“5G+工业互联网”万亿空间 安全防护仍在起步阶段

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。

极客网企业会员

免责声明:本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿,凡在本网站出现的信息,均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性,但不保证有关资料的准确性及可靠性,读者在使用前请进一步核实,并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏,概不负任何法律责任。任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时,应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明,并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后,将会依法尽快联系相关文章源头核实,沟通删除相关内容或断开相关链接。