專訪中科院于海斌：莫為浮云遮望眼，5G賦能工業(yè)制造在路上

7月29日消息（樂思）5G作為新一代移動通信技術(shù)，已被我國列為“新基建”七大領(lǐng)域的重點內(nèi)容。5G技術(shù)具有的大帶寬、高可靠、低時延、廣連接等特點,使其面向行業(yè)深度融合應(yīng)用成為可能,尤其是5G在工業(yè)中的應(yīng)用得到了廣泛關(guān)注,將賦能工業(yè)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與高質(zhì)量發(fā)展。

自從5G問世以來,各種爭議聲不絕于耳，5G的發(fā)展難及預(yù)期。但隨著應(yīng)用漸次落地，對于5G的質(zhì)疑正逐漸消失。在2021年世界5G大會即將到來之際，中國科學院沈陽自動化研究所所長于海斌在接受C114采訪時表示，一項革命性的技術(shù)成熟，往往需要技術(shù)和應(yīng)用場景的多輪迭代，不斷進步，這是規(guī)律。他認為：“5G是一個時代，其在工業(yè)的應(yīng)用也不必急于一時，應(yīng)該不斷地進行技術(shù)迭代，從ICT和OT的角度共同推動全新的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)。”

5G支持不同類型的工業(yè)應(yīng)用

回顧歷史，無線技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用由來已久，被稱之為工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。2002年，“美國總統(tǒng)科技顧問委員會報告”指出：工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，將使工業(yè)生產(chǎn)效率提高10%，排放和污染降低25%。因此，歐美緊密布局了工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)。在美國能源部的支持下、橡樹嶺國家實驗室牽頭400余家企業(yè)和科研機構(gòu)研發(fā)了ISA100.11a技術(shù)及標準；在歐洲地平線計劃的支持下，艾默生、西門子牽頭200多家企業(yè)和科研機構(gòu)研發(fā)了WirelessHART技術(shù)及標準。我國在科技部、自然科學基金委等部委的支持下，基本同步開展了工業(yè)無線技術(shù)的攻關(guān)，先后研發(fā)了WIA-PA和WIA-FA技術(shù)及標準。

上述工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用，從初期的嘗試到后期的大規(guī)模產(chǎn)品化應(yīng)用，已經(jīng)驗證了無線技術(shù)在部分工業(yè)領(lǐng)域的可行性，并重點解決了流程工業(yè)的大規(guī)模工業(yè)測控問題。但在于海斌看來，面向高端加工制造，特別是精密運動控制，由于無線技術(shù)還無法達到傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的效果，始終缺少無線的利器的支撐。

目前，工業(yè)無線技術(shù)呈現(xiàn)著百花齊放的局面，不僅包括專用的WirelessHART、ISA100.11a、WIA，還包括WiFi、LoRa、NB-IoT、5G等等，他們都從不同層面支持工業(yè)應(yīng)用。然而，工業(yè)應(yīng)用的需求確實是千差萬別，很難有一種技術(shù)可以同時支持全部工業(yè)場景。

于海斌指出，在這其中，5G的優(yōu)勢就在于，它采用了場景驅(qū)動的技術(shù)路線定義了三大場景，可以支持不同類型的應(yīng)用。但是，我們看到，由于沒有經(jīng)過像工業(yè)以太網(wǎng)等成熟工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的知識積累和沉淀，時至今日5G的應(yīng)用還處于不斷地應(yīng)用嘗試、技術(shù)創(chuàng)新的迭代中。在已經(jīng)展示出的5G應(yīng)用創(chuàng)新中，例如機器人的遙操作遠程手術(shù)、VR/AR遠程示教等，解決了一些之前難以解決的問題。但是在應(yīng)用過程中，也發(fā)現(xiàn)還有很多尚待解決的問題，需要在5G的發(fā)展過程中不斷去解決。

在他看來，5G是一個時代，其在工業(yè)的應(yīng)用也不必急于一時，還是應(yīng)該不斷地進行技術(shù)迭代，從ICT和OT的角度共同推動全新的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)。

5G之外 仍需考慮與各類網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合

從數(shù)字上來看，截至今年6月初，我國已累計建成5G基站超81.9萬個，占全球總數(shù)的近70%；5G手機終端用戶連接數(shù)達2.8億，在全球的份額超過80%?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）預(yù)計到2025年，中國5G基站數(shù)量將達到450萬個，擁有8.58億5G連接，將占全球總數(shù)近50%。

5G被認為是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心支撐。但于海斌稱，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)并不是簡單的通信網(wǎng)絡(luò)，還包括各類工業(yè)制造、信息平臺以及全流程、全鏈條的安全，是5G技術(shù)推動工業(yè)革命的載體和途徑。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)并不依靠單一網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)建設(shè)，支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的不僅包括5G，還包括SDN、TSN、WiFi等各類網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此工業(yè)5G發(fā)展還必須考慮與各類網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合。

當前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的連接主要依靠國家、省市的各級骨干網(wǎng)、承載網(wǎng)以及無線接入網(wǎng)。以5G為例，其鏈接可望承載10億個場所的連接，50億人的連接，500億物的連接，把數(shù)字世界帶入每個人、每個家庭、每個組織，真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)。

于海斌表示，目前工業(yè)無線的實際應(yīng)用率只有6%左右，而5G由于剛開始應(yīng)用，份額將更小。但無論如何，我們?nèi)杂行判脑诩夹g(shù)上突破，在應(yīng)用場景和模式上創(chuàng)新，期待5G能夠以點帶面，產(chǎn)生行業(yè)輻射作用，推動我國產(chǎn)業(yè)的持續(xù)升級。

在整個制造業(yè)層面，《產(chǎn)業(yè)藍皮書：中國產(chǎn)業(yè)競爭力報告（2020）No.9》中曾指出，十四五期間，突破傳統(tǒng)發(fā)展模式，推動制造業(yè)模式創(chuàng)新，充分發(fā)揮我國在移動通信產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，特別是5G技術(shù)優(yōu)勢，十分必要。此外，把5G應(yīng)用于工業(yè)，并滲透到工業(yè)系統(tǒng)，這也將有利于保持并擴大我國5G的領(lǐng)先優(yōu)勢。

推動工業(yè)4.0智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展

隨著5G商用的深入推進,智能制造和工業(yè)4.0的時代已經(jīng)到來。智能制造作為新一代信息通信技術(shù)（ICT）與制造技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物，代表著先進制造技術(shù)發(fā)展的主要方向，而機器人是實現(xiàn)智能制造的一類重要而特殊的載體。智能制造與機器人技術(shù)不僅會促進制造業(yè)發(fā)展，也將促進制造新業(yè)態(tài)的誕生。

于海斌介紹說，作為中國機器人事業(yè)的發(fā)源地之一，中國科學院沈陽自動化研究所在中國機器人事業(yè)發(fā)展歷史上創(chuàng)造了二十多個“第一”，推動中國機器人技術(shù)的研究發(fā)展，解決了國家制造業(yè)發(fā)展一系列重大關(guān)鍵技術(shù)問題。

據(jù)悉，“海翼”水下滑翔機于2017年打破世界水下滑翔機最大下潛深度紀錄并入選習近平總書記2018年元旦賀詞，“海斗一號”全海深無人潛水器于2020年成功海試最深下潛至10907米。上述成果都于當年入選兩院院士評選的中國十大科技進展新聞。工業(yè)4.0互聯(lián)制造解決方案獲評“世界互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先科技成果”。在研究開發(fā)過程中，對于特種場景下的需求，也提出了5G時代網(wǎng)絡(luò)的新需求。

當前，我國市場是全球工業(yè)機器人增長的引擎，銷量占比明顯提升并繼續(xù)穩(wěn)居全球第一，但與國際機器人還有較大差距。

于海斌認為，機遇往往是與挑戰(zhàn)并存的，我國機器人產(chǎn)業(yè)也迎來了關(guān)鍵時期，國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境不斷優(yōu)化，與人工智能、大數(shù)據(jù)、工業(yè)計算、5G、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)交叉融合后，會產(chǎn)生很多新技術(shù)，使我國機器人產(chǎn)業(yè)與國外發(fā)達國家站在了同一起跑線上。

他認為，“只要我們能抓住這個機遇，攻堅克難，爭奪技術(shù)優(yōu)勢，猛攻‘卡脖子’技術(shù)，強化核心技術(shù)的自主可控性，推動機器人產(chǎn)品向中高端發(fā)展，中國必將成為全球供需兩端的最大市場。”

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