中国电信专家:5G 新基建赋能工业互联网,助力产业智能升级

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中国电信专家:5G 新基建赋能工业互联网,助力产业智能升级

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2020-06-24 来源:信息化时代

最近,新基建成为政府民众的热议话题。事实上,早在201812月,中央经济工作会议提出了新基建的概念,把5G、人工智能、工业互联网、物联网定义为“新型基础设施建设”。随后“加强新一代信息基础设施建设”被列入2019年国务院政府工作报告。

 

20203月,中共中央政治局常务委员会召开会议提出,加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。此时,正处于疫情尚不明朗,复产复工之初,国民经济遭受到疫情的冲击。国家着重强调新基建建设,无疑是对全方位振兴经济,构建产业结构化升级是一剂有力的强心针。

 

新基建本质在于以新带旧,加速产业数字化转型

 

相比老基建铁路、公路、机场、水利等基础设施,俗称“铁公鸡”,新基建主要在科技端的基础设施发力。本质是加速产业数字化转型,支撑传统产业向网络化、数字化、智能化方向发展。作为“新基建”的领衔,5G被定调为“经济发展的新动能”。

 

202036日,工信部召开加快5G发展专题会,加快新型基础设施建设。各省也纷纷将新基建纳为本年度重点项目。以山东济南为例,316日,出台了《济南市工业互联网创新发展行动计划(2020-2022年)》,未来三年济南市将每年拿出不少于1亿元财政资金支持工业互联网发展,重点支持10个领域的标杆企业、项目。

 

运营商加大建设投入,5G进入快速建设期

 

中国电信作为5G建设的中坚力量,将投入巨大的资金进行网络建设。3月,随着年度财报的发布,中国电信的5G投资计划已经披露,2020年,我们将在前三个季度建设完成25万个基站,力争在年底完成30万站建设,投入经费不少于453亿。相比20194万站,90亿的资金投入。从三大运营商的整体建设规模和进度来看,数量和资金基本都是在去年的4~5倍。可以说,5G建设引来了迅速发展期。

 

相比于2/3/4G5G让中国走在了世界前沿。无论从标准、专利,还是技术、设备上,中国都处于世界领先水平。而5G面临着产业变革,业界预估,到2025年,5G的建设总投入应该在1.1万亿左右,这一波资金,不仅仅是对设备商,也是对上游的小基站、光模块、射频天线、芯片等基础制造厂商注入新的活力。对带动我国基础产业的研发和生产水平,逐步摆脱欧美强国牵制有重大意义。

 

接入无线化是制造业发展趋势,5G存在真实需求

 

5G赋能工业互联网,从工业自身的角度来看,存在多维的真实需求。

 

首先,从工业自身特点来说,着重在节能、提质、降本、增效环节重点突破。

 

工业制造业是一个品类多、行业广的巨型产业,存在需求多样、模式不定、重资产、技术迭代缓慢等特点。从市场效应分析,市场总值高,但行业利润率低,讲究规模效应,大体量、头部客户对5G拓展意愿较大。当前从落地应用来看,5G工业重点项目在钢铁能源、建材、装备制造、白色家电等行业需求较为强烈。

 

其次,从信息化需求来看,数据融通,柔性化生产是发展趋势。

 

工业面临数字化转型升级,工业互联网是其必经之路。工业互联网的基础在于数据的有效采集和转换融通,信息及数据的不足和孤立是面临的主要问题。此外,柔性化生产驱动生产流无线化,无线化正快速从供应量、仓储场景向制造生产作业流渗透,移动机器人向供应量管理、制造操作、材料与工具管理等核心生产流程渗透。工业细分市场的行业属性,对信息化会有不同的侧重需求,如能耗管理、安全防爆、污染检测、仓储物流等。5G对于以上场景,对于安全有效地数据采集和灵活的数据接入均存在增益,具备相应的解决方案。

 

再次,5G网络成为新的产业变量,具备灵活接入、超高带宽、高可靠等特性。

 

长期以来,无线通信在工业企业都占有一席之地,主要解决工业在移动场景的业务需求问题,例如物流分拣和移动巡检等。其中最重要的终端要素莫过于AGV和移动机器人。

 

5G作为新型的网络接入方式,相比固网光宽,具备接入灵活的特点,更能适配新时代定制化生产的柔性制造的需求。相比WIFI和传统蜂窝网络,5G具备超大带宽,高可靠的特性,对工业生产的稳定性需求能有更好的保障。这里值得指出的是,工业更注重的是节拍和业务的连续性,并不意味的强调苛刻的网络时延,更注重的是网络可靠性和可用性。

 

最后,目前5G的覆盖和应用场景具备一定的特征,集中在基于eMBB的移动性场景。

 

目前,5G相对于有线和WIFI的关系并不是替代,而是对特殊场景的补充和增益,如基于AGVAR终端、机器人、无人驾驶等移动性场景和港口、矿区、山区等光纤不易覆盖户外场景。

 

受限于标准、产业链成熟度、网络连续覆盖等因素影响,5G在当前阶段的主要应用还是基于eMBB特性的移动性场景,例如工业视觉、AGV分拣、AR远程协作,区域内的远程控制、低速自动驾驶等场景。

 

从环节上来看,工业企业存在智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延申几大环节,目前5G主要在网络化协同和服务化延申非核心业务环节进行突破,对于设计、工艺的基础关键环节尚未深入涉及。

 

5G作为网络通道,需要和多方技术共同赋能制造业升级

 

5G作为一种更为出色的网络接入方式,对工业的赋能是基础性的。单就5G网络本身并没有办法直接为工业带来产出和效益。而是需要和边缘计算、人工智能、数字孪生等技术结合,共同为工业行业赋能。

 

图:5G与智能制造应用融合系统解决方案

 

1.        5G网络:利用从无线、传输、到核心网络的确定性网络技术、切片技术可以为智能制造行业提供满足差异化SLA保障的专属网络,满足其对时延、带宽、海量连接的不同需求,同时可以提供独立组网、数据安全等保障。利用自动编排及云网融合实现5G企业专属网络的自定义、自编排及自运营。

 

2.        云边协同:采用云边协同技术,通过边缘网关、边缘控制器、边缘云等边缘节点形态,解决边云多级协同任务问题。基于云边协同的工业互联网架构能有效地处理数据采集、算法训练、数据建模、生产反馈的业务数字化闭环。

 

3.        工业视觉:运用工业视觉检测技术,针对工业生产过程中的残次品检测,一方面可以代替人工节省成本,另一方面可以进行人工不易判断的检测操作,综合提高检测的准确率和效率。

 

4.        数字孪生:通过数字孪生技术,除了在生产环节提升效率、降低成本外,还可在设计环节实现涉及的精准仿真,在数字世界实现最优的设计结果,进而实现设计到生产的0成本试错”。在维护环节通过数据的实施同步反馈,通过模型算法提前实现故障预测,预测性维护等效果。

 

5G面临产业融合,是一个长期工程

 

4G对公众覆盖不同,5G更大的价值在对产业的赋能。5G在产业领域深度融合还存在建设成本高,模组终端选型少,网络定制化难度高,行业理解及改造壁垒等问题。如何通过网络性能的提升,为工业企业带来显性的价值提升,为制造业带来实际收益后,再反哺运营商,形成良性循环,共同来把商业闭环做到落地,这需要工业企业与运营商,乃至整个通信上右下产业链协同,加强交流合作,携手推进才能实现。

 

作者中国电信研究院赵慧杰 

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