以5G技術(shù)為支撐的無人駕駛集裝箱卡車在河北省唐山港投入試運行（11月25日攝）楊世堯攝/本刊
◇工業(yè)是驅(qū)動社會變革的關(guān)鍵動力，也是5G兌現(xiàn)期待、發(fā)揮威力的重點領(lǐng)域
◇5G通信具備的三大關(guān)鍵能力，構(gòu)建了工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主陣地
“效果比預(yù)想的好得多，企業(yè)考慮全部車間都用5G升級換代?！闭憬才R門家具股份有限公司首席信息官費鐘海告訴《瞭望》新聞周刊記者，5G帶來車間效能革命：單臺機床布線成本從3000元左右降到1000元以下，設(shè)備綜合效率提升超過20%，產(chǎn)品質(zhì)量合格率提高11%。作為典型的傳統(tǒng)行業(yè)，喜臨門家具敞開大門擁抱5G，大大提升產(chǎn)品能級。
記者在浙江省工業(yè)重鎮(zhèn)紹興等多地采訪了解到，“5G+工業(yè)”變革效應(yīng)初顯，但整體尚在試探起步。
中國信息通信研究院副院長王志勤介紹，我國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用類型已經(jīng)超過20種，重點聚焦工業(yè)制造、能源電網(wǎng)、智慧港口等領(lǐng)域。在機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所副總工程師劉丹看來，通信技術(shù)十年一個周期驅(qū)動國家產(chǎn)業(yè)競爭力重新洗牌。目前5G無線網(wǎng)絡(luò)從消費擴展到工業(yè)，將驅(qū)動產(chǎn)業(yè)大變革。
工業(yè)重鎮(zhèn)5G初體驗
以往，車間信息傳輸基于有線局域網(wǎng)，類似地面交通：線路龐雜無序，費時、費力、費錢，智能化生產(chǎn)系統(tǒng)效果打折、變成“雞肋”。
如今，5G車間信息傳輸走“空中航線”：絎縫機、彈簧機、粘膠機等新舊設(shè)備連上5G，企業(yè)SCADA系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)）變得有效可靠：實時監(jiān)測生產(chǎn)流程、采集數(shù)據(jù)，防止工件堆積，敏捷控制設(shè)備，大幅降低因控制信號中斷導(dǎo)致設(shè)備損壞、生產(chǎn)事故的概率。
除了看得見的外觀上的改變，更重要的是內(nèi)核效能的提升。在紹興柯橋某機器人生產(chǎn)公司，記者看到，上位管理平臺下發(fā)移動和控制指令，3公里外的機器人按照指令進行設(shè)備移動、操縱、投料、關(guān)閉等操作。
以往該公司生產(chǎn)的機器人AGV小車（無人搬運車）和機械臂，在運維方面需要花費大量人力和物力進行現(xiàn)場調(diào)測。紹興移動公司為其提供5G遠(yuǎn)程運維方案后，通過專用網(wǎng)關(guān)進行公司總部內(nèi)網(wǎng)及VPN隧道轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)遠(yuǎn)程配置及操控。同樣的方案，也應(yīng)用到廠區(qū)內(nèi)部AGV倉儲、焊接車間、生產(chǎn)車間等，實現(xiàn)無線化設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，節(jié)省有線布線成本，解決信號干擾問題。
公司技術(shù)經(jīng)理金海松介紹，今后銷售的每臺機器人，均會安裝5G通信模塊，以后不管它們在哪里，只要在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，公司的工程師就能隨時隨地實現(xiàn)對它們的運維服務(wù)，這讓公司的工程技術(shù)人員在生產(chǎn)基地遠(yuǎn)程即可服務(wù)遍及全國各地的工業(yè)機器人，助力企業(yè)實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理與運維服務(wù)。5G遠(yuǎn)程售后替代傳統(tǒng)的上門服務(wù)，預(yù)計每年能為公司節(jié)省100萬元以上的運維成本。
作為浙江省工業(yè)重鎮(zhèn)，紹興第二產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值超過2600億元，化工、裝備制造、紡織等產(chǎn)業(yè)集聚。探索5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，正成為紹興工業(yè)提質(zhì)增效的重要機遇。
結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)特征，紹興移動公司以車間生產(chǎn)效能、物品流通管控、廢氣廢水監(jiān)測、產(chǎn)品售后服務(wù)等為切入口，積極探索5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)與有關(guān)行業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)合展開32個實踐項目，涉及印染、化工、紡織、家具、家電、醫(yī)藥等，其中多個項目為行業(yè)首例。
5G通信“低時延”，尤其適用于精細(xì)化工行業(yè)安全生產(chǎn)。閏土股份主要生產(chǎn)化工中間體、紡織印染助劑、保險粉等，是國家重點高新技術(shù)企業(yè)、全球第二大燃料公司。企業(yè)與紹興移動公司、中國移動上海產(chǎn)業(yè)研究院反復(fù)測驗，車間DCS控制系統(tǒng)實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)連接，儀表電器、環(huán)境監(jiān)測、消防預(yù)警等設(shè)備與生產(chǎn)決策系統(tǒng)聯(lián)通的靈敏度明顯提升。
閏土股份副總經(jīng)理徐軍介紹，5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用后，通信數(shù)據(jù)時延約為15毫秒，企業(yè)生產(chǎn)因此直接受益，故障率下降36%以上，排障時間下降52%。
“5G+工業(yè)”恰逢其時
當(dāng)前我國制造業(yè)向著網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向加速邁進，現(xiàn)有連接技術(shù)已經(jīng)無法滿足智能工廠日益增長的低時延、大數(shù)據(jù)、高同步精度、高穩(wěn)定性的需求，“5G+工業(yè)”恰逢其時。
“超大連接、超高速率、超低時延，5G通信具備的三大關(guān)鍵能力，構(gòu)建了工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主陣地。”中國移動紹興分公司總經(jīng)理熊宙實表示，5G為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供10G以上的峰值速率、毫秒級的傳輸時延、千億級的連接能力和納秒級的高同步精度，是人機深度交互、萬物廣泛互聯(lián)的關(guān)鍵支撐。
記者在浙江、江蘇、湖北等地走訪看到，5G網(wǎng)絡(luò)有力支撐智能生產(chǎn)、精細(xì)作業(yè)，高效銜接管理和生產(chǎn)，且能覆蓋家具、裝備制造、化工、機器人等多類型企業(yè)，驅(qū)動工廠車間“減負(fù)增效”，展現(xiàn)較大的應(yīng)用潛力。
中國電信與汽車、家電、鋼鐵、裝備制造等領(lǐng)域企業(yè)聯(lián)手打造300多個5G應(yīng)用案例，其中與中建鋼構(gòu)聯(lián)合，通過“5G+工業(yè)PON”采集生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺+AI”優(yōu)化生產(chǎn)工藝，“5G+天翼云+視頻AI”構(gòu)建智慧工廠立體停車庫，綜合解決企業(yè)數(shù)據(jù)采集困難、生產(chǎn)方式傳統(tǒng)、運營管理粗放等痛點。
劉丹認(rèn)為，通信技術(shù)從2G到5G，大概十年一個周期，能驅(qū)動國家產(chǎn)業(yè)競爭力重新洗牌。目前，5G無線網(wǎng)絡(luò)從消費擴展到工業(yè)，將推動無人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智能制造等產(chǎn)業(yè)興起。
倒逼5G產(chǎn)業(yè)生態(tài)加速形成
有關(guān)專家認(rèn)為，目前我國5G商用主要聚焦于消費端，以手機承載主要應(yīng)用場景，而在工業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)變革效應(yīng)則需時日，大量配套仍需加速。
一方面，5G公共網(wǎng)絡(luò)是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，需提前一步布局。受訪者認(rèn)為，5G時代工業(yè)生產(chǎn)更依賴公共網(wǎng)絡(luò)，看重穩(wěn)定性。而5G網(wǎng)絡(luò)頻率高、衰減快，室外基站與室內(nèi)設(shè)備搭配才能確保網(wǎng)絡(luò)覆蓋面和質(zhì)量，其前期建設(shè)和維護成本整體較高，需要政府和運營商加強協(xié)作，加快規(guī)劃布局。
同時，隨著5G布局的推進、換機潮來臨，芯片、射頻器件、終端天線、光學(xué)元件、傳感器、面板等產(chǎn)品需求猛增，對電子制造裝備、檢測設(shè)備、激光加工設(shè)備、模組設(shè)備等提出升級改造需求，但欠缺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。
比如工業(yè)模組，熊宙實認(rèn)為，直接插到機器上就能幫助聯(lián)網(wǎng)的5G通信模組，現(xiàn)在還只是起步階段。記者了解到，5G應(yīng)用初期，模組開發(fā)成本較高，設(shè)備開模成本超過20萬元，通訊運營商和工業(yè)企業(yè)都難以承擔(dān)。按照產(chǎn)業(yè)化脈絡(luò)，企業(yè)會首先聚焦消費端，通過5G手機量產(chǎn)銷售、降低芯片成本，此后再研發(fā)工業(yè)批量使用的模組。
工信部賽迪智庫電子信息研究所認(rèn)為，5G行業(yè)級應(yīng)用開發(fā)，需要基于適應(yīng)5G新應(yīng)用特性的軟硬件開發(fā)平臺，目前國內(nèi)尚無雛形。在基礎(chǔ)軟件開發(fā)平臺方面，傳統(tǒng)基于宏內(nèi)核的主流操作系統(tǒng)不能滿足5G多場景、多業(yè)務(wù)連接類型的新特性，不能滿足5G高效的軟件調(diào)配以及系統(tǒng)安全要求。
“5G+工業(yè)”對電磁屏蔽材料提出更高需求。專家介紹，高頻率的引入、硬件零部件的升級、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及天線數(shù)量的成倍增長，使得車間電磁輻射，以及設(shè)備內(nèi)部、設(shè)備與設(shè)備之間的電磁干擾明顯增強，電磁屏蔽材料的作用凸顯，目前該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)競爭已經(jīng)開啟。
在應(yīng)用中倒逼5G產(chǎn)業(yè)生態(tài)加速形成。受訪者表示，不少企業(yè)因為缺乏了解而存有戒備心，不愿將生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳公共平臺，或者對5G抱著觀望心態(tài)。建議政府引導(dǎo)行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)帶頭，加快試點應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)，引領(lǐng)全產(chǎn)業(yè)競爭力整體提升。
（采寫記者：方問禹王賢趙久龍向定杰丁怡全）
