小型工業(yè)專用5G網(wǎng)絡(luò)在歐洲引起了大家的興趣，據(jù)媒體報道，寶馬、大眾等汽車制造商向德國BNA(聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)局，掌握德國的頻譜)表示，他們有興趣自己建設(shè)并運營本地5G網(wǎng)絡(luò)，不僅用于無人駕駛，還會用于工廠的生產(chǎn)制造。如果說德國企業(yè)對5G表現(xiàn)的激進是由于制造業(yè)發(fā)達、運營商網(wǎng)絡(luò)升級遲緩的不相匹配產(chǎn)生;而中國則是另一番景象——運營商的5G部署節(jié)奏不斷加快，但卻為5G應(yīng)用場景、商用模式不清晰而苦惱。

八成以上的工業(yè)設(shè)備尚未聯(lián)網(wǎng)

數(shù)據(jù)采集是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎(chǔ)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺首先要解決的問題是連接工業(yè)中的人、機器設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)。但是設(shè)備連接在工業(yè)現(xiàn)場并不是一件容易的事情。

賽迪智庫信息化中心工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室主任袁曉慶對《中國電子報》表示，當(dāng)前，我國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)里，80%以上的機器設(shè)備都是沒有聯(lián)網(wǎng)、不會說話的“啞”設(shè)備，只有20%的設(shè)備聯(lián)了網(wǎng)、會說話，但是這些設(shè)備遵循不同的通信協(xié)議，存在嚴重的“語言障礙”，成為制約工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)的“卡脖子”之處。

一方面我國制造業(yè)總體水平處于2.0向3.0過渡階段，老舊設(shè)備多、數(shù)字化水平低。2017年我國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)字化率為44.8%、數(shù)字化設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率為39.0%，需要通過加裝傳感器等方式實現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，導(dǎo)致工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)采集難、成本高、效率低。

另一方面20%的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)了，但通信協(xié)議不統(tǒng)一。近30年來，全球各類自動化廠商、研究機構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化組織圍繞設(shè)備聯(lián)網(wǎng)推出了成百上千種現(xiàn)場總線協(xié)議、工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和無線協(xié)議，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)眾多且相對封閉，工業(yè)設(shè)備互聯(lián)互通難，嚴重制約了設(shè)備上云，亟須構(gòu)建能夠兼容、轉(zhuǎn)換多種協(xié)議的技術(shù)產(chǎn)品體系。

“從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)角度看，通信是一個很重要的瓶頸，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)最大的區(qū)別是連接設(shè)備，設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信對時間要求很高，4G通信只能滿足一部分工程，對實時要求高的工程就比較困難，同時4G在大量數(shù)據(jù)的傳輸上也有很多不足之處。”福州大學(xué)先進控制技術(shù)研究中心主任、福建中海創(chuàng)集團首席專家兼中海創(chuàng)集團研究院院長鄭松在接受《中國電子報》記者采訪時說。

但我國工業(yè)企業(yè)對5G的了解顯然還不夠深入。“我們現(xiàn)在只是通過媒體知道5G的特點，從這些特點來看對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個福音，5G可以傳輸更多的數(shù)據(jù)、速度比4G快100倍、連接數(shù)也可以更多，這使工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的路能夠更好走。”

5G三類場景將對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全覆蓋

如何使更多的工業(yè)企業(yè)認識5G的優(yōu)勢?

今年6月份，工信部在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃(2018-2020年)》中提出，組織信息通信企業(yè)通過改造已有網(wǎng)絡(luò)、建設(shè)新型網(wǎng)絡(luò)等方式，建設(shè)低時延、高帶寬、廣覆蓋、可定制的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)外網(wǎng)絡(luò)。建設(shè)一批基于5G、窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、網(wǎng)絡(luò)虛擬化(NFV)等新技術(shù)的測試床。

從這個計劃來看，5G在工廠的應(yīng)用將先從企業(yè)外網(wǎng)開始，其實這也與當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的需求相符合。

鄭松說，目前中海創(chuàng)集團研究院做了兩個測試床，兩個測試床最大的特點是實現(xiàn)了異構(gòu)設(shè)備的集成。“我們把有代表性的不同廠家的控制器放在一張測試床中，通過我們開發(fā)的通用網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，連接不同的控制設(shè)備，意味著通用網(wǎng)關(guān)可以和不同的設(shè)備通信，獲取它們的數(shù)據(jù)，通過通用網(wǎng)關(guān)使設(shè)備可以互聯(lián)互通。”鄭松說，“在通用網(wǎng)關(guān)上我們還部署了邊緣計算環(huán)境，利用邊緣計算環(huán)境，使不同設(shè)備之間在工廠側(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的協(xié)同，完成數(shù)據(jù)的處理、能耗的累加等一般數(shù)據(jù)處理工作。通用網(wǎng)關(guān)要上連云平臺，將數(shù)據(jù)傳到云上，這個通道使用的是公眾互聯(lián)網(wǎng)。”

盡管目前這個測試床在傳輸上還沒有遇到問題，但為保證工業(yè)數(shù)據(jù)上傳完整，鄭松采用了本地大緩存來做保護。“公眾互聯(lián)網(wǎng)和我們以前在工廠里的局域網(wǎng)不同，最怕的是斷網(wǎng)，所以我們做了168小時(7天)的緩存能力，這犧牲了產(chǎn)品一部分的性價比。”鄭松說。

如果5G可以為他開通一個專有通道，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r實性、完整性、數(shù)據(jù)吞吐量上能夠達到像做工業(yè)控制時采用的局域網(wǎng)一樣的性能，鄭松認為，他就不用去考慮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在傳輸中遇到的困難了。

對了解5G的電信運營商來說，其實他們可以做得更多。

中國IMT-2020(5G)應(yīng)用組副組長、CSA TC5移動核心網(wǎng)副組長、中國電信北京研究院網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與規(guī)劃部標(biāo)準(zhǔn)副總監(jiān)夏旭對《中國電子報》表示，作為國內(nèi)國際主流運營商，我們希望能夠充分利用5G帶來的業(yè)務(wù)靈活性，真正實現(xiàn)全接入制式、全業(yè)務(wù)范疇的支撐，實現(xiàn)3GPP所定義的5G三類場景對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場景全覆蓋。

愛立信的“5G商業(yè)潛力”調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，實時自動化將是5G最大的用例組，到2026年可為電信運營商帶來1010億美元的收入。愛立信與德國Fraunhofer生產(chǎn)技術(shù)研究所針對MTU Aero Engines噴氣式發(fā)動機部件的生產(chǎn)能力開展了5G用例測試，利用5G毫秒級的低時延能力控制飛機發(fā)動機扇葉的打磨工藝，因為航空發(fā)動機對高溫、高熱、穩(wěn)定性、精度以及扇面的整潔度要求都非常高，以前打磨一個合格的渦扇盤需要4個月以上的時間，現(xiàn)在縮短到3至4個月。

5G可解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)客戶核心關(guān)切

5G如何能夠更好地服務(wù)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)?一些工業(yè)企業(yè)提出應(yīng)該是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+5G”，主導(dǎo)權(quán)應(yīng)該在工業(yè)企業(yè)?，F(xiàn)在發(fā)生在德國的正是如此。

夏旭說，國內(nèi)外的龍頭工業(yè)企業(yè)都在積極參與5G通信標(biāo)準(zhǔn)工作，希望能夠更加掌控5G標(biāo)準(zhǔn)制定的路線和走向。對此，全球廣泛的運營商和業(yè)界共識是運營商的長板優(yōu)勢就是通信服務(wù)，應(yīng)該讓“合適的人做合適的事”。

同時，運營商也應(yīng)該積極加大與跨行業(yè)的工業(yè)企業(yè)合作，圍繞5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，積極開展5G工業(yè)富終端關(guān)鍵技術(shù)、性能、形態(tài)、互操作及兼容性的測試驗證，加快5G芯片和行業(yè)終端研發(fā)，推動產(chǎn)業(yè)具備成熟設(shè)備能力，開展5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用及解決方案研發(fā)。

我國工業(yè)的現(xiàn)代化程度與德國相比是滯后的，這也導(dǎo)致我國工業(yè)企業(yè)現(xiàn)在的重點、需求與德國企業(yè)不同。從我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全局來看，工業(yè)企業(yè)中沉睡著大量的聯(lián)網(wǎng)和通信需求。但同時在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、標(biāo)識體系、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)等方面，都處于成長期，在大量設(shè)備還沒有上網(wǎng)時，對5G的內(nèi)發(fā)需求還沒有喚醒。

針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，鄭松說，測試床在解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)研究上是非常重要的手段，它使工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件、工具成為完整的技術(shù)體系，能夠把共性的、抽象的工業(yè)場合在測試床中表現(xiàn)出來。鄭松告訴記者，明年還會做一個大型的測試床，解決大數(shù)據(jù)、設(shè)備異構(gòu)問題，可以為正在討論的很多問題都找到答案，這一測試床會在明年9月結(jié)項。但中國明顯在提速，他表示，現(xiàn)在有一種形勢逼人的感覺。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識體系上，有機構(gòu)統(tǒng)計，全世界能夠上網(wǎng)的設(shè)備達到600億臺左右，遠高全球70億人口的人際通信量。這么多設(shè)備都上網(wǎng)，需要像郵件地址一樣的標(biāo)識，以便在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)上兩個設(shè)備可以“握手”，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的意義也在于此。但將傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)中IP地址的概念引申到超巨量的設(shè)備中，是否可行還存在疑問。

因此在基礎(chǔ)建設(shè)上，5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮作用很可以需要更長的時間才能夠看到，要想加快進程，就需要工業(yè)企業(yè)與通信企業(yè)相向而行。

“運營商提供5G極致化的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成功的基礎(chǔ)。而其前提則是真正理解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)客戶的剛需，真正讓5G技術(shù)解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)客戶的核心關(guān)切。”夏旭說。