文/唐志强 查笑梅(安徽省工业和信息化研究院)
5G 是当下通信技术发展的重要方向,工业互联网是新一代工业革命的关键支撑技术,两者同为推动经济社会数字化转型的重要驱动力,亦是“新基建”的重要内容。当前,安徽省大力推动5G 和工业互联网融合发展,“5G+工业互联网”在各行业应用日趋广泛,两者融合产生的倍增效应正加速释放。
5G 大连接、高速率、低延时的特性满足海量工业数据采集、处理、控制需求,工业互联网是“数字产业化、产业数字化”的基础载体和转换器。“5G+工业互联网”将加速产业向数字化、智能化、网络化方向发展,推动社会生产全要素、全产业链、全价值链重构升级,最终实现产业数字化转型。
横向上看,“5G+工业互联网”可应用于装备制造、家电、冶金、建材、汽车等安徽省重点产业,实现无人工厂、智能家居、智能制造、车联网等场景落地;纵向上看,“5G+工业互联网”将加速信息技术、数据技术、通信技术在应用领域整合,推动5G 芯片和新型显示等产品大规模应用,具有牵引生态圈产业发展的乘法效应。
制造强省,强在“智造”。当前安徽省新兴产业蓬勃发展,但传统产业仍占较大比重。推动“5G+工业互联网”对传统产业改造升级具有重要意义,有助于全方位提升生产效率, 形成智能化程度更高的制造体系,开创新兴产业“盆景变风景”、传统产业“老树发新芽”的发展局面,显著增强安徽产业整体竞争力。
“5G+工业互联网”细分领域和关联产业较多,按实施阶段和具体场景可分为上游基础链、中游核心链、下游应用链。基础链主要包括:无线设备、传输设备和终端设备及其关键核心部件,如天线、射频器件、基带芯片、电源管理芯片、光纤、光电通讯模块、PCB 基板、新型显示屏等。核心链主要包括:以5G 通讯、SDN/NFV 解决方案、IDC 数据中心、云计算、人工智能、区块链等为代表的通信网络、算力、新技术三大基础设施。应用链主要包括:工业视觉检测、工业AR/VR、无线自动化控制、云化机器人、物流跟踪、远程操纵、设备定位、数据采集等应用场景。
一是应用实施有基础。安徽省深入实施“5G+工业互联网”已有坚实基础:信息化建设卓有成效,制造业企业信息化程度总体较高,两化融合指数连续多年位列全国第一方阵;智能工厂、数字化车间工作扎实推进,造就了众多数字化、网络化、智能化标杆企业;数字经济快速发展,涌现出一批优秀的企业级、行业级工业互联网(云)平台、工业APP和解决方案提供商。
二是场景落地有需求。安徽省制造业门类齐全,以奇瑞、江淮、中鼎为代表的汽车及零部件产业,以京东方、维信诺、彩虹为代表的新型显示产业,以格力、美的、长虹美菱为代表的家电产业和以海螺水泥、铜陵有色、宝武马钢、安庆石化为代表的原材料产业为“5G+工业互联网”提供了丰富的应用场景。此外,冶金、建材等原材料产业面临节能减排、绿色发展、安全生产的现实压力,利用“5G+工业互联网”技术进行改造提升、实现产业转型升级的需求较为旺盛。
三是底层支撑有保障。“5G+工业互联网”大厦的地基在于基础链硬件。当前,以芯纪元工业级DSP 数字信号处理器,华东光电集成器件研究所MEMS 智能传感器,中电科38 所、云塔、矽芯、川海、东芯通信等通讯用天线、滤波器、射频、基带芯片产品,裕芯、富芯、安芯等功率器件和电源管理芯片,芯海、格易集成等工业MCU 和模拟芯片,威正光电、宝达精密电路PCB 印制电路板为代表的安徽省集成电路产品,基本涵盖了“5G+工业互联网”应用中数据采集、处理、传输、控制各环节所需基础硬件。
一是应用场景的深度和广度仍需拓展。当前安徽省5G 与工业互联网融合发展正加速推进,已有一些较为优秀的应用案例,如优质采科技工业企业智慧供应链云平台、山鹰国际造纸MES 项目、合肥长安汽车基于数据与运营管理的可视化智能制造工业互联网平台、长虹美菱基于产研销一体化的供应链协同管理工业互联网平台等,但这些案例一般都聚焦在企业生产经营的某一个特定环节,且大多未与5G 技术融合。受限于专业性和知识难度,整合多个环节的完整解决方案尚未出现。
二是行业数据采集标准尚未出台。“5G+工业互联网”的深入实施离不开工业数据采集,现行解决方案的数据多是企业针对存在的具体问题或个体对行业的理解按需采集的。即使是同类数据,采集后的编码标识也“因企而异”,不具备跨企业、跨行业应用的条件,致使优秀方案沦为“个案”,无法复制推广。
三是跨行业的数据采集终端存在空白。汇集工业数据需要安全、可靠、低耗的边缘层采集终端,不同行业的关键核心数据由于制造方式、生产流程和工艺要求的迥异而千差万别,甚至采集同种数据也因环境和用途的不同而对数据采集终端性能的要求大相径庭。“一个企业一类终端,一台设备一类终端”的现象较为普遍,不同终端的通信协议、接口标准、采集精度、数据种类存在差异,不能实现数据跨设备、跨行业互联互通,更无法实现全要素、全产业链、全价值链的资源整合、重构升级。
安徽省应在现有基础上加快推动5G 和工业互联网在更广范围、更高水平、更深层次融合发展,进一步释放其巨大应用潜力。
以安徽省重点产业、重点企业为基本点,对重点产业应用“5G+工业互联网”存在的共性问题和重点企业实施“5G+工业互联网”存在的个性问题分级分类,探索具体解决方案(包括软硬件产品),梳理安徽省针对具体解决方案可以提供的服务和产品,形成“5G+工业互联网”需求方和供应商资源池,建立分级分类解决方案库,通过促进供需对接推动“5G+工业互联网”生态圈快速发展。
围绕解决方案库中共性需求度高的终端设备,联合省内企业资源开展技术攻关。依托中电科集团在通信和数字信号处理领域的优势,开发可应用于极端恶劣工况、应用范围广、安全可靠的5G 射频器件、基带芯片、工业级MCU、MEMS 传感器等,实现终端设备一芯通用,并在智能工厂、数字化车间、首台套重大装备和生产线技术改造升级中推广应用,为统一数据采集实现要素联通奠定硬件基础。
针对“5G+工业互联网”应用过程中存在数据采集、工控安全标准缺失的问题,开展标识解析和安全管理标准规范工作,建立标准化工作组,以冶金、建材等安徽省重点产业为突破口,统一产业数据获取、标识、传输、应用、存储、共享、安全等方面标准并发布技术规范,夯实“5G+工业互联网”与具体产业结合应用的基础,补齐标准滞后的短板。