“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”萬億空間 安全防護仍在起步階段

本報記者 李玉洋 李正豪 烏鎮(zhèn)報道

2019年6月，工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，中國正式進入5G商用元年。那時就有一種觀點認為，5G的最大價值不在消費者領域，而在并不太受公眾關注的工業(yè)領域。

眾所周知，低時延是5G所具備的三大特點之一，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對網(wǎng)絡的時延很敏感，所以在時延上，5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)恰好能呼應上。不僅如此，事實上5G已成為支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡的優(yōu)選項。

而依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，5G與AR/VR、邊緣計算、人工智能等新一代信息技術不斷融合，賦予工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更多落地場景，有效推動制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉型。據(jù)德勤預測，2020年至2035年，5G賦能制造業(yè)形成的產出將達到20萬億元以上，位居所有行業(yè)之首。

“近年來，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已取得積極的成效，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進入了快速發(fā)展期，正在多維度上朝著更廣的范圍、更深的層次拓展。從行業(yè)看，14個國民經(jīng)濟大類看到了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實踐，‘5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)’在建項目超過1600多個，在采礦、電力、鋼鐵、裝備、電子等流程型行業(yè)和離散型行業(yè)率先發(fā)展?！敝袊I(yè)經(jīng)濟聯(lián)合會執(zhí)行副會長、國務院原派駐國有重點大型企業(yè)監(jiān)事會主席路耀華日前在2021（第三屆）全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會上說。

據(jù)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新應用白皮書》（以下簡稱“《白皮書》”）測算，2020年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)經(jīng)濟增加值規(guī)模約為3.1萬億元，預計2021年這一數(shù)據(jù)將達到4.13萬億元。

　5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在建項目超1800個

“對任何企業(yè)來講，產品都是至關重要的。因為現(xiàn)在有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)有可能在一個虛擬的環(huán)境中協(xié)同設計?！敝袊こ淘涸菏坷钆喔徽Z點破工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要性。

他還舉例稱，福特公司所開發(fā)的虛擬實驗工廠，能全息呈現(xiàn)車輛原型，開發(fā)者盡管都在異地，但就像在車里一樣，非常直觀，溝通也方便；在制造世界上最大的航空發(fā)動機前，羅羅公司做了一個大試驗臺，就是用來收集大量數(shù)據(jù)；波音公司著名的“鉆石模型”，通過數(shù)字孿生技術來開展各種仿真驗證等。這些產品創(chuàng)新的應用，其實都需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的支撐。

《白皮書》顯示，近年來，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為工業(yè)經(jīng)濟全要素、全產業(yè)鏈、全價值鏈連接的載體和樞紐，正通過平臺化的資源集聚共享、數(shù)據(jù)開發(fā)利用、軟件定義配置，不斷顛覆傳統(tǒng)制造模式、生產組織方式和產業(yè)形態(tài)。

《白皮書》還指出，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)的發(fā)展已成為國際競爭的新焦點。在這場科技革命與產業(yè)變革的調整中，全球主要國家均以加快數(shù)字化轉型、推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展為重要抓手，立足傳統(tǒng)制造業(yè)和信息技術融合發(fā)展，加快新一代信息技術應用的戰(zhàn)略布局。

中國經(jīng)濟已由“高速增長”階段轉向“高質量發(fā)展”階段。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是對傳統(tǒng)工業(yè)進行賦能的重要抓手，推動數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟深度融合的關鍵路徑。中國電子學會理事長、工業(yè)和信息化部原黨組成員、總工程師張峰認為，中國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展已取得階段性成果。

“一是網(wǎng)絡建設持續(xù)提速，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在建項目超過1800個；二是平臺體系加速完善，全國具有一定區(qū)域和行業(yè)影響力的平臺超過100家，連接設備總量超過7600萬臺套；三是安全保障能力持續(xù)提升，國家互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢感知平臺與31個省級系統(tǒng)全面實現(xiàn)對接；四是融合創(chuàng)新應用不斷深化，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)延伸至40個國民經(jīng)濟大類，加速貫通產業(yè)鏈和供應鏈上下游。”張峰說。

應用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的5G基站超3.2萬

《5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能制造業(yè)數(shù)字化轉型——烏鎮(zhèn)報告》（以下簡稱“《烏鎮(zhèn)報告》”）指出，5G靈活的網(wǎng)絡部署方式、多維全景感知數(shù)據(jù)上傳、邊緣計算等特性都賦予了制造業(yè)數(shù)字化轉型新動能，在鋁業(yè)、鋼鐵、柔性執(zhí)行、AI高速質檢等領域的創(chuàng)新應用與實踐中做出了驚人成績。

根據(jù)《中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報告2021》，中國5G網(wǎng)絡建設速度和規(guī)模居全球首位，截至今年6月，中國5G基站總數(shù)99.6萬個，占全球70%以上，已經(jīng)實現(xiàn)了地級以上城市的全覆蓋。

“去年發(fā)布的重點是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的應用場景，今年我們把關注的焦點放在了‘5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)’?！敝袊娮訉W會副秘書長洪京一表示，世界主要國家和地區(qū)圍繞“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”進行戰(zhàn)略布局，比如美國以釋放頻譜資源為抓手，推進“5G+先進制造業(yè)”；擁有3GPP等國際通信領域關鍵技術標準組織的歐盟以標準為牽引，支撐“工業(yè)4.0”的網(wǎng)絡生態(tài)；英國則實施《英國數(shù)字戰(zhàn)略》等國際級5G試驗計劃，促進制造業(yè)轉型；全球第一個商用5G網(wǎng)絡的韓國則利用5G，大力推進中小企業(yè)智能工廠建設。

2019年11月，工信部印發(fā)《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進方案》，提出高質量推進5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新，到2022年，打造5個內網(wǎng)建設改造公共服務平臺，遴選10個重點行業(yè)，形成至少20大典型工業(yè)應用場景。相關數(shù)據(jù)顯示，應用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的5G基站超過3.2萬個。

綜合考慮5G在制造業(yè)的典型應用場景和制造業(yè)應用對5G的不同性能指標需求，《烏鎮(zhèn)報告》顯示，5G在數(shù)控機床、多臺獨立機器人間協(xié)作、裝配機器人、工業(yè)AR及視頻監(jiān)控等應用場景的可靠性都大于99%。

在應用初期，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”主要集中在AGV（Automated Guided Vehicle，自動導航車）物流車、安防監(jiān)控等單點應用創(chuàng)新，隨著5G技術的成熟，應用場景逐漸向研發(fā)設計、產品質檢等生產環(huán)節(jié)延伸?！澳壳埃谥圃鞓I(yè)應用場景逐漸呈現(xiàn)出點面結合的發(fā)展態(tài)勢，‘5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)’應用已覆蓋AGV物流、機器視覺質檢、人員培訓、輔助裝配、設備檢測、AR/VR遠程協(xié)助等環(huán)節(jié)?！焙榫┮徽f。

此外，《烏鎮(zhèn)報告》還指出，隨著5G大帶寬相關技術的成熟，以及視頻圖像處理和傳輸相關智能化算法的完善，5G視頻傳輸類的工業(yè)應用有望率先成熟落地。

目前，對于AGV遠程視頻控制等時延大于10ms的應用場景，5G已具備應用可行性；對于工業(yè)機械臂協(xié)同控制等時延要求在1~10ms之間的應用場景，5G的應用還具有較大難度；而對于數(shù)控運動控制等需要高性能同步處理的應用場景，時延小于1ms，尚不具備應用的可能性?！肮I(yè)設備實時控制類應用有待進一步測試驗證，是行業(yè)進行探索和研究的熱點應用。”《烏鎮(zhèn)報告》這樣指出。

　安全防護尚處于起步階段

今年5月，由于黑客攻擊，美國東海岸燃油管線全部癱瘓，美國宣布國家進入緊急狀態(tài)，直至半個多月后才恢復起來。這也說明了作為互聯(lián)網(wǎng)下半場的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，亟須正視網(wǎng)絡安全的問題。

“其實，企業(yè)數(shù)字化、智能化也給信息網(wǎng)絡安全和生產經(jīng)營安全帶來了新的挑戰(zhàn)，如果自身的網(wǎng)絡、硬件有問題，處理不好會牽一發(fā)而動全身，引起企業(yè)的癱瘓，嚴重一點還會導致一個地區(qū)的癱瘓。”中國工業(yè)經(jīng)濟聯(lián)合會會長、工業(yè)和信息化部原部長李毅中說。

“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”安全防護發(fā)展尚處于起步階段，隨著5G融入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的廣度和深度持續(xù)增加，需引入新的安全技術和理念來應對新的安全威脅?！稙蹑?zhèn)報告》認為，強化5G網(wǎng)絡安全能力建設，要在網(wǎng)絡切片、邊緣計算、能力開放等方面采用數(shù)據(jù)完整性保護、隔離、二次認證等技術，并建立風險動態(tài)評估機制。

除了網(wǎng)絡安全挑戰(zhàn)外，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還需要在提升網(wǎng)絡支撐能力、拓寬應用深度廣度以及加快網(wǎng)絡建設部署方面賦能、轉型。比如在拓寬應用深度廣度方面，洪京一認為，與現(xiàn)有技術、產品和解決方案大多聚焦在工業(yè)生產過程中的特定環(huán)節(jié)相比，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應用場景的深度和廣度仍不夠。

“我們要持續(xù)推進5G模組與遠程操控設備、機器視覺模塊、AR/VR終端、AGV等工業(yè)終端的深度融合，支持5G在質量檢測、遠程運維、多機協(xié)同作業(yè)、人機交互等智能制造領域的深化應用，推動成熟模式在更多領域的推廣。”洪京一表示。

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