5G时代的工业互联网创新应用

郭兆晖

今年3月初，国家正式定调“新基建”，工业互联网成为其重要方向之一。通过发展工业互联网推动制造业转型升级，已成为政府、企业、研究机构等各方的共识。随着“新基建”的推进，新一代信息通信技术与工业经济深度融合将催生更多新应用与新业态，不断变革传统工业场景与形态。

“新基建”部署，5G与工业互联网加速融合

当前，全球正处于新一轮科技革命和产业变革之中，我国工业经济积极向数字经济转变，新型基础设施建设方兴未艾。今年上半年，在抗击疫情、推动复工复产的关键时刻，我国各方密集部署“新基建”，这对于稳定经济增长、推动发展方式转变、實现经济高质量发展具有重要意义。

随着5G的到来，移动互联网的技术与应用从消费互联网转至产业互联网，将对第二产业即工业产生巨大的变革。5G开启了万物互联的数字化新时代，而工业互联网迫切需要具有高速率、低时延、高可靠、广连接的网络环境，5G推出恰逢其时，将为工业互联网发展提供理想环境，也为未来工业带来无限想象空间。

随着“新基建”推进，新一代信息通信技术与工业经济深度融合将催生更多新应用与新业态，不断变革传统工业场景与形态。

智慧赋能，工业互联网创新应用涌现

工业与通信在工业经济时代是平行关系，而在5G时代，5G与工业互联网正走向“完美”对接，形成很多工业互联网创新应用，包括制造业、矿业、能源、化工、港口、机械、船舶、飞机、电力等行业和领域，成为工业场景变革的动能与引擎，大力助推产业转型升级。

智慧工厂：实现全自动化生产，助力产业转型升级 

5G时代的工业互联网创新应用主要以智能制造为主攻方向，其高速率、低时延、高可靠、广连接的网络环境，帮助企业通过工业互联网提升其数字化、网络化、智能化能力，从而真正实现智能制造。

海尔COSMOPlat作为“双跨”工业互联网平台，通过“5G+智能制造”解决方案的落地，实现5G机器视觉云化、5G+AR远程运维指导及5G智能设备管控等应用，实现了企业全自动化生产和远程管控。比如在海尔冰箱互联工厂，在业界首次实现工业制造环境下云化机器视觉系统与5G+边缘计算的结合，该系统让企业实现生产环境下门缝检测、OCR识别等应用场景，依靠5G的高速率特性，满足海量数据采集的要求，可以短时间内跨多个工厂，将数据汇聚到边缘云，完成深度学习和自优化，提高了产品检测的准确度，有力保证了产品的质量。未来还可复制及应用到智慧物流、智慧园区及智慧家庭等领域，成为赋能跨领域、跨平台、跨产业的工业互联网解决方案。

富士康工业互联网平台以核心制造为基础+“雾小脑”（FogAI）+富士康工具机云+富士康云平台+工业APP，深圳龙华工厂作为“关灯工厂”，其对内外网进行了5G覆盖，部署12类“雾小脑”工业应用，直接提高了生产效率和智能化管理水平。

在5G网络环境下，富士康依托工业互联网平台，大量移动机器人依赖边缘视觉导航和远程视频监控，将机械手臂和机台进行精准快速对接，精加工车间对刀具磨损通过8K超高清工业摄像机进行监测及传送……在5G的环境下，工业互联网的创新应用，让富士康工厂实现全程智能化、自动化生产，也引导整个产业的转型。

今年疫情发生以来，浪潮通过工业互联网平台iGO采购云，为多家企业提供了线上采购、招投标、比价竞价、金融等服务。上海建工基于浪潮工业互联网平台搭建了专属电子商务平台，通过平台使得交易额突破1000亿元。得高家居通过浪潮工业互联网平台搭建的营销协同管理平台，业务处理时长缩短近70%，将平台与线上直播相结合并开展营销，实现平稳经营。

疫情期间，数字化、智能化水平越高的工厂，复产复工的进度和效率越高。经历疫情，让包括制造企业在内的所有传统行业企业认识到：数字化转型不再是“可选项”而是“必选项”，工业互联网已经成为数字化转型的重要抓手和捷径。

智慧矿山：打造无人矿山，促进安全生产

矿业的地位举足轻重，但是传统开采方式存在很多弊端，特别是开采方式，无论露天开采还是地下开采，都有很大安全隐患。5G时代，依托工业互联网打造智慧矿业，可有效提升矿业的生产效率、盈利水平以及安全管理水平。

包钢作为世界上最大的稀土工业基地和钢铁工业基地，以5G与工业互联网部署智慧矿山，实现了三个层面的创新应用：一是无人驾驶，包括矿车的无人驾驶、编组作业和采矿设备无人操作等，提升了生产效率和安全水平。二是，无人机测绘。通过无人机高清测绘，分析地理数据，助力开采安排，优化采矿管理，防止出现滑坡等安全事故。三是调度系统。基于上述两个系统传送数据，对整个生产调度系统、作业流程进行优化。矿业的工业互联网应用对时延性要求非常高，以往很多远程监测和遥控场景需要通过有线网络实现，但是由于矿山地理环境复杂，并有大量移动设备和转动部件，有线传输具有很大的限制因素。而5G时代，通过5G移动网络可以实现远程控制、监测和数据传输，大幅释放工业互联网平台的智能管理能力，优化整个矿业生产管理流程。

山西霍煤庞庞塔矿井，借力5G+工业互联网布局，由“一张网、两中心、三平台和四应用”组成的智慧矿山，实现井上、井下的智能化操控及无人化值守，让矿产采掘变得更高效更安全。这其中包括传送带集控、无人值守;供排水实时监测、排水系统智能化控制;井下配电室无人值守;机房硐室无人值守，设备远程统一监控、启动等。通过全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制，可以及时监测开采，识别危险因素，实时分析隐患并及时发现处置;在井上，建设了智能调度指挥中心，实现指挥中心大厅全局态势感知和统一资源调度等功能。

在国外，智慧矿山、无人矿山也正在快速发展，比如矿业巨头力拓集团在这个方面已经较为领先，其可以通过远程控制中心，遥控1000公里以外的铁矿石产区，实现各种自动化操作，包括无人卡车、无人火车和无人钻机等。对于国内外来说，智慧矿业未来都是一个重要的发展趋势。

智慧港口：打造全自动化码头，优化港口运营管理

随着经济全球化不断推进，港口不仅是物流运输的中转中心、配送中心和仓储中心，而且成为区域腹地经济发展和对外开放的重要依托。通过5G与工业互联网应用，可以促进港口运营管理提质增效。

青岛港全自动化码头是工业互联网在港口场景的应用典范。在5G网络下通过工业互联网，实现岸桥、轨道吊自动控制操作、抓取和运输集装箱及高清视频大数据回传等应用，码头作业全流程智能调度和自动化现场无人化作业，实时设备监测，预判设备故障，进行预测性维护以及实现一站式港口服务。疫情期间，自动化码头的无人化、零接触、高可靠的优势更为凸显。这些都让港口运营实现提质增效，提升了管理水平，有效降低了运营成本。

目前，在5G的加持下，工业互联网正在越来越广泛地应用到各个行业，与各个细分行业进行深度融合，为产业发展提供全要素、全产业链、全价值链的优化与提升，为各行各业发展赋能。

实施四大转换及统筹四个高质量发展

在“新基建”背景下，5G与工业互联网的对接与融合将成为发展引擎，在更广阔、更有价值的产业领域起到产业拉动作用。

5G时代的工业互联网创新发展，物联网是基础，数据是要素，算法是核心，生态系统是平台，安全是保障，改革是要务。但是当前，发展工业互联网仍存在限制因素，包括网络覆盖范围、设备连接能力、数据采集方案完整性、工业APP数量、系统解决方案水平、基础技术水平、生态构建能力、安全保障能力等，仍有很多挑战亟待解决。

未来建议加快实施四大转换及统筹四个高质量发展。四大转换包括新旧动能转换、从要素驱动向数字驱动转换、从结构转型向创新转型转换、工业互联网从低端向高端转换。统筹四个高质量发展包括工业互联网从数量型增长向高质量发展;数据要从散、乱、杂的数量型增长向集成、精准、系统的高质量发展;知识产权从数量型增长向高质量发展;产业人才从数量型增长向高质量发展。

总之，“新基建”是经济社会发展的关键支撑，5G与工业互联网双引擎将积极地驱动数字产业发展，推动传统产业数字化转型以及变革工业应用场景与产业形态。