5G讓制造業有了“無線”可能

文｜郝曉明

傳統工業企業，轉型升級頗受關注。搭上5G 這班快車，加速“數字化”到“智慧化”進程，讓傳統工業企業與工業互聯網技術融合碰撞，在新時代煥發出無限生機。工業互聯網是信息領域與物理制造領域的深度融合，被視為5G 的核心應用領域。當5G 進入規模部署階段，工業則是其中最重要的應用領域之一。記者與全國工業過程測量和控制標準化技術委員會主任、“網絡化控制系統”國家地方聯合工程研究中心主任、中國科學院沈陽自動化研究所所長于海斌，暢談5G 時代制造業面臨的機遇與挑戰。

“工業領域的智能生產需要提升柔性、靈活性、資源效率和產品質量，而5G 與工業自動化的深度融合，可以提升網絡連接力和穩定性，打造未來工業連接新架構，支撐未來全連接智慧工廠建設。”身處東北老工業基地遼寧，于海斌對工業互聯技術在傳統工業企業的應用有著深刻理解。

“自主”與“智能”是關鍵

一項革命性技術的成熟，需要技術和應用場景的多輪迭代和不斷創新，同時也不乏爭議。制造業希望通過工業互聯網實現自動化，但大量工業制造知識亟待挖掘。于海斌說，工業互聯網不僅是一張網，更是互聯的工業系統。工業系統則由信息網絡支撐的互聯智能，向知識驅動的自主智能發展，從而實現自主與智能。隨著5G 應用漸次落地，商用5G 技術和應用取得巨大成功，理性看待工業場景應用尤為關鍵。于海斌表示，工業5G 技術及其對工業革命的作用，尚處在初始階段。

回顧無線網絡技術的應用和發展規律，他認為，工業無線網絡技術在自動化領域的應用，從初期的嘗試到后期的大規模產品化應用，已驗證了無線技術在部分工業領域的可行性，并重點解決了流程工業的大規模工業測控問題。“但面向高端加工制造，特別是精密運動控制，由于無線技術尚未達到傳統有線網絡的效果，始終缺少‘無線’的利器。”于海斌強調。

目前，工業無線技術呈現出百花齊放局面，從不同層面支持工業應用。但由于工業應用場景千差萬別，很難有一種技術可以同時支持全部工業場景。“盡管5G 采用場景驅動的技術路線定義了三大場景，但與實時性密切相關的工業應用尚需突破。”于海斌說，由于沒有像現場總線、工業以太網一樣的知識積累和沉淀，時至今日，5G 的應用仍處于不斷應用嘗試和技術創新的迭代中。“但從目前已經展示出的5G 應用創新中，人們看到了很多機遇，如機器人的遙操作遠程手術、VR/AR 遠程示教等，解決了一些之前難以解決的問題。”于海斌說。

實現應用場景與模式創新

數字顯示，5G 的鏈接有望承載10 億個場所的連接，50 億人的連接，500 億物的連接。未來，每個人、每個家庭、每個組織都將通過“數字”實現互聯互通。

目前，工業無線技術的全球市場份額只有6% 左右，而5G 由于剛剛開始應用，份額則更小，但其對推動工業基礎設施、生產方式、創新模式等方面的持續變革卻很關鍵，關乎數字經濟時代我國制造業發展的主動權和話語權。此外，從數字比對中也可以看到我國與其他國家的差距。如光刻機加工水平，荷蘭為5nm，其7nm 精度以上的光刻機占世界100% 份額，而我國可量產的光刻機水平僅為90nm，差距巨大，說明挑戰與機遇并存。

時代的變革和政策的利好，讓工業互聯網煥發出無限生機，也讓人們對5G 時代充滿想象。“十四五”期間，突破傳統發展模式，推動制造業模式創新，充分發揮我國在移動通信產業的優勢，特別是5G 技術優勢，勢在必行。“以點帶面，通過技術突破，實現應用場景和模式上的創新，從而產生行業輻射作用，推動我國工業企業和產業發展的持續升級，夯實現代化工業體系。”于海斌給出自己的看法，把5G 應用于工業并滲透到工業系統，將有利于保持并擴大我國5G 的領先優勢。

新技術帶給未來無限可能

二十多年來，于海斌率領團隊深耕工業無線控制技術，不僅創建了國際領先的工業無線控制技術體系，還牽頭制定了我國在工業無線控制領域首個國際電工委員會（IEC）國際標準——WIA-PA 標準，使我國工業無線控制技術達到國際領先水平，有了國際話語權。

作為我國機器人和工業自動化事業的發源地之一，中國科學院沈陽自動化研究所持續推動中國機器人技術的研究發展，解決了國家制造業發展的一系列重大關鍵技術問題。“海翼”水下滑翔機于2017 年打破世界水下滑翔機最大下潛深度紀錄，“海斗一號”全海深無人潛水器于2020 年成功海試最深下潛至10907 米，工業4.0 互聯制造解決方案獲評“世界互聯網領先科技成果”。“在重大科技成果以及特種場景下應用，對5G 時代提出了新需求。而未來，5G 技術也將在方方面面得到應用，但不能操之過急。”于海斌說，5G 應該在不斷地技術迭代中，從ICT（信息通信技術）和OT（運營技術）角度共同推動全新的工業無線網絡，抓住機遇，爭奪技術優勢，猛攻“卡脖子”技術，強化核心技術的自主可控性。

注重底層支撐，思考技術融合。于海斌表示，“人、機、物”全面互聯的關鍵基礎設施，5G 是工業互聯網的核心支撐，人工智能、大數據、工業計算、5G、工業物聯網等新技術交叉融合，各類工業制造、信息平臺以及全流程、全鏈條的安全，將是5G 技術推動工業革命的載體和途徑，產生很多新技術并將形成創新引領能力，為制造業的智能化發展提供無限可能。