“單純建設(shè)5G是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須同步建設(shè)基于5G的智能化的管控軟件和系統(tǒng)，才能真正能夠幫助工業(yè)企業(yè)解決實(shí)際中的痛點(diǎn)?！敝袊?guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所所長(zhǎng)助理、研究室主任曾鵬說。

在中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院組織的5G商用與深化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展研討會(huì)上，在談及5G的成本與投資回報(bào)時(shí)曾鵬表示，工業(yè)生產(chǎn)中網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值并不體現(xiàn)在信息傳輸方面，而是體現(xiàn)在通過信息的傳輸實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效協(xié)同，從而提升產(chǎn)品的質(zhì)量，提高產(chǎn)量，以及節(jié)能減排等等方面。

以5G為代表的ICT技術(shù)，將推動(dòng)未來制造模式的變革。長(zhǎng)期以來，制造業(yè)以大批量生產(chǎn)作為主要生產(chǎn)模式，基于工業(yè)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)化生產(chǎn)，一般生產(chǎn)線生產(chǎn)出來的產(chǎn)品都是一樣的。而進(jìn)入個(gè)性化定制時(shí)代后，希望生產(chǎn)線能夠針對(duì)不同用戶的需求，生產(chǎn)出來各種各樣的產(chǎn)品，因此要求生產(chǎn)線更加靈活，能夠根據(jù)不同用戶的需求，按照不同的工藝來生產(chǎn)。這就要像搭積木一樣能把生產(chǎn)線靈活地構(gòu)建起來，因此需要利用5G這種高效的無線技術(shù)來替代傳統(tǒng)的有線連接起來的生產(chǎn)線的模式。

不過，單純建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)，只能解決信息傳輸?shù)男枨?，但這只是第一步——必須要解決在5G基礎(chǔ)上的智能管控的應(yīng)用模式，這也是當(dāng)前以及未來要解決的重點(diǎn)以及難點(diǎn)問題。當(dāng)天的發(fā)言中，曾鵬對(duì)5G與智能制造的融合、影響等問題，從場(chǎng)景、挑戰(zhàn)及建議談了自己的看法。

三大場(chǎng)景

第一大場(chǎng)景是面向工廠全覆蓋的感知，也就是泛在化的感知。未來的智能制造實(shí)際就是希望基于大數(shù)據(jù)、人工智能，幫助工廠的管理者提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化決策。這個(gè)過程，需要獲取工廠足夠多的數(shù)據(jù)，包括機(jī)器視覺、能流、物流，以及生產(chǎn)實(shí)時(shí)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，還有實(shí)時(shí)的工況數(shù)據(jù)，要把這些信息獲取上來。這就希望在未來的工廠安裝大量的傳感器，現(xiàn)在估算，未來工廠中的傳感器的數(shù)量將比現(xiàn)在要增加2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。這種情況下，需要通過5G把工廠覆蓋起來，做到傳感器的即插即用，從而能夠大量的獲取信息。

第二大場(chǎng)景是柔性化的生產(chǎn)。面向未來個(gè)性化定制的新型生產(chǎn)模式，要求生產(chǎn)線具有高度的靈活性，能針對(duì)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，通過模塊化的生產(chǎn)單元實(shí)現(xiàn)自組織的生產(chǎn)，還包括AGV、靈活的物流等等。利用5G將能夠替代原來有線的控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更加靈活、互聯(lián)、協(xié)同的生產(chǎn)。

第三大場(chǎng)景是復(fù)雜的人機(jī)協(xié)作。未來工業(yè)生產(chǎn)需要大量的人機(jī)協(xié)調(diào)，不僅要做指令的傳輸，還需要做復(fù)雜的視覺、觸覺的同步信息傳輸，包括現(xiàn)在講的觸感網(wǎng)等等，這里面有大量的音頻、視頻，以及觸覺、壓力等等信息的同步傳輸，這些都是未來5G應(yīng)用的典型場(chǎng)景。

5G應(yīng)用的挑戰(zhàn)

雖然應(yīng)用場(chǎng)景很明確，但潛在的問題卻不可忽視。曾鵬認(rèn)為，5G在未來智能制造中面臨著一些典型的難點(diǎn)和具有挑戰(zhàn)性的問題。

首先是安全性。工業(yè)最關(guān)注的就是安全性的問題，如果出現(xiàn)故障，尤其信息沒有傳到的話，將會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的問題。當(dāng)前，工業(yè)信息安全備受關(guān)注，通過網(wǎng)絡(luò)入侵的安全事件頻發(fā)，包括伊朗核電站遭受病毒供給、烏克蘭電網(wǎng)僵尸病毒攻擊等等，都對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成了重大的安全事故。傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)可以通過隔離的方法來解決信息安全，但無線尤其5G應(yīng)用以后，這種開放的信道通過隔離的方法很難實(shí)施。因此，怎么解決5G應(yīng)用的安全問題，是面臨的典型挑戰(zhàn)。

其次是商業(yè)模式。5G建設(shè)帶來的一個(gè)重要的挑戰(zhàn)就是商業(yè)模式的問題，是用公網(wǎng)還是專網(wǎng)，還是混合的方式來建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)？都是企業(yè)要解決的問題。

再次就是成本和投資回報(bào)的問題。在5G推廣初期，建網(wǎng)以及運(yùn)維的成本都很高。現(xiàn)在工業(yè)企業(yè)的利潤(rùn)水平有限，因此企業(yè)面臨的第一個(gè)問題就是能不能用得起的問題。

四個(gè)建議

針對(duì)5G在智能制造的發(fā)展，曾鵬提出以下幾個(gè)方面的建議。

一是5G的發(fā)展應(yīng)該是從易到難的方式。在幾大應(yīng)用場(chǎng)景中，泛在化的感知就是把傳感器的信息接上來，這是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的應(yīng)用，應(yīng)該從這樣的應(yīng)用來入手，還可以從一些控制系統(tǒng)的增量應(yīng)用入手。從增量做了以后，未來再考慮對(duì)現(xiàn)有的成熟系統(tǒng)進(jìn)行替代或改造。

二是5G的發(fā)展不能只關(guān)注建網(wǎng)，而必須把數(shù)據(jù)平臺(tái)和典型的工業(yè)APP的應(yīng)用同步發(fā)展，以解決工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵的挑戰(zhàn)性的問題為導(dǎo)向，找到一些殺手級(jí)的應(yīng)用。在路徑上，最好以一些龍頭企業(yè)來做一些標(biāo)桿性的測(cè)試床，把5G數(shù)據(jù)平臺(tái)和工業(yè)APP集成起來，以解決工業(yè)中的某些痛點(diǎn)問題，從而形成解決方案，測(cè)試成功后把這種解決方案向全行業(yè)推廣，帶動(dòng)5G的推廣應(yīng)用。

三是建議在5G建網(wǎng)過程中要關(guān)注與企業(yè)原有工業(yè)系統(tǒng)的融合。因?yàn)橛脩粢ＷC原有的投資，原來的控制系統(tǒng)要運(yùn)行幾十年，長(zhǎng)時(shí)間不能更換。因此一定要把5G和原有工業(yè)控制系統(tǒng)的接口和互操作的技術(shù)解決好，再實(shí)現(xiàn)原有自動(dòng)化系統(tǒng)的功能擴(kuò)展，保證5G與原有工業(yè)控制系統(tǒng)的共存共融。

四是建立5G安全防護(hù)和測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)體系。目前，工業(yè)信息安全是信息化建設(shè)中的重中之重，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域和現(xiàn)在的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域都在做信息安全的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系。在這些過程中應(yīng)該重點(diǎn)考慮5G未來應(yīng)用的場(chǎng)景，怎么樣做一些標(biāo)準(zhǔn)化的安全的操作，保證整個(gè)工業(yè)信息化的整體安全。