智能化制造、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制、服務(wù)化延申幾大環(huán)節(jié),目前5G主要在網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同和服務(wù)化延申非核心業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行突破,對(duì)于設(shè)計(jì)、工藝的基礎(chǔ)關(guān)鍵環(huán)節(jié)尚未深入涉及。
5G作為網(wǎng)絡(luò)通道 需要和多方技術(shù)共同賦能制造業(yè)升級(jí)
5G作為一種更為出色的網(wǎng)絡(luò)接入方式,對(duì)工業(yè)的賦能是基礎(chǔ)性的。單就5G網(wǎng)絡(luò)本身并沒有辦法直接為工業(yè)帶來產(chǎn)出和效益。而是需要和邊緣計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)結(jié)合,共同為工業(yè)行業(yè)賦能。
5G網(wǎng)絡(luò) 利用從無線、傳輸、到核心網(wǎng)絡(luò)的確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、切片技術(shù)可以為智能制造行業(yè)提供滿足差異化SLA保障的專屬網(wǎng)絡(luò),滿足其對(duì)時(shí)延、帶寬、海量連接的不同需求,同時(shí)可以提供獨(dú)立組網(wǎng)、數(shù)據(jù)安全等保障。利用自動(dòng)編排及云網(wǎng)融合實(shí)現(xiàn)5G企業(yè)專屬網(wǎng)絡(luò)的自定義、自編排及自運(yùn)營(yíng)。
云邊協(xié)同 采用云邊協(xié)同技術(shù),通過邊緣網(wǎng)關(guān)、邊緣控制器、邊緣云等邊緣節(jié)點(diǎn)形態(tài),解決邊云多級(jí)協(xié)同任務(wù)問題?;谠七厖f(xié)同的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)能有效地處理數(shù)據(jù)采集、算法訓(xùn)練、數(shù)據(jù)建模、生產(chǎn)反饋的業(yè)務(wù)數(shù)字化閉環(huán)。
工業(yè)視覺 運(yùn)用工業(yè)視覺檢測(cè)技術(shù),針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中的殘次品檢測(cè),一方面可以代替人工節(jié)省成本,另一方面可以進(jìn)行人工不易判斷的檢測(cè)操作,綜合提高檢測(cè)的準(zhǔn)確率和效率。
數(shù)字孿生 通過數(shù)字孿生技術(shù),除了在生產(chǎn)環(huán)節(jié)提升效率、降低成本外,還可在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)涉及的精準(zhǔn)仿真,在數(shù)字世界實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的設(shè)計(jì)結(jié)果,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的“0成本試錯(cuò)”。在維護(hù)環(huán)節(jié)通過數(shù)據(jù)的實(shí)施同步反饋,通過模型算法提前實(shí)現(xiàn)故障預(yù)測(cè)、預(yù)測(cè)性維護(hù)等效果。
5G面臨產(chǎn)業(yè)融合是一個(gè)長(zhǎng)期工程
與4G對(duì)公眾覆蓋不同,5G更大的價(jià)值在對(duì)產(chǎn)業(yè)的賦能。5G在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域深度融合還存在建設(shè)成本高,模組終端選型少,網(wǎng)絡(luò)定制化難度高,行業(yè)理解及改造壁壘等問題。如何通過網(wǎng)絡(luò)性能的提升,為工業(yè)企業(yè)帶來顯性的價(jià)值提升,為制造業(yè)帶來實(shí)際收益后,再反哺運(yùn)營(yíng)商,形成良性循環(huán),共同來把商業(yè)閉環(huán)做到落地,這需要工業(yè)企業(yè)與運(yùn)營(yíng)商,乃至整個(gè)通信上下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同,加強(qiáng)交流合作,攜手推進(jìn)才能實(shí)現(xiàn)。
趙慧杰
