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专题论述

沈自所曾鹏:发展工业互联网,单纯建设5G远远不够!
信息来源:亿欧网 上传日期:2019-09-19 点击率:783次

单纯建设5G是远远不够的,必须同步建设基于5G的智能化的管控软件和系统,才能真正能够帮助工业企业解决实际中的痛点。中国科学院沈阳自动化研究所所长助理、研究室主任曾鹏说。

在中国工业互联网研究院组织的5G商用与深化工业互联网创新发展研讨会上,在谈及5G的成本与投资回报时曾鹏表示,工业生产中网络的价值并不体现在信息传输方面,而是体现在通过信息的传输实现设备的高效协同,从而提升产品的质量,提高产量,以及节能减排等等方面。

5G为代表的ICT技术,将推动未来制造模式的变革。长期以来,制造业以大批量生产作为主要生产模式,基于工业自动化实现高效的自动化生产,一般生产线生产出来的产品都是一样的。而进入个性化定制时代后,希望生产线能够针对不同用户的需求,生产出来各种各样的产品,因此要求生产线更加灵活,能够根据不同用户的需求,按照不同的工艺来生产。这就要像搭积木一样能把生产线灵活地构建起来,因此需要利用5G这种高效的无线技术来替代传统的有线连接起来的生产线的模式。

不过,单纯建设5G网络,只能解决信息传输的需求,但这只是第一步——必须要解决在5G基础上的智能管控的应用模式,这也是当前以及未来要解决的重点以及难点问题。当天的发言中,曾鹏对5G与智能制造的融合、影响等问题,从场景、挑战及建议谈了自己的看法。

 

三大场景

第一大场景是面向工厂全覆盖的感知,也就是泛在化的感知。未来的智能制造实际就是希望基于大数据、人工智能,帮助工厂的管理者提升产品质量、降低成本、节能减排,实现优化决策。这个过程,需要获取工厂足够多的数据,包括机器视觉、能流、物流,以及生产实时运行的数据,还有实时的工况数据,要把这些信息获取上来。这就希望在未来的工厂安装大量的传感器,现在估算,未来工厂中的传感器的数量将比现在要增加2-3个数量级。这种情况下,需要通过5G把工厂覆盖起来,做到传感器的即插即用,从而能够大量的获取信息。

第二大场景是柔性化的生产。面向未来个性化定制的新型生产模式,要求生产线具有高度的灵活性,能针对不同产品的生产要求,通过模块化的生产单元实现自组织的生产,还包括AGV、灵活的物流等等。利用5G将能够替代原来有线的控制网络,实现更加灵活、互联、协同的生产。

第三大场景是复杂的人机协作。未来工业生产需要大量的人机协调,不仅要做指令的传输,还需要做复杂的视觉、触觉的同步信息传输,包括现在讲的触感网等等,这里面有大量的音频、视频,以及触觉、压力等等信息的同步传输,这些都是未来5G应用的典型场景。

 

5G应用的挑战

虽然应用场景很明确,但潜在的问题却不可忽视。曾鹏认为,5G在未来智能制造中面临着一些典型的难点和具有挑战性的问题。

首先是安全性。工业最关注的就是安全性的问题,如果出现故障,尤其信息没有传到的话,将会产生很严重的问题。当前,工业信息安全备受关注,通过网络入侵的安全事件频发,包括伊朗核电站遭受病毒供给、乌克兰电网僵尸病毒攻击等等,都对工业生产造成了重大的安全事故。传统的有线网络可以通过隔离的方法来解决信息安全,但无线尤其5G应用以后,这种开放的信道通过隔离的方法很难实施。因此,怎么解决5G应用的安全问题,是面临的典型挑战。

其次是商业模式。5G建设带来的一个重要的挑战就是商业模式的问题,是用公网还是专网,还是混合的方式来建设无线网络?都是企业要解决的问题。

再次就是成本和投资回报的问题。在5G推广初期,建网以及运维的成本都很高。现在工业企业的利润水平有限,因此企业面临的第一个问题就是能不能用得起的问题。

 

四个建议

针对5G在智能制造的发展,曾鹏提出以下几个方面的建议。

一是5G的发展应该是从易到难的方式。在几大应用场景中,泛在化的感知就是把传感器的信息接上来,这是相对比较简单的应用,应该从这样的应用来入手,还可以从一些控制系统的增量应用入手。从增量做了以后,未来再考虑对现有的成熟系统进行替代或改造。

二是5G的发展不能只关注建网,而必须把数据平台和典型的工业APP的应用同步发展,以解决工业生产中的关键的挑战性的问题为导向,找到一些杀手级的应用。在路径上,最好以一些龙头企业来做一些标杆性的测试床,把5G数据平台和工业APP集成起来,以解决工业中的某些痛点问题,从而形成解决方案,测试成功后把这种解决方案向全行业推广,带动5G的推广应用。

三是建议在5G建网过程中要关注与企业原有工业系统的融合。因为用户要保证原有的投资,原来的控制系统要运行几十年,长时间不能更换。因此一定要把5G和原有工业控制系统的接口和互操作的技术解决好,再实现原有自动化系统的功能扩展,保证5G与原有工业控制系统的共存共融。

四是建立5G安全防护和测试的标准体系。目前,工业信息安全是信息化建设中的重中之重,工业自动化领域和现在的工业互联网领域都在做信息安全的技术和标准体系。在这些过程中应该重点考虑5G未来应用的场景,怎么样做一些标准化的安全的操作,保证整个工业信息化的整体安全。

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