本报记者 李玉洋 李正豪 乌镇报道
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。那时就有一种观点认为，5G的最大价值不在消费者领域，而在并不太受公众关注的工业领域。
众所周知，低时延是5G所具备的三大特点之一，而工业互联网对网络的时延很敏感，所以在时延上，5G和工业互联网恰好能呼应上。不仅如此，事实上5G已成为支撑工业互联网无线网络的优选项。
而依托工业互联网平台，5G与AR/VR、边缘计算、人工智能等新一代信息技术不断融合，赋予工业互联网更多落地场景，有效推动制造业实现数字化转型。据德勤预测，2020年至2035年，5G赋能制造业形成的产出将达到20万亿元以上，位居所有行业之首。
“近年来，我国工业互联网发展已取得积极的成效，工业互联网进入了快速发展期，正在多维度上朝着更广的范围、更深的层次拓展。从行业看，14个国民经济大类看到了工业互联网的实践，‘5G+工业互联网’在建项目超过1600多个，在采矿、电力、钢铁、装备、电子等流程型行业和离散型行业率先发展。”中国工业经济联合会执行副会长、国务院原派驻国有重点大型企业监事会主席路耀华日前在2021（第三届）全球工业互联网大会上说。
据《工业互联网融合创新应用白皮书》（以下简称“《白皮书》”）测算，2020年我国工业互联网产业经济增加值规模约为3.1万亿元，预计2021年这一数据将达到4.13万亿元。
5G+工业互联网在建项目超1800个
“对任何企业来讲，产品都是至关重要的。因为现在有工业互联网，企业有可能在一个虚拟的环境中协同设计。”中国工程院院士李培根一语点破工业互联网的重要性。
他还举例称，福特公司所开发的虚拟实验工厂，能全息呈现车辆原型，开发者尽管都在异地，但就像在车里一样，非常直观，沟通也方便；在制造世界上最大的航空发动机前，罗罗公司做了一个大试验台，就是用来收集大量数据；波音公司著名的“钻石模型”，通过数字孪生技术来开展各种仿真验证等。这些产品创新的应用，其实都需要工业互联网的支撑。
《白皮书》显示，近年来，工业互联网作为工业经济全要素、全产业链、全价值链连接的载体和枢纽，正通过平台化的资源集聚共享、数据开发利用、软件定义配置，不断颠覆传统制造模式、生产组织方式和产业形态。
《白皮书》还指出，工业互联网产业的发展已成为国际竞争的新焦点。在这场科技革命与产业变革的调整中，全球主要国家均以加快数字化转型、推动工业互联网发展为重要抓手，立足传统制造业和信息技术融合发展，加快新一代信息技术应用的战略布局。
中国经济已由“高速增长”阶段转向“高质量发展”阶段。工业互联网是对传统工业进行赋能的重要抓手，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、工业和信息化部原党组成员、总工程师张峰认为，中国的工业互联网创新发展已取得阶段性成果。
“一是网络建设持续提速，5G+工业互联网在建项目超过1800个；二是平台体系加速完善，全国具有一定区域和行业影响力的平台超过100家，连接设备总量超过7600万台套；三是安全保障能力持续提升，国家互联网安全态势感知平台与31个省级系统全面实现对接；四是融合创新应用不断深化，工业互联网已经延伸至40个国民经济大类，加速贯通产业链和供应链上下游。”张峰说。
应用于工业互联网的5G基站超3.2万
《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灵活的网络部署方式、多维全景感知数据上传、边缘计算等特性都赋予了制造业数字化转型新动能，在铝业、钢铁、柔性执行、AI高速质检等领域的创新应用与实践中做出了惊人成绩。
根据《中国互联网发展报告2021》，中国5G网络建设速度和规模居全球首位，截至今年6月，中国5G基站总数99.6万个，占全球70%以上，已经实现了地级以上城市的全覆盖。
“去年发布的重点是工业互联网平台的应用场景，今年我们把关注的焦点放在了‘5G+工业互联网’。”中国电子学会副秘书长洪京一表示，世界主要国家和地区围绕“5G+工业互联网”进行战略布局，比如美国以释放频谱资源为抓手，推进“5G+先进制造业”；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，支撑“工业4.0”的网络生态；英国则实施《英国数字战略》等国际级5G试验计划，促进制造业转型；全球第一个商用5G网络的韩国则利用5G，大力推进中小企业智能工厂建设。
2019年11月，工信部印发《“5G+工业互联网”512工程推进方案》，提出高质量推进5G与工业互联网融合创新，到2022年，打造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大典型工业应用场景。相关数据显示，应用于工业互联网的5G基站超过3.2万个。
综合考虑5G在制造业的典型应用场景和制造业应用对5G的不同性能指标需求，《乌镇报告》显示，5G在数控机床、多台独立机器人间协作、装配机器人、工业AR及视频监控等应用场景的可靠性都大于99%。
在应用初期，“5G+工业互联网”主要集中在AGV（Automated Guided Vehicle，自动导航车）物流车、安防监控等单点应用创新，随着5G技术的成熟，应用场景逐渐向研发设计、产品质检等生产环节延伸。“目前，在制造业应用场景逐渐呈现出点面结合的发展态势，‘5G+工业互联网’应用已覆盖AGV物流、机器视觉质检、人员培训、辅助装配、设备检测、AR/VR远程协助等环节。”洪京一说。
此外，《乌镇报告》还指出，随着5G大带宽相关技术的成熟，以及视频图像处理和传输相关智能化算法的完善，5G视频传输类的工业应用有望率先成熟落地。
目前，对于AGV远程视频控制等时延大于10ms的应用场景，5G已具备应用可行性；对于工业机械臂协同控制等时延要求在1~10ms之间的应用场景，5G的应用还具有较大难度；而对于数控运动控制等需要高性能同步处理的应用场景，时延小于1ms，尚不具备应用的可能性。“工业设备实时控制类应用有待进一步测试验证，是行业进行探索和研究的热点应用。”《乌镇报告》这样指出。
安全防护尚处于起步阶段
今年5月，由于黑客攻击，美国东海岸燃油管线全部瘫痪，美国宣布国家进入紧急状态，直至半个多月后才恢复起来。这也说明了作为互联网下半场的工业互联网，亟须正视网络安全的问题。
“其实，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，如果自身的网络、硬件有问题，处理不好会牵一发而动全身，引起企业的瘫痪，严重一点还会导致一个地区的瘫痪。”中国工业经济联合会会长、工业和信息化部原部长李毅中说。
“5G+工业互联网”安全防护发展尚处于起步阶段，随着5G融入工业互联网的广度和深度持续增加，需引入新的安全技术和理念来应对新的安全威胁。《乌镇报告》认为，强化5G网络安全能力建设，要在网络切片、边缘计算、能力开放等方面采用数据完整性保护、隔离、二次认证等技术，并建立风险动态评估机制。
除了网络安全挑战外，5G+工业互联网还需要在提升网络支撑能力、拓宽应用深度广度以及加快网络建设部署方面赋能、转型。比如在拓宽应用深度广度方面，洪京一认为，与现有技术、产品和解决方案大多聚焦在工业生产过程中的特定环节相比，5G与工业互联网融合应用场景的深度和广度仍不够。
“我们要持续推进5G模组与远程操控设备、机器视觉模块、AR/VR终端、AGV等工业终端的深度融合，支持5G在质量检测、远程运维、多机协同作业、人机交互等智能制造领域的深化应用，推动成熟模式在更多领域的推广。”洪京一表示。
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