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2021/7/29 09:54

专访中科院于海斌:莫为浮云遮望眼,5G赋能工业制造在路上

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C114讯 7月29日消息(乐思)5G作为新一代龙8app通信技术,已被我国列为“新基建”七大领域的重点内容。5G技术具有的大带宽,高可靠,低时延,广连接等特点,使其面向行业深度融合应用成为可能,尤其是5G在工业中的应用得到了广泛关注,将赋能工业制造业数字化转型与高质量发展。

自从5G问世以来,各种争议声不绝于耳,5G的发展难及预期。但随着应用渐次落地,对于5G的质疑正逐渐消失。在2021年世界5G大会即将到来之际,中国科学院沈阳自动化研究所所长于海斌在接受C114采访时表示,一项革命性的技术成熟,往往需要技术和应用场景的多轮迭代,不断进步,这是规律。他认为:“5G是一个时代,其在工业的应用也不必急于一时,应该不断地进行技术迭代,从ICT和OT的角度共同推动全新的工业无线网络。”

5G支持不同类型的工业应用

回顾历史,无线技术在工业领域的应用由来已久,被称之为工业无线网络技术。2002年,“美国总统科技顾问委员会报告”指出:工业无线网络的应用,将使工业生产效率提高10%,排放和污染降低25%。因此,欧美紧密布局了工业无线网络技术的研发。在美国能源部的支持下,橡树岭国家实验室牵头400余家企业和科研机构研发了ISA100.11a技术及标准;在欧洲地平线计划的支持下,艾默生西门子牵头200多家企业和科研机构研发了WirelessHART技术及标准。我国在科技部,自然科学基金委等部委的支持下,基本同步开展了工业无线技术的攻关,先后研发了WIA-PA和WIA-FA技术及标准。

上述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,已经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。但在于海斌看来,面向高端加工制造,特别是精密运动控制,由于无线技术还无法达到传统有线网络的效果,始终缺少无线的利器的支撑。

目前,工业无线技术呈现着百花齐放的局面,不仅包括专用的WirelessHART,ISA100.11a,WIA,还包括WiFi,LoRa,NB-IoT,5G等等,他们都从不同层面支持工业应用。然而,工业应用的需求确实是千差万别,很难有一种技术可以同时支持全部工业场景。

于海斌指出,在这其中,5G的优势就在于,它采用了场景驱动的技术路线定义了三大场景,可以支持不同类型的应用。但是,我们看到,由于没有经过像工业以太网等成熟工业网络技术的知识积累和沉淀,时至今日5G的应用还处于不断地应用尝试,技术创新的迭代中。在已经展示出的5G应用创新中,例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。但是在应用过程中,也发现还有很多尚待解决的问题,需要在5G的发展过程中不断去解决。

在他看来,5G是一个时代,其在工业的应用也不必急于一时,还是应该不断地进行技术迭代,从ICT和OT的角度共同推动全新的工业无线网络。

5G之外 仍需考虑与各类网络技术的融合

从数字上来看,截至今年6月初,我国已累计建成5G基站超81.9万个,占全球总数的近70%;5G手机终端用户连接数达2.8亿,在全球的份额超过80%。互联网数据中心(IDC)预计到2025年,中国5G基站数量将达到450万个,拥有8.58亿5G连接,将占全球总数近50%。

5G被认为是工业互联网的核心支撑。但于海斌称,工业互联网并不是简单的通信网络,还包括各类工业制造,信息平台以及全流程,全链条的安全,是5G技术推动工业革命的载体和途径。工业互联网的网络并不依靠单一网络通信技术建设,支撑工业互联网网络建设的不仅包括5G,还包括SDN,TSN,WiFi等各类网络技术,因此工业5G发展还必须考虑与各类网络技术的融合。

当前,工业互联网的连接主要依靠国家,省市的各级骨干网承载网以及无线接入网。以5G为例,其链接可望承载10亿个场所的连接,50亿人的连接,500亿物的连接,把数字世界带入每个人,每个家庭,每个组织,真正实现万物互联。

于海斌表示,目前工业无线的实际应用率只有6%左右,而5G由于刚开始应用,份额将更小。但无论如何,我们仍有信心在技术上突破,在应用场景和模式上创新,期待5G能够以点带面,产生行业辐射作用,推动我国产业的持续升级。

在整个制造业层面,《产业蓝皮书:中国产业竞争力报告(2020)No.9》中曾指出,十四五期间,突破传统发展模式,推动制造业模式创新,充分发挥我国在龙8app通信产业的优势,特别是5G技术优势,十分必要。此外,把5G应用于工业,并渗透到工业系统,这也将有利于保持并扩大我国5G的领先优势。

推动工业4.0智能制造产业发展

随着5G商用的深入推进,智能制造和工业4.0的时代已经到来。智能制造作为新一代信息通信技术(ICT)与制造技术融合发展的产物,代表着先进制造技术发展的主要方向,而机器人是实现智能制造的一类重要而特殊的载体。智能制造与机器人技术不仅会促进制造业发展,也将促进制造新业态的诞生。

于海斌介绍说,作为中国机器人事业的发源地之一,中国科学院沈阳自动化研究所在中国机器人事业发展历史上创造了二十多个“第一”,推动中国机器人技术的研究发展,解决了国家制造业发展一系列重大关键技术问题。

据悉,“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并入选习近平总书记2018年元旦贺词,“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。上述成果都于当年入选两院院士评选的中国十大科技进展新闻。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”。在研究开发过程中,对于特种场景下的需求,也提出了5G时代网络的新需求。

当前,我国市场是全球工业机器人增长的引擎,销量占比明显提升并继续稳居全球第一,但与国际机器人还有较大差距。

于海斌认为,机遇往往是与挑战并存的,我国机器人产业也迎来了关键时期,国内机器人产业发展环境不断优化,与人工智能,大数据,工业计算,5G,工业物联网等新技术交叉融合后,会产生很多新技术,使我国机器人产业与国外发达国家站在了同一起跑线上。

他认为,“只要我们能抓住这个机遇,攻坚克难,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,推动机器人产品向中高端发展,中国必将成为全球供需两端的最大市场。”

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