當(dāng)5G遇到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),會(huì)發(fā)生什么?
這從海螺水泥的案例可見一斑。說(shuō)起水泥廠,我們總是會(huì)想起粉塵漫天、灰頭土臉,但在海螺水泥,5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用讓其煥發(fā)新顏:水泥礦山開采、運(yùn)輸、水泥生產(chǎn)各環(huán)節(jié)運(yùn)作效率大大提升。以礦區(qū)爆破預(yù)警應(yīng)用為例,5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)讓無(wú)人機(jī)4K高清視頻實(shí)時(shí)回傳,結(jié)合AI保障實(shí)時(shí)視頻清晰度和精準(zhǔn)識(shí)別,爆破警戒覆蓋范圍從原來(lái)的500米擴(kuò)大到2公里,原來(lái)2小時(shí)的人力檢查工作量降低到了半小時(shí)。而在石灰石預(yù)均化車間,5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為往復(fù)移動(dòng)作業(yè)的堆取料設(shè)備提供實(shí)時(shí)高清視頻監(jiān)控,縮短了工人在高粉塵環(huán)節(jié)下的工作時(shí)間。
9月1日,在北京舉行的2021世界5G大會(huì)暨5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高端論壇向我們完整展現(xiàn)出5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展景象:5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)不僅僅是從0到1,而且正在走到大規(guī)模應(yīng)用的十字路口,從1到N。
從0到1的雙輪驅(qū)動(dòng)
數(shù)據(jù)顯示,截至目前,我國(guó)已經(jīng)建成“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目近1600個(gè),覆蓋了20余個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)行業(yè)和領(lǐng)域,在138家鋼鐵企業(yè)、194家電力企業(yè)、175座礦山、89個(gè)港口實(shí)現(xiàn)5G應(yīng)用商用落地。
任何一個(gè)技術(shù)從0到1的成功落地,都需要技術(shù)創(chuàng)新與用戶需求的“雙輪驅(qū)動(dòng)”,5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也不例外。
一方面,是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)走向成熟。華為副總裁、ICT產(chǎn)品組合管理與解決方案部總裁馬海旭表示,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò),隨著聯(lián)接、計(jì)算、云、AI等技術(shù)日益成熟,ICT成為聯(lián)接工業(yè)終端與應(yīng)用的紐帶,推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)。
在這些技術(shù)中,毫無(wú)疑問5G是最關(guān)鍵的技術(shù)之一。眾所周知,5G的特點(diǎn)包括大帶寬、低時(shí)延和廣覆蓋,其中高可靠低時(shí)延通信和大上行帶寬特別契合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景。尤其是5G的不斷進(jìn)化更是讓其可以為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景構(gòu)建確定性網(wǎng)絡(luò)。
例如,上面提到的海螺水泥的案例中就用到了華為與中國(guó)電信聯(lián)合提供的5G“超級(jí)上行”技術(shù),在靠近基站區(qū)域上行速率可以提升20-60%,在偏遠(yuǎn)弱覆蓋的區(qū)域最大可以提升300%,為5G帶來(lái)了更高的上行體驗(yàn)速率和更廣的覆蓋范圍,從而為移動(dòng)場(chǎng)景下的連續(xù)安全作業(yè)、智能預(yù)警、實(shí)時(shí)監(jiān)控等場(chǎng)景提供了有力支撐。
又如,5G工廠切片技術(shù),可以在同一個(gè)核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)不同的QoS,按需靈活調(diào)整,從而適應(yīng)工廠內(nèi)不同生產(chǎn)場(chǎng)景的需求。馬海旭透露,華為聯(lián)合法國(guó)某制造工廠打造柔性生產(chǎn)線,使5G網(wǎng)絡(luò)的切片策略隨多流程產(chǎn)線靈活調(diào)整,可以幫助產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)30分鐘快速換型,提升產(chǎn)能30%。在5G的驅(qū)動(dòng)下,工廠的維護(hù)模式也在全面升級(jí),在5G工廠,當(dāng)某一物體發(fā)生故障時(shí),故障將能“零”時(shí)延上報(bào)到工業(yè)機(jī)器人,工業(yè)機(jī)器人在大部分情況下可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)修復(fù)故障,即使工業(yè)機(jī)器人無(wú)法自動(dòng)修復(fù),修復(fù)工人也能通過(guò)VR等設(shè)備遠(yuǎn)程控制工業(yè)機(jī)器人對(duì)故障進(jìn)行修復(fù)。
另一方面,是智能化時(shí)代對(duì)工業(yè)系統(tǒng)提出的新需求,為了滿足這些新需求,工業(yè)領(lǐng)域逐漸形成了四種發(fā)展模式,它們都對(duì)5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用起到了推動(dòng)作用。這四種發(fā)展模式包括:
智能化生產(chǎn),即通過(guò)生產(chǎn)流程的智能化改造,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨系統(tǒng)流動(dòng)、采集、分析和優(yōu)化,滿足智能排產(chǎn)、AI質(zhì)檢等新型生產(chǎn)要求。智能化生產(chǎn),其中一個(gè)需求是需要對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控,而實(shí)時(shí)監(jiān)控中無(wú)論是超高清視頻的雙向?qū)崟r(shí)傳輸,還是無(wú)人機(jī)巡檢中的視頻回傳,都需要高速率、低時(shí)延的5G網(wǎng)絡(luò)支撐。
網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同,即打通設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、銷售全產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)供銷一體化。其中,基于5G網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)專網(wǎng)以大帶寬、廣連接、高可靠、低時(shí)延的特性,以及私網(wǎng)部署、生產(chǎn)數(shù)據(jù)不外流的安全性成為支撐這種網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同的基礎(chǔ)。
個(gè)性化定制,即通過(guò)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性改造,實(shí)現(xiàn)工藝流程和參數(shù)的靈活調(diào)整,滿足消費(fèi)者的個(gè)性定制需求。個(gè)性化定制同樣需要5G。一方面,柔性生產(chǎn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的靈活移動(dòng)性和差異化業(yè)務(wù)處理提出了很高要求,這方面5G可以實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)的高可靠網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋,使得機(jī)器人的移動(dòng)不受限;另一方面,5G還能建立工廠內(nèi)外的人和機(jī)器為中心的全方位的信息生態(tài)系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)任何人和物在任何時(shí)候、任何地方的信息共享,從而很好地助力企業(yè)基于消費(fèi)者個(gè)性化需求的柔性生產(chǎn)。
服務(wù)化延伸,即通過(guò)機(jī)器互聯(lián)和大數(shù)據(jù)融合分析,提供資產(chǎn)管理、保險(xiǎn)金融等創(chuàng)新業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)從賣產(chǎn)品到賣服務(wù)。
所以,正是因?yàn)榧夹g(shù)創(chuàng)新和用戶需求的雙輪驅(qū)動(dòng),才讓5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從0到1,實(shí)現(xiàn)了首批落地。
從1到N的難點(diǎn)何在?
在《從0到1:開啟商業(yè)與未來(lái)的秘密》中,彼得·蒂爾將創(chuàng)新分為兩種,一種是從0到1的新突破,另一種是從1到N,即創(chuàng)新的推廣和復(fù)制。
從0到1不易,從1到N同樣不易。在演講中,馬海旭認(rèn)為5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模發(fā)展有四大關(guān)鍵要素:進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng),解決業(yè)務(wù)剛需;規(guī)建維優(yōu)統(tǒng)籌,實(shí)現(xiàn)柔性制造;制定產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件,快速規(guī)模復(fù)制;產(chǎn)業(yè)鏈各方協(xié)同,共建生態(tài)繁榮。
在筆者看來(lái),這四點(diǎn)可以總結(jié)為九個(gè)字:正飛輪,標(biāo)準(zhǔn)件,生態(tài)圈。
從0到1是從1到N規(guī)模應(yīng)用的前提,尤其是這個(gè)從0到1一定是要進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng),真正為企業(yè)帶來(lái)價(jià)值,因?yàn)橹挥羞@樣才能在行業(yè)形成示范效應(yīng),促使其他企業(yè)有復(fù)制的積極性。當(dāng)越來(lái)越多的企業(yè)應(yīng)用,就像推動(dòng)飛輪一樣,剛開始轉(zhuǎn)的慢,但是隨著加入的企業(yè)增多,飛輪會(huì)越轉(zhuǎn)越快,形成正向的飛輪效應(yīng)。
在這方面,我們可以看到5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)迸發(fā)出價(jià)值,在降低成本、提升效率、改善質(zhì)量和安全生產(chǎn)等剛需的方面扮演了越來(lái)越重要的角色。以華為和湘鋼的合作為例,5G的應(yīng)用讓工人可以在空調(diào)房?jī)?nèi)將廢鋼運(yùn)送到指定區(qū)域回爐再造,讓鋼鐵工人可以遠(yuǎn)離惡劣的工作環(huán)境。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在5G的賦能下,湘鋼的生產(chǎn)效率提升了30%。在東莞的華為工廠,在手機(jī)制造的點(diǎn)導(dǎo)熱凝膠工序,利用5G實(shí)時(shí)傳送高清照片,實(shí)現(xiàn)AI質(zhì)檢,壞件攔截率達(dá)到100%。在煤炭行業(yè),截至7月中旬,山西、內(nèi)蒙古、山東等多省區(qū)新上采礦類“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目28個(gè)。5G賦能采礦業(yè)實(shí)現(xiàn)無(wú)人礦卡駕駛和井下采掘,有效降低人員傷亡等事故發(fā)生率。
標(biāo)準(zhǔn)件,相當(dāng)于是將5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中積累的經(jīng)營(yíng)固化下來(lái),可以更簡(jiǎn)便地進(jìn)行復(fù)制。據(jù)馬海旭介紹,5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的解決方案標(biāo)準(zhǔn)件分為5G網(wǎng)絡(luò)原子能力、基于原子能力組合的通用方案、基于通用方案的標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)應(yīng)用、多種應(yīng)用預(yù)集成的解決方案這四個(gè)層次。標(biāo)準(zhǔn)件這個(gè)詞語(yǔ)來(lái)自于建筑行業(yè),打個(gè)比方,就像是提前用鋼筋混凝土做好了各種規(guī)格的磚,當(dāng)應(yīng)用的時(shí)候就可以如樂高積木一樣拼搭,而不用再回到鋼筋混凝土的原始狀態(tài)制造。
需要指出的是,這四個(gè)層次的標(biāo)準(zhǔn)件都是持續(xù)進(jìn)化的,這意味著隨著應(yīng)用范圍的加大、應(yīng)用程度的加深,標(biāo)準(zhǔn)件會(huì)越來(lái)越多,豐富多彩。而且,這些標(biāo)準(zhǔn)件會(huì)在行業(yè)規(guī)范和生態(tài)兩個(gè)維度進(jìn)行擴(kuò)展,保證語(yǔ)言統(tǒng)一,從而提高復(fù)制的速度。
生態(tài)圈,則是這種標(biāo)準(zhǔn)件豐富度的有力保障。在這方面華為身體力行,起到了產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同和生態(tài)圈繁榮的重要推動(dòng)者的作用。據(jù)馬海旭透露,華為計(jì)劃建設(shè)由7個(gè)開放性實(shí)驗(yàn)室組成的測(cè)試認(rèn)證中心,部署自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái),目前已經(jīng)對(duì)33類終端和40多個(gè)行業(yè)應(yīng)用完成認(rèn)證,未來(lái)將會(huì)生態(tài)伙伴全面開放。而且,華為也將與行業(yè)組織、運(yùn)營(yíng)商和龍頭企業(yè)合作建立集成驗(yàn)證中心,這兩個(gè)中心將在年內(nèi)正式發(fā)布。
可以預(yù)計(jì),在一系列推動(dòng)生態(tài)圈繁榮的舉措下,加上標(biāo)準(zhǔn)件的策略得當(dāng),5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模化復(fù)制將能形成正飛輪,在規(guī)模化應(yīng)用上按下加速鍵。
后記:5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的拐點(diǎn)
總而言之,5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是天時(shí)、地利、人和齊聚。包括5G、AI、云計(jì)算等創(chuàng)新技術(shù)的日趨成熟,是天時(shí);智能化時(shí)代對(duì)工業(yè)系統(tǒng)提出新需求,客戶有剛需,是地利;而正飛輪、標(biāo)準(zhǔn)件、生態(tài)圈等一系列規(guī)模應(yīng)用的積極舉措,則是人和。
這一切殊為不易。正如中國(guó)信息通信研究院副院長(zhǎng)王志勤所說(shuō),5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)仍然存在“不會(huì)用、不敢用、用不起”等現(xiàn)實(shí)難題。尤其是5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)意味著IT、CT與OT原本相互獨(dú)立發(fā)展的技術(shù)體系走向跨界融合,無(wú)論是復(fù)雜程度還是不同領(lǐng)域的思維模式差異,都是需要邁過(guò)的坎兒。據(jù)四川省發(fā)展改革委調(diào)研,四川95%以上的傳統(tǒng)企業(yè)有數(shù)字化轉(zhuǎn)型意愿,但真正“試水”的僅有30%左右。
可喜的是,在政策的大力扶持下,在華為等頭部廠商的大力推動(dòng)下,加上整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力,5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在走到規(guī)模增長(zhǎng)的拐點(diǎn)。中國(guó)信息通信研究院院長(zhǎng)余曉暉表示,預(yù)計(jì)明年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)會(huì)進(jìn)入快速發(fā)展階段,經(jīng)過(guò)三年的快速成長(zhǎng)期,2024年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)規(guī)模增長(zhǎng)。
5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)?;瘧?yīng)用,具有重要意義。一方面,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為5G最佳應(yīng)用場(chǎng)景之一,可以充分驗(yàn)證5G的價(jià)值,對(duì)于5GtoB乃至整個(gè)5G的發(fā)展都具有示范意義和推動(dòng)作用。另一方面,5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將能加速制造領(lǐng)域的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型,從而提升整個(gè)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新力和競(jìng)爭(zhēng)力。
“5G將與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)結(jié)合,構(gòu)建數(shù)據(jù)要素更快速可靠流通的信息‘大動(dòng)脈’,釋放數(shù)字對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的放大、疊加、倍增作用,優(yōu)化技術(shù)、資本、人才等要素配置,賦能經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。”工信部肖亞慶部長(zhǎng)這樣說(shuō)。
是的,當(dāng)5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用的大幕拉開,5G推動(dòng)下的數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化將在未來(lái)迸發(fā)出巨大潛力。