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編者按：

三百多年的工業(yè)化進程中，每一次工業(yè)領域的升級發(fā)展，都離不開信息技術的推動。在新型基礎設施建設 中，5G與工業(yè)互聯(lián)網同屬于新一代信息技術演化生成的通信網絡基礎設施，具有高度的契合性，被視為推動工 業(yè)經濟走向新形態(tài)和新階段的“雙子星”。

2021年5月，工信部發(fā)布《“5G+工業(yè)互聯(lián)網”十個 典型應用場景和五個重點行業(yè)實踐》，具體介紹了10個典型場景及5個重點行業(yè)“5G+工業(yè)互聯(lián)網”的實際應用情況，系統(tǒng)總結發(fā)展成效，向更多行業(yè)和企業(yè)應用“5G+工 業(yè)互聯(lián)網”提供具有借鑒意義的模式和經驗。據悉，截至目前，全國“5G+工業(yè)互聯(lián)網”項目超過1500個，覆蓋 了22個國民經濟重要行業(yè)，取得了一系列階段性、標志性進展，也形成了一批成熟模式和發(fā)展經驗。

我國新時期以推動高質量發(fā)展為主題，促進產業(yè)數(shù)字化轉型，工業(yè)互聯(lián)網是實現(xiàn)產業(yè)數(shù)字化、網絡化和智能化發(fā)展的抓手。而5G成為新基建首選與支柱，與已有無線技術相比5G更適于工業(yè)互聯(lián)網的要求。5G在工業(yè)互聯(lián)網領域大有可為，但真正實現(xiàn)落地仍面臨挑戰(zhàn)。抓住 “5G+工業(yè)互聯(lián)網”等新一輪工業(yè)革命核心技術發(fā)展的機遇，推動工業(yè)制造業(yè)邁向萬物互聯(lián)、萬物智聯(lián)、萬物智控的智能制造新時代。本期《自動化博覽》整理了中國工程院院士鄔賀銓、中國工程院院士周濟、中國科學院院士尹浩三位專家對“5G+工業(yè)互聯(lián)網”的觀點，與 讀者共饗

鄔賀銓：開發(fā)新型5G工控網關 高起點建 設工業(yè)互聯(lián)網

目前，中國的消費互聯(lián)網發(fā)展處于世界先進行 列，主要表現(xiàn)在電商領域。相較于消費互聯(lián)網，呼吁多年的工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展相對滯后，真正能啟動、 見成效的場景應用比較少。究其原因，在于發(fā)達國家基本是在工業(yè)化完成后，再以工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網為支撐實施產業(yè)數(shù)字化。而我國實際上是在農業(yè) 現(xiàn)代化、工業(yè)化尚未全部完成的背景下，實現(xiàn)產業(yè)數(shù)字化、數(shù)字經濟的“后發(fā)趕超”。

數(shù)據采集挖掘領域是我國工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展面臨的一個挑戰(zhàn)。目前我國機械行業(yè)80%的設備仍采 用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器進行控制，尚未使用工控系統(tǒng)產品。在已投用的大中型產品中，95%的大型 PLC、75%的小型PLC、70%的高端SCADA來自國外，帶來的安全漏洞令人擔憂。而且其中不少產品屬于相關制造商的專有方案，協(xié)議不開放。這直接導致了工業(yè)互聯(lián)網的發(fā)展困境：IT企業(yè)想進入， 卻沒有數(shù)據支撐，大多只能做“數(shù)字大腦”概念， 無法將生產線的數(shù)據采集起來，很難進行后期的分析應用；傳統(tǒng)企業(yè)想向工業(yè)數(shù)據化、工業(yè)互聯(lián)網轉 型，則沒有平臺支撐。

除此之外，工業(yè)互聯(lián)網面臨的挑戰(zhàn)還有安全漏洞不可控，抬高了發(fā)展成本。而消費互聯(lián)網的成功模式很難復制到工業(yè)互聯(lián)網：消費互聯(lián)網只是PC端和移動端，操作系統(tǒng)比較固定，為人群提供共性化的服務；工 業(yè)互聯(lián)網面向不同行業(yè)，或是同一行業(yè)的不同企業(yè)都是個性化的。這些差異決定工業(yè)互聯(lián)網只有在制度技術、 商業(yè)模式等方面不斷創(chuàng)新，才能向前發(fā)展。

因此，隨著邊緣計算、5G工業(yè)模組、智聯(lián)網、區(qū) 塊鏈、IPv6、TSN等技術的飛速發(fā)展，將這些技術集成進新型可信工控網關勢在必行。

傳統(tǒng)基于現(xiàn)場級工控設備的工業(yè)互聯(lián)網具有層級 多、標準碎片化、IT/OT融合困難、網絡安全性低的特點。5G時代下，5G的高寬帶、高可靠、大連接，促成了云計算、大數(shù)據、人工智能、互聯(lián)網、區(qū)塊鏈和工業(yè)互聯(lián)網等技術的融合，打通了從數(shù)據采集到分析的全過程，發(fā)揮了數(shù)據作為生產要素的作用。5G工業(yè)模組不但可以提供以視頻和AR/VR寬帶無線接入等應用通道，為工業(yè)互聯(lián)網的現(xiàn)場增加可供選擇的接入模式。 而且在5G工業(yè)模組基礎上融合PLC、SCADA、TSN、 IPv6、物聯(lián)網、邊緣計算和AI等新一代信息技術開發(fā)的新型工控網關將推動工業(yè)互聯(lián)網扁平化、IP化、無線化，實現(xiàn)IT/OT的無縫融合，還可利用OPC兼容現(xiàn)有 工控設備。新型工控網關開創(chuàng)工業(yè)互聯(lián)網新格局，也為 5G在產業(yè)數(shù)字化的應用打通了道路，展示了廣闊的創(chuàng)新空間。開發(fā)新型5G可信工控網關需要加強產學研用合作、立足創(chuàng)新、明確需求、標準起步、試點推進、形成產業(yè)，支撐我國工業(yè)高質量可持續(xù)發(fā)展。

周濟：5G+工業(yè)互聯(lián)網開拓制造強國之路

當前，工業(yè)化與信息化融合發(fā)展成為建設社會主義現(xiàn)代化強國的主線，加快發(fā)展5G+工業(yè)互聯(lián)網具有重大現(xiàn)實意義和深遠戰(zhàn)略意義。

一方面，黨的十九屆五中全會決議強調，要堅定不移建設制造強國、質量強國、網絡強國和數(shù)字中國。 從國家規(guī)劃來看，制造強國、質量強國是對國家工業(yè)化提出的目標；網絡強國、數(shù)字中國是對中國信息化提出的目標。從整體來看，兩者又是融合發(fā)展的關系。

另一方面，2020年6月30日，中央深改委會議強調，“加快推進新一代信息技術和制造業(yè)融合發(fā)展，要順應新一輪科技革命和產業(yè)變革趨勢，以供給側結構性改革為主線，以智能制造為主攻方向，加快工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展，加快制造業(yè)生產方式和企業(yè)形態(tài)根本性變革，夯實融合發(fā)展的基礎支撐，健全法律法規(guī)，提升制造業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化發(fā)展水平”。

以智能制造為主攻方向，意味著要從工業(yè)化深入推進兩化融合：制造技術是本體技術，為主體；信息化是賦能技術，為主導。加快工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展，即從信息化深入推進兩化融合：互聯(lián)網技術是核心技術，為主體；工業(yè)是應用目標與生態(tài)，為主導。以智能制造為主攻方向+加快工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展是工業(yè)化與信息化融合發(fā)展的兩個主要方面，是辯證統(tǒng)一、融合發(fā)展的，兩 化融合成為推動制造業(yè)高質量發(fā)展的根本動力。

因此，5G+工業(yè)互聯(lián)網是建設制造強國的關鍵支撐。智能制造其實就是數(shù)字化、網絡化、智能化制造， 需要強大的工業(yè)人工智能賦能，需要強大的工業(yè)大數(shù)據賦能，需要強大的5G+工業(yè)互聯(lián)網賦能。沒有強大的5G 和工業(yè)互聯(lián)網，就沒有真正的大數(shù)據，就沒有新一代人 工智能，就沒有新一代智能制造。工業(yè)互聯(lián)網是建設制造強國的關鍵支撐。

與此同時，智能制造為5G和工業(yè)互聯(lián)網開辟廣闊的應用和市場。5G更大的“藍海”在物聯(lián)網、工業(yè)互聯(lián) 網。工業(yè)互聯(lián)網更大的“藍海”在智能制造、數(shù)字中國。

智能制造是我國制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的主要抓手，是我國制造業(yè)轉型升級的重要路徑，是加快建設制造強國的 主攻方向，是推進制造強國戰(zhàn)略的主要技術路線，更是先進制造技術與新一代信息技術的深度融合，貫穿于產品、制造、服務全生命周期的各個環(huán)節(jié)及相應系統(tǒng)的優(yōu)化集成。

可以預見，5G+工業(yè)互聯(lián)網是新一代智能制造技術，將為我國制造業(yè)的創(chuàng)新插上騰飛的翅膀，開辟更為廣闊的天地。相信到2035年，我國制造業(yè)將從“數(shù)字一代”發(fā)展成“智能網聯(lián)一代”，全面升級為智能制造。

尹浩：工業(yè)互聯(lián)網進入規(guī)模化擴張窗口期 5G 賦能面臨三個挑戰(zhàn)

工業(yè)互聯(lián)網進入規(guī)模化擴張窗口期

工業(yè)互聯(lián)網是新一代信息通信技術與工業(yè)制造深度融合的全新工業(yè)生態(tài)、關鍵基礎設施和信息應用模式， 通過人、機、物的全面互聯(lián)，實現(xiàn)全要素、全產業(yè)鏈、 全價值鏈的全面連接。相比傳統(tǒng)的制造業(yè)，工業(yè)互聯(lián)網打破了煙囪式信息孤島，形成了全面互聯(lián)、扁平化、平臺化、開放服務的智能制造網絡空間。

傳統(tǒng)意義上的工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)體系包括網絡、平臺、安全三個部分，其中網絡是基礎、平臺是核心、安 全是保障。制造業(yè)生產效率的提升，需基于打造數(shù)據匯聚載體、提升數(shù)據價值挖掘能力、促進數(shù)據流動和推動 數(shù)據知識共享，數(shù)據體系已經成為工業(yè)互聯(lián)網的關鍵。 工業(yè)互聯(lián)網正在從傳統(tǒng)意義上的“網絡-平臺-安全”走 向“網絡-平臺-數(shù)據-安全”。

新基建浪潮下的工業(yè)互聯(lián)網，已經成為業(yè)界關注的 焦點，進入快速成長期。在全球范圍內，工業(yè)互聯(lián)網正處于沒有一家獨大的關鍵時期和規(guī)模化擴張的窗口期， 圍繞網絡、工業(yè)設備、核心芯片、工控系統(tǒng)、傳感器等產業(yè)鏈關鍵節(jié)點的生態(tài)競爭日益激烈。

“5G+工業(yè)互聯(lián)網”面臨三個挑戰(zhàn)

5G具有大帶寬、低延時、廣連接三個特性，與工業(yè)互聯(lián)網的連接多樣性、性能差異化以及通信多樣化需求高度契合。因此5G在工業(yè)互聯(lián)網場景大有可為，能夠突破“計算機+控制模型”的傳統(tǒng)范式，形成“網絡+數(shù)據”的工業(yè)互聯(lián)網智能發(fā)展新范式。5G高頻和多天線技術、5G網絡切片技術、5G邊緣計算技術，將催生大規(guī)模設備連接、機器間協(xié)同、流程閉環(huán)控制、移動機器人、運動控制、遠程資產管理、工業(yè)AR等工業(yè)互聯(lián)網新應用。

5G使能工業(yè)互聯(lián)網的未來發(fā)展有三個重要趨勢：

一是基于網絡的“人-機-物”制造全要素的安全可靠互聯(lián)；

二是基于網絡的生產鏈全面流程化；

三是基于網絡的全產業(yè)鏈和全價值鏈重塑，創(chuàng)造全新工業(yè)生態(tài)和新型應用模式。

但5G在工業(yè)互聯(lián)網領域的落地應用、融合發(fā)展還面臨三個難題：

一是跨界融合不充分。工業(yè)互聯(lián)網跨界融合的知識難度、細分市場的專業(yè)性要求都更高。運營商、設備 商、工業(yè)互聯(lián)網企業(yè)間的行業(yè)壁壘仍較高。企業(yè)間融合融通、相互促進、共生共享的產業(yè)生態(tài)尚未形成；

二是工業(yè)應用場景多樣化。5G需要適應不同工業(yè)場景，并提供不同場景的無線連接方案，導致網絡部署和工程系統(tǒng)的復雜性提升，由于網絡接口都是非標的， 需要進行轉換，增加了部署難度；

三是商業(yè)模式不清晰。不同服務、不同場景，對于網絡的帶寬要求、網絡資源消耗以及對運營商運維體系的復雜程度要求不同。4G的商業(yè)模式較為簡單，以流量消費為主，“5G+工業(yè)互聯(lián)網”則深入了工業(yè)生產制造的各個環(huán)節(jié)，不能單純依靠流量消費盈利，要探索新的運營模式。

創(chuàng)新發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網，核心關鍵是打牢網絡基 礎。實現(xiàn)生產鏈、產業(yè)鏈、價值鏈全要素的網絡化安全可靠互聯(lián)仍面臨諸多問題。未來十五年，正是 “5G+工業(yè)互聯(lián)網”和“智能制造”等新一輪工業(yè)革命核心技術發(fā)展的關鍵期，“5G+工業(yè)互聯(lián)網”應用前景廣闊，充滿挑戰(zhàn)，需要重視相關領域基礎理論與方法創(chuàng)新。（本文整理自網絡）

摘自《自動化博覽》2021年6月刊