專家詳解:5G+工業互聯網融合,還需要突破哪些瓶頸?

10月末中國正式進入5G商用時代,與其高頻率捆綁出現的不再是2C消費端市場聲音,而是2B端市場成為5G的主戰場,尤其是在工業互聯網領域。


“未來80%的5G應用場景的會在工業互聯網領域。”工信部部長苗圩表示。


中國工業互聯網市場規模總量達到5358.9億元,同比增長13.8%,而中國工業互聯網市場未來三年將以14.1%的年均複合增長率穩定增長。到2021年,中國工業互聯網市場規模將達到7960.4億元。

——賽迪顧問《2018年工業互聯網市場數據》

雖然工業互聯網市場規模在逐年上升,但5G標準尚未成熟,網絡建設仍在推進當中,殺手級應用也未形成,工業製造業對於5G網絡安全、可用性、提供保證的服務質量還保持懷疑的態度。


近日,工信部正式對外發布《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》,該《方案》的印發表示工業互聯網已成為5G發展的優先方向之一,並擁有專屬的推進工程,對於5G和工業互聯網發展都是利好的消息。


其中,《方案》明確提出五項發展目標:


專家詳解:5G+工業互聯網融合,還需要突破哪些瓶頸?


那麼為了實現《方案》提出的五項目標,5G與工業互聯網應該怎麼融合?挑戰有哪些?應該怎麼解決?未來5G與工業互聯網的商用模式是什麼?應該如何有效的推動《方案》的執行?日前,賽迪顧問副總裁董凱與賽迪智庫無線電管理研究所副所長彭健接受了《通信產業報》(網)&《工業互聯網世界》記者採訪。


彭健表示,《方案》的印發有利於我國5G在建設的同時能夠加快在製造業中的融合應用突破,實現5G在具體垂直行業的規模應用。


此外,董凱也指出,《方案》的印發將加速5G與工業互聯網的深度融合。


雙向促進推動5G工業互聯網發展


5G與工業互聯網的融合創新發展,將推動製造業從單點、局部的信息技術應用向數字化、網絡化和智能化轉變,也為5G開闢更為廣闊的市場空間。


彭健告訴記者,要從5G和工業互聯網兩個角度來看這個《方案》。對於5G,我國已正式開始商用,業界普遍認為5G的價值挖掘重點在2B市場,各地都在積極探索5G在垂直行業的應用,目前來看工業互聯網是5G的一大應用場景,並且國內的試點示範已取得一定成果;對於工業互聯網,5G能夠全面賦能,如5G的高傳輸速率、超高可靠、超低時延的網絡特性,能夠在部分場景替代有線網絡,賦予工廠內設備更高的空間自由,從而節約線路的成本更可以節省線路安裝的成本。另外,5G與AI、VR/AR、邊緣計算等信息技術結合,可以衍生出雲端機器人任務、遠程操控、資產跟蹤等一系列新的應用。

專家詳解:5G+工業互聯網融合,還需要突破哪些瓶頸?


此外,彭健還表示,《方案》的實施可以使得“5G+工業互聯網”加速從技術標準、產品研發、創新支撐、規模應用等多方面突破,形成5G與工業互聯網之間雙促進和雙推動的良好局面。


董凱認為,隨著5G時代的到來,5G將成為工業互聯網領域的重要支撐,二者的深度融合將解決工業企業建設條件受限,建設、運營及使用成本高等一系列問題,催生全新的工業生態體系。


雖然當前國內5G已經正式商用,但在今年,多位GSMA未來網絡專家曾多次在行業峰會上提醒業界,雖然5G備受關注,但直到2025年,4G依然佔據最大份額。


針對這一現象,彭健表示,首先,4G與5G一定是長期共存的,這個時間可能持續5年甚至10年。一方面,4G網絡本身能夠滿足大部分消費者的現實需求;另一方面,5G建設週期比較長,網絡在大範圍連續覆蓋需要較長時間。此外,5G與垂直行業的融合應用創新仍然需要時間探索。在我國大力發展5G和工業互聯網的背景下,為5G+工業互聯網的融合快速發展奠定了堅實的基礎,相信隨著《方案》的印發和實施,5G+工業互聯網將迎來發展快車道。


“我們應該首先明確,5G與工業互聯網融合是大勢所趨,是未來我國工業轉型升級的重要路徑,”董凱表示。


5G+工業互聯網融合多項瓶頸需突破


雖然5G工業互聯網兩者融合可以有效推動製造業高質量發展,但兩者融合還存在多項壁壘,《方案》中對於網絡關鍵技術產業能力、創新應用能力、資源供給能力提出具體的要求,針對目前這三項能力建設進展及存在的瓶頸董凱也給出詳細解讀。

董凱表示,在網絡關鍵技術產業能力建設方面,隨著工業互聯網和工業的融合,傳統的物理安全隔離手段已難以為工業全產業鏈抵禦外部攻擊,網絡安全問題成為阻礙工業企業發展的瓶頸之一。


未來隨著各類工業軟件、工業網關、工業控制器、傳感器的大面積應用,如何實現共創共享,網絡信息安全企業、政府部門、運營商互相形成大數據協同,從根本的網絡架構和網絡配置出發,提供網絡安全解決方案,幫助企業提升工業互聯網的安全防禦,這些都是5G+工業互聯網亟待解決的發展瓶頸。


專家詳解:5G+工業互聯網融合,還需要突破哪些瓶頸?


創新應用能力建設方面,目前我國企業創新應用積極性很強,企業上雲上平臺建設也進行的如火如荼。同時,國家政策的大力扶持和推動,也給了業界很大信心。但是創新應用能力建設方面依然面臨很多挑戰。董凱表示主要表現在三方面:


一是系統管理複雜性增加問題。5G+工業互聯網的融合,使得企業實際生產過程與各種業務管理系統網絡協同之後,系統整體更加複雜化,對其進行管理將更困難。


二是企業增量存量調整問題。目前我國很多企業尚處於由工業2.0向工業3.0過渡的階段,生產設備及產線很多還沒有完成數字化改造,在利用5G改造工業之前需要完成裝備和生產線的數字化,這就導致了再投入成本問題,既對5G與工業互聯網的投資未能與優化存量資產結合起來,短期內看不到增值增效,這一定程度上阻礙了企業的5G+工業互聯網創新發展。


三是專網的不確定性問題。5G進入垂直行業市場,理論上專網優於公網,但專網未來在面對公共安全、應急指揮、鐵路或地鐵信號調度等對於安全性要求極高的行業能否完全勝任還是未知之數。


此外,專網設備供應商曾表示未來若想真正發展5G專網,需要從系統、架構、平臺、終端、應用等方面進行全方位改造,目前行業還沒有找到新的5G應用構架。


資源供給能力建設方面,我們亟需培養一批“既懂5G又懂工業”的解決方案供應商,為需要進行5G+工業互聯網融合的企業提供優化方案分析為切入點進行深入挖掘,幫助企業提高生產效率,實現降本增效。


此外,董凱還表示,現場總線和工業以太網技術是工業自動化的熱門技術。近年來已在製造業企業中普遍應用,5G與工業互聯網的引入將大大增強現場總線的功能,兩者的相互融合將成為製造業企業未來的應用趨勢。


那麼,5G與工業互聯網的引入與現有技術之間如何融合發展,工業通信網絡與5G如何結合,如何降低改建成本,提高使用效率,將很大程度上決定5G與工業互聯網在工業場景大規模商用的速度。


商業模式的重頭戲在B端


隨著5G的商用和普及,工業互聯網的加速推動,5G+工業互聯網必將在AI、雲計算、大數據等新一代信息技術的助力下加速融合應用,同時也將衍生出更多的應用場景。


董凱對記者說道,目前我國已經形成了數百項工業互聯網典型應用案例,覆蓋製造業的各主要門類和場景。5G和工業互聯網融合應用類型也已多達20種以上,在製造業領域,主要以信息採集、遠程控制、視頻監控、產品質量檢測為主。同時,他還表示,數字孿生、AR/VR輔助操作、超高清視覺檢測等也是5G與工業互聯網融合帶來的應用場景。


彭健也表示,5G滿足了工業互聯網領域的業務需求,成為助力工業互聯網發展的新一代信息網絡基礎設施,當前已經在工業智能傳感器、AGV自動導航、5G+AR輔助裝配合專家協助、工業遠程控制、資產跟蹤、設備預測性維護、生產設備實時監控、雲端機器人等場景得到應用。


除了對當前5G+工業互聯網的應用場景給出解答,董凱和彭健對於未來兩者融合將帶來的商用模式也提出自己的看法。


董凱認為,從2G、3G到4G,運營商做的2C模式,比較簡單也比較成功。但是到了5G,重頭戲應該放在行業模式上,特別是在製造業領域的2B商業模式上,通過在工廠內佈置5G網絡,實現設備無線數據通信和大規模數據傳輸的新一代工廠生產模式。


此外,電信運營商的觀念和運營模式也要根據5G在工業領域市場多樣化的需求以及新型架構的發展而改變,幫助製造業企業建立依託“5G+工業互聯網”轉型升級的鏈接策略,確定5G在製造工廠的適當實施模式、與5G生態系統密切合作,可以預見,在5G+工業互聯網的支撐下,裝備製造業向智能製造轉型升級的步伐將加快。


彭健表示,我們首先要明確,5G用於工廠內,企業可以有兩種選擇,一種是自建私有的5G專網,另一種則是使用基礎電信企業提供的5G網絡切片。對於前者,需要使用專用的頻譜,目前我國還未正式規劃和分配該頻譜。如果將來有了專用頻譜,那麼企業自建5G專網,其商業收益和商業模式將與基礎電信企業無關。對於後者,需要鼓勵基礎電信企業與工業互聯網企業以及產業鏈相關主題共同探索新的商業模式,根據工業互聯網企業不同細分場景下的實際需求,針對時延、速率、可靠性等具體性能指標,建立多量綱的計費模型和個性化的商業模式,在滿足工業互聯網企業需求的同時,提升基礎電信企業的收入,進而在5G網絡建設和應用中形成可持續的正向激勵。

三方面有效推動《方案》實施

雖然當前5G與工業互聯網融合創新仍處於起步期,產業基礎有待進一步夯實,路徑模式有待進一步探索,發展環境有待進一步完善。但官學產研多方都在積極推動兩者融合發展。《方案》的發佈將高質量推進5G與工業互聯網融合創新。對於推進該《方案》的順利實施,兩位專家分別給出建議。


彭健建議出臺《方案》實施的配套政策措施。

董凱則表示,要想保障《方案》有質量高效的實施,可以從三個方面推進,一是遴選適合5G推廣應用的開放式製造行業及適用性高的製造場景進行重點推廣,加速5G、工業互聯網等新一代信息技術與製造業的深度融合;二是著重培養一批“既懂5G又懂工業”的解決方案供應商,搭建電信運營商與製造企業之間的橋樑,切實為企業提供解決方案,幫助企業解決轉型升級中遇到的問題;三是在工業製造領域重點研究5G+TSN(時間敏感網絡)的結合應用,使5G網絡與TSN互通,滿足部分工業設備生產過程中需達到微秒級精準同步的需求,有助於5G的潛力擴展到更廣闊的領域,更好的滿足工業領域的OT和IT需求。


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