【中國傳動網 行業(yè)動態(tài)】 運營商提供5G極致化的網絡聯(lián)接是工業(yè)互聯(lián)網成功的基礎。而其前提則是真正理解工業(yè)互聯(lián)網客戶的剛需，真正讓5G技術解決工業(yè)互聯(lián)網客戶的核心關切。

【編者按】在通信層面，5G可以完成許多4G所不能完成的任務，完善其在工業(yè)互聯(lián)網應用層面的缺陷，解決工業(yè)互聯(lián)網目前面臨的一些瓶頸。然而，5G想要在工業(yè)互聯(lián)網當中順利地推行，需要的是工業(yè)企業(yè)和通信企業(yè)攜手發(fā)力。

小型工業(yè)專用5G網絡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)邦網絡局，掌握德國的頻譜）表示，他們有興趣自己建設并運營本地5G網絡，不僅用于無人駕駛，還會用于工廠的生產制造。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、運營商網絡升級遲緩的不相匹配產生；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應用場景、商用模式不清晰而苦惱。

八成以上的工業(yè)設備尚未聯(lián)網

數(shù)據(jù)采集是工業(yè)互聯(lián)網平臺的基礎，工業(yè)互聯(lián)網平臺首先要解決的問題是連接工業(yè)中的人、機器設備和業(yè)務系統(tǒng)。但是設備連接在工業(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)網研究室主任袁曉慶對《中國電子報》表示，當前，我國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)里，80%以上的機器設備都是沒有聯(lián)網、不會說話的“啞”設備，只有20%的設備聯(lián)了網、會說話，但是這些設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)網平臺建設的“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)生產設備數(shù)字化率為44.8%、數(shù)字化設備聯(lián)網率為39.0%，需要通過加裝傳感器等方式實現(xiàn)設備聯(lián)網，導致工業(yè)互聯(lián)網平臺數(shù)據(jù)采集難、成本高、效率低。

另一方面20%的設備聯(lián)網了，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、標準化組織圍繞設備聯(lián)網推出了成百上千種現(xiàn)場總線協(xié)議、工業(yè)以太網協(xié)議和無線協(xié)議，協(xié)議標準眾多且相對封閉，工業(yè)設備互聯(lián)互通難，嚴重制約了設備上云，亟須構建能夠兼容、轉換多種協(xié)議的技術產品體系。

“從工業(yè)互聯(lián)網角度看，通信是一個很重要的瓶頸，工業(yè)互聯(lián)網與傳統(tǒng)互聯(lián)網最大的區(qū)別是連接設備，設備之間的數(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?！备Ｖ荽髮W先進控制技術研究中心主任、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?！拔覀儸F(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)網的路能夠更好走?！?/p>

5G三類場景將對工業(yè)互聯(lián)網全覆蓋

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)通過改造已有網絡、建設新型網絡等方式，建設低時延、高帶寬、廣覆蓋、可定制的工業(yè)互聯(lián)網企業(yè)外網絡。建設一批基于5G、窄帶物聯(lián)網（NB－IoT）、軟件定義網絡（SDN）、網絡虛擬化（NFV）等新技術的測試床。

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

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)了異構設備的集成?！拔覀儼延写硇缘牟煌瑥S家的控制器放在一張測試床中，通過我們開發(fā)的通用網關產品，連接不同的控制設備，意味著通用網關可以和不同的設備通信，獲取它們的數(shù)據(jù)，通過通用網關使設備可以互聯(lián)互通。”鄭松說，“在通用網關上我們還部署了邊緣計算環(huán)境，利用邊緣計算環(huán)境，使不同設備之間在工廠側能夠實現(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。通用網關要上連云平臺，將數(shù)據(jù)傳到云上，這個通道使用的是公眾互聯(lián)網?！?/p>

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)網和我們以前在工廠里的局域網不同，最怕的是斷網，所以我們做了168小時（7天）的緩存能力，這犧牲了產品一部分的性價比?！编嵥烧f。

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一樣的性能，鄭松認為，他就不用去考慮工業(yè)互聯(lián)網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）應用組副組長、CSATC5移動核心網副組長、中國電信北京研究院網絡技術與規(guī)劃部標準副總監(jiān)夏旭對《中國電子報》表示，作為國內國際主流運營商，我們希望能夠充分利用5G帶來的業(yè)務靈活性，真正實現(xiàn)全接入制式、全業(yè)務范疇的支撐，實現(xiàn)3GPP所定義的5G三類場景對工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務場景全覆蓋。

愛立信的“5G商業(yè)潛力”調研數(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生產技術研究所針對MTUAeroEngines噴氣式發(fā)動機部件的生產能力開展了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)網客戶核心關切

5G如何能夠更好地服務于工業(yè)互聯(lián)網？一些工業(yè)企業(yè)提出應該是“工業(yè)互聯(lián)網+5G”，主導權應該在工業(yè)企業(yè)。現(xiàn)在發(fā)生在德國的正是如此。

夏旭說，國內外的龍頭工業(yè)企業(yè)都在積極參與5G通信標準工作，希望能夠更加掌控5G標準制定的路線和走向。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，應該讓“合適的人做合適的事”。

同時，運營商也應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)網的關鍵網絡技術，積極開展5G工業(yè)富終端關鍵技術、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)，推動產業(yè)具備成熟設備能力，開展5G與工業(yè)互聯(lián)網的創(chuàng)新應用及解決方案研發(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)網全局來看，工業(yè)企業(yè)中沉睡著大量的聯(lián)網和通信需求。但同時在網絡基礎設施、標識體系、工業(yè)互聯(lián)網平臺的建設等方面，都處于成長期，在大量設備還沒有上網時，對5G的內發(fā)需求還沒有喚醒。

針對工業(yè)互聯(lián)網平臺，鄭松說，測試床在解決工業(yè)互聯(lián)網的基礎研究上是非常重要的手段，它使工業(yè)互聯(lián)網軟件、工具成為完整的技術體系，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)、設備異構問題，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)網標識體系上，有機構統(tǒng)計，全世界能夠上網的設備達到600億臺左右，遠高全球70億人口的人際通信量。這么多設備都上網，需要像郵件地址一樣的標識，以便在工業(yè)網絡上兩個設備可以“握手”，工業(yè)互聯(lián)網的意義也在于此。但將傳統(tǒng)互聯(lián)網中IP地址的概念引申到超巨量的設備中，是否可行還存在疑問。

因此在基礎建設上，5G在工業(yè)互聯(lián)網中發(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極致化的網絡聯(lián)接是工業(yè)互聯(lián)網成功的基礎。而其前提則是真正理解工業(yè)互聯(lián)網客戶的剛需，真正讓5G技術解決工業(yè)互聯(lián)網客戶的核心關切。”夏旭說。