以5G技術(shù)為支撐的無(wú)人駕駛集裝箱卡車在河北省唐山港投入試運(yùn)行（11月25日攝）楊世堯攝/本刊
◇工業(yè)是驅(qū)動(dòng)社會(huì)變革的關(guān)鍵動(dòng)力，也是5G兌現(xiàn)期待、發(fā)揮威力的重點(diǎn)領(lǐng)域
◇5G通信具備的三大關(guān)鍵能力，構(gòu)建了工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主陣地
“效果比預(yù)想的好得多，企業(yè)考慮全部車間都用5G升級(jí)換代?！闭憬才R門(mén)家具股份有限公司首席信息官費(fèi)鐘海告訴《瞭望》新聞周刊記者，5G帶來(lái)車間效能革命：?jiǎn)闻_(tái)機(jī)床布線成本從3000元左右降到1000元以下，設(shè)備綜合效率提升超過(guò)20%，產(chǎn)品質(zhì)量合格率提高11%。作為典型的傳統(tǒng)行業(yè)，喜臨門(mén)家具敞開(kāi)大門(mén)擁抱5G，大大提升產(chǎn)品能級(jí)。
記者在浙江省工業(yè)重鎮(zhèn)紹興等多地采訪了解到，“5G+工業(yè)”變革效應(yīng)初顯，但整體尚在試探起步。
中國(guó)信息通信研究院副院長(zhǎng)王志勤介紹，我國(guó)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用類型已經(jīng)超過(guò)20種，重點(diǎn)聚焦工業(yè)制造、能源電網(wǎng)、智慧港口等領(lǐng)域。在機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所副總工程師劉丹看來(lái)，通信技術(shù)十年一個(gè)周期驅(qū)動(dòng)國(guó)家產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力重新洗牌。目前5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)從消費(fèi)擴(kuò)展到工業(yè)，將驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)大變革。
工業(yè)重鎮(zhèn)5G初體驗(yàn)
以往，車間信息傳輸基于有線局域網(wǎng)，類似地面交通：線路龐雜無(wú)序，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢，智能化生產(chǎn)系統(tǒng)效果打折、變成“雞肋”。
如今，5G車間信息傳輸走“空中航線”：絎縫機(jī)、彈簧機(jī)、粘膠機(jī)等新舊設(shè)備連上5G，企業(yè)SCADA系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)）變得有效可靠：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)流程、采集數(shù)據(jù)，防止工件堆積，敏捷控制設(shè)備，大幅降低因控制信號(hào)中斷導(dǎo)致設(shè)備損壞、生產(chǎn)事故的概率。
除了看得見(jiàn)的外觀上的改變，更重要的是內(nèi)核效能的提升。在紹興柯橋某機(jī)器人生產(chǎn)公司，記者看到，上位管理平臺(tái)下發(fā)移動(dòng)和控制指令，3公里外的機(jī)器人按照指令進(jìn)行設(shè)備移動(dòng)、操縱、投料、關(guān)閉等操作。
以往該公司生產(chǎn)的機(jī)器人AGV小車（無(wú)人搬運(yùn)車）和機(jī)械臂，在運(yùn)維方面需要花費(fèi)大量人力和物力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)測(cè)。紹興移動(dòng)公司為其提供5G遠(yuǎn)程運(yùn)維方案后，通過(guò)專用網(wǎng)關(guān)進(jìn)行公司總部?jī)?nèi)網(wǎng)及VPN隧道轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程配置及操控。同樣的方案，也應(yīng)用到廠區(qū)內(nèi)部AGV倉(cāng)儲(chǔ)、焊接車間、生產(chǎn)車間等，實(shí)現(xiàn)無(wú)線化設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，節(jié)省有線布線成本，解決信號(hào)干擾問(wèn)題。
公司技術(shù)經(jīng)理金海松介紹，今后銷售的每臺(tái)機(jī)器人，均會(huì)安裝5G通信模塊，以后不管它們?cè)谀睦?，只要?G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，公司的工程師就能隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的運(yùn)維服務(wù)，這讓公司的工程技術(shù)人員在生產(chǎn)基地遠(yuǎn)程即可服務(wù)遍及全國(guó)各地的工業(yè)機(jī)器人，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理與運(yùn)維服務(wù)。5G遠(yuǎn)程售后替代傳統(tǒng)的上門(mén)服務(wù)，預(yù)計(jì)每年能為公司節(jié)省100萬(wàn)元以上的運(yùn)維成本。
作為浙江省工業(yè)重鎮(zhèn)，紹興第二產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值超過(guò)2600億元，化工、裝備制造、紡織等產(chǎn)業(yè)集聚。探索5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，正成為紹興工業(yè)提質(zhì)增效的重要機(jī)遇。
結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)特征，紹興移動(dòng)公司以車間生產(chǎn)效能、物品流通管控、廢氣廢水監(jiān)測(cè)、產(chǎn)品售后服務(wù)等為切入口，積極探索5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)與有關(guān)行業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)合展開(kāi)32個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目，涉及印染、化工、紡織、家具、家電、醫(yī)藥等，其中多個(gè)項(xiàng)目為行業(yè)首例。
5G通信“低時(shí)延”，尤其適用于精細(xì)化工行業(yè)安全生產(chǎn)。閏土股份主要生產(chǎn)化工中間體、紡織印染助劑、保險(xiǎn)粉等，是國(guó)家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)、全球第二大燃料公司。企業(yè)與紹興移動(dòng)公司、中國(guó)移動(dòng)上海產(chǎn)業(yè)研究院反復(fù)測(cè)驗(yàn)，車間DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)連接，儀表電器、環(huán)境監(jiān)測(cè)、消防預(yù)警等設(shè)備與生產(chǎn)決策系統(tǒng)聯(lián)通的靈敏度明顯提升。
閏土股份副總經(jīng)理徐軍介紹，5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用后，通信數(shù)據(jù)時(shí)延約為15毫秒，企業(yè)生產(chǎn)因此直接受益，故障率下降36%以上，排障時(shí)間下降52%。
“5G+工業(yè)”恰逢其時(shí)
當(dāng)前我國(guó)制造業(yè)向著網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向加速邁進(jìn)，現(xiàn)有連接技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足智能工廠日益增長(zhǎng)的低時(shí)延、大數(shù)據(jù)、高同步精度、高穩(wěn)定性的需求，“5G+工業(yè)”恰逢其時(shí)。
“超大連接、超高速率、超低時(shí)延，5G通信具備的三大關(guān)鍵能力，構(gòu)建了工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主陣地。”中國(guó)移動(dòng)紹興分公司總經(jīng)理熊宙實(shí)表示，5G為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供10G以上的峰值速率、毫秒級(jí)的傳輸時(shí)延、千億級(jí)的連接能力和納秒級(jí)的高同步精度，是人機(jī)深度交互、萬(wàn)物廣泛互聯(lián)的關(guān)鍵支撐。
記者在浙江、江蘇、湖北等地走訪看到，5G網(wǎng)絡(luò)有力支撐智能生產(chǎn)、精細(xì)作業(yè)，高效銜接管理和生產(chǎn)，且能覆蓋家具、裝備制造、化工、機(jī)器人等多類型企業(yè)，驅(qū)動(dòng)工廠車間“減負(fù)增效”，展現(xiàn)較大的應(yīng)用潛力。
中國(guó)電信與汽車、家電、鋼鐵、裝備制造等領(lǐng)域企業(yè)聯(lián)手打造300多個(gè)5G應(yīng)用案例，其中與中建鋼構(gòu)聯(lián)合，通過(guò)“5G+工業(yè)PON”采集生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)+AI”優(yōu)化生產(chǎn)工藝，“5G+天翼云+視頻AI”構(gòu)建智慧工廠立體停車庫(kù)，綜合解決企業(yè)數(shù)據(jù)采集困難、生產(chǎn)方式傳統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)管理粗放等痛點(diǎn)。
劉丹認(rèn)為，通信技術(shù)從2G到5G，大概十年一個(gè)周期，能驅(qū)動(dòng)國(guó)家產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力重新洗牌。目前，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)從消費(fèi)擴(kuò)展到工業(yè)，將推動(dòng)無(wú)人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智能制造等產(chǎn)業(yè)興起。
倒逼5G產(chǎn)業(yè)生態(tài)加速形成
有關(guān)專家認(rèn)為，目前我國(guó)5G商用主要聚焦于消費(fèi)端，以手機(jī)承載主要應(yīng)用場(chǎng)景，而在工業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)變革效應(yīng)則需時(shí)日，大量配套仍需加速。
一方面，5G公共網(wǎng)絡(luò)是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，需提前一步布局。受訪者認(rèn)為，5G時(shí)代工業(yè)生產(chǎn)更依賴公共網(wǎng)絡(luò)，看重穩(wěn)定性。而5G網(wǎng)絡(luò)頻率高、衰減快，室外基站與室內(nèi)設(shè)備搭配才能確保網(wǎng)絡(luò)覆蓋面和質(zhì)量，其前期建設(shè)和維護(hù)成本整體較高，需要政府和運(yùn)營(yíng)商加強(qiáng)協(xié)作，加快規(guī)劃布局。
同時(shí)，隨著5G布局的推進(jìn)、換機(jī)潮來(lái)臨，芯片、射頻器件、終端天線、光學(xué)元件、傳感器、面板等產(chǎn)品需求猛增，對(duì)電子制造裝備、檢測(cè)設(shè)備、激光加工設(shè)備、模組設(shè)備等提出升級(jí)改造需求，但欠缺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。
比如工業(yè)模組，熊宙實(shí)認(rèn)為，直接插到機(jī)器上就能幫助聯(lián)網(wǎng)的5G通信模組，現(xiàn)在還只是起步階段。記者了解到，5G應(yīng)用初期，模組開(kāi)發(fā)成本較高，設(shè)備開(kāi)模成本超過(guò)20萬(wàn)元，通訊運(yùn)營(yíng)商和工業(yè)企業(yè)都難以承擔(dān)。按照產(chǎn)業(yè)化脈絡(luò)，企業(yè)會(huì)首先聚焦消費(fèi)端，通過(guò)5G手機(jī)量產(chǎn)銷售、降低芯片成本，此后再研發(fā)工業(yè)批量使用的模組。
工信部賽迪智庫(kù)電子信息研究所認(rèn)為，5G行業(yè)級(jí)應(yīng)用開(kāi)發(fā)，需要基于適應(yīng)5G新應(yīng)用特性的軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)雛形。在基礎(chǔ)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)方面，傳統(tǒng)基于宏內(nèi)核的主流操作系統(tǒng)不能滿足5G多場(chǎng)景、多業(yè)務(wù)連接類型的新特性，不能滿足5G高效的軟件調(diào)配以及系統(tǒng)安全要求。
“5G+工業(yè)”對(duì)電磁屏蔽材料提出更高需求。專家介紹，高頻率的引入、硬件零部件的升級(jí)、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及天線數(shù)量的成倍增長(zhǎng)，使得車間電磁輻射，以及設(shè)備內(nèi)部、設(shè)備與設(shè)備之間的電磁干擾明顯增強(qiáng)，電磁屏蔽材料的作用凸顯，目前該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)開(kāi)啟。
在應(yīng)用中倒逼5G產(chǎn)業(yè)生態(tài)加速形成。受訪者表示，不少企業(yè)因?yàn)槿狈α私舛嬗薪鋫湫?，不愿將生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳公共平臺(tái)，或者對(duì)5G抱著觀望心態(tài)。建議政府引導(dǎo)行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)帶頭，加快試點(diǎn)應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)，引領(lǐng)全產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力整體提升。
（采寫(xiě)記者：方問(wèn)禹王賢趙久龍向定杰丁怡全）
