5G让制造业有了“无线”可能

文｜郝晓明

传统工业企业，转型升级颇受关注。搭上5G 这班快车，加速“数字化”到“智慧化”进程，让传统工业企业与工业互联网技术融合碰撞，在新时代焕发出无限生机。工业互联网是信息领域与物理制造领域的深度融合，被视为5G 的核心应用领域。当5G 进入规模部署阶段，工业则是其中最重要的应用领域之一。记者与全国工业过程测量和控制标准化技术委员会主任、“网络化控制系统”国家地方联合工程研究中心主任、中国科学院沈阳自动化研究所所长于海斌，畅谈5G 时代制造业面临的机遇与挑战。

“工业领域的智能生产需要提升柔性、灵活性、资源效率和产品质量，而5G 与工业自动化的深度融合，可以提升网络连接力和稳定性，打造未来工业连接新架构，支撑未来全连接智慧工厂建设。”身处东北老工业基地辽宁，于海斌对工业互联技术在传统工业企业的应用有着深刻理解。

“自主”与“智能”是关键

一项革命性技术的成熟，需要技术和应用场景的多轮迭代和不断创新，同时也不乏争议。制造业希望通过工业互联网实现自动化，但大量工业制造知识亟待挖掘。于海斌说，工业互联网不仅是一张网，更是互联的工业系统。工业系统则由信息网络支撑的互联智能，向知识驱动的自主智能发展，从而实现自主与智能。随着5G 应用渐次落地，商用5G 技术和应用取得巨大成功，理性看待工业场景应用尤为关键。于海斌表示，工业5G 技术及其对工业革命的作用，尚处在初始阶段。

回顾无线网络技术的应用和发展规律，他认为，工业无线网络技术在自动化领域的应用，从初期的尝试到后期的大规模产品化应用，已验证了无线技术在部分工业领域的可行性，并重点解决了流程工业的大规模工业测控问题。“但面向高端加工制造，特别是精密运动控制，由于无线技术尚未达到传统有线网络的效果，始终缺少‘无线’的利器。”于海斌强调。

目前，工业无线技术呈现出百花齐放局面，从不同层面支持工业应用。但由于工业应用场景千差万别，很难有一种技术可以同时支持全部工业场景。“尽管5G 采用场景驱动的技术路线定义了三大场景，但与实时性密切相关的工业应用尚需突破。”于海斌说，由于没有像现场总线、工业以太网一样的知识积累和沉淀，时至今日，5G 的应用仍处于不断应用尝试和技术创新的迭代中。“但从目前已经展示出的5G 应用创新中，人们看到了很多机遇，如机器人的遥操作远程手术、VR/AR 远程示教等，解决了一些之前难以解决的问题。”于海斌说。

实现应用场景与模式创新

数字显示，5G 的链接有望承载10 亿个场所的连接，50 亿人的连接，500 亿物的连接。未来，每个人、每个家庭、每个组织都将通过“数字”实现互联互通。

目前，工业无线技术的全球市场份额只有6% 左右，而5G 由于刚刚开始应用，份额则更小，但其对推动工业基础设施、生产方式、创新模式等方面的持续变革却很关键，关乎数字经济时代我国制造业发展的主动权和话语权。此外，从数字比对中也可以看到我国与其他国家的差距。如光刻机加工水平，荷兰为5nm，其7nm 精度以上的光刻机占世界100% 份额，而我国可量产的光刻机水平仅为90nm，差距巨大，说明挑战与机遇并存。

时代的变革和政策的利好，让工业互联网焕发出无限生机，也让人们对5G 时代充满想象。“十四五”期间，突破传统发展模式，推动制造业模式创新，充分发挥我国在移动通信产业的优势，特别是5G 技术优势，势在必行。“以点带面，通过技术突破，实现应用场景和模式上的创新，从而产生行业辐射作用，推动我国工业企业和产业发展的持续升级，夯实现代化工业体系。”于海斌给出自己的看法，把5G 应用于工业并渗透到工业系统，将有利于保持并扩大我国5G 的领先优势。

新技术带给未来无限可能

二十多年来，于海斌率领团队深耕工业无线控制技术，不仅创建了国际领先的工业无线控制技术体系，还牵头制定了我国在工业无线控制领域首个国际电工委员会（IEC）国际标准——WIA-PA 标准，使我国工业无线控制技术达到国际领先水平，有了国际话语权。

作为我国机器人和工业自动化事业的发源地之一，中国科学院沈阳自动化研究所持续推动中国机器人技术的研究发展，解决了国家制造业发展的一系列重大关键技术问题。“海翼”水下滑翔机于2017 年打破世界水下滑翔机最大下潜深度纪录，“海斗一号”全海深无人潜水器于2020 年成功海试最深下潜至10907 米，工业4.0 互联制造解决方案获评“世界互联网领先科技成果”。“在重大科技成果以及特种场景下应用，对5G 时代提出了新需求。而未来，5G 技术也将在方方面面得到应用，但不能操之过急。”于海斌说，5G 应该在不断地技术迭代中，从ICT（信息通信技术）和OT（运营技术）角度共同推动全新的工业无线网络，抓住机遇，争夺技术优势，猛攻“卡脖子”技术，强化核心技术的自主可控性。

注重底层支撑，思考技术融合。于海斌表示，“人、机、物”全面互联的关键基础设施，5G 是工业互联网的核心支撑，人工智能、大数据、工业计算、5G、工业物联网等新技术交叉融合，各类工业制造、信息平台以及全流程、全链条的安全，将是5G 技术推动工业革命的载体和途径，产生很多新技术并将形成创新引领能力，为制造业的智能化发展提供无限可能。