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5G讓制造業有了“無線”可能

——訪中國科學院沈陽自動化研究所所長於海斌

郝曉明
2021年07月23日07:58 | 來源:科技日報
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原標題:5G讓制造業有了“無線”可能

  近年來,江蘇省蘇州市吳江區大力推進制造業智能化改造和數字化轉型。圖為近日在位於吳江區盛澤鎮的恆力化纖工業絲智能車間,工作人員讀取產品信息。 新華社記者 李博攝

  傳統工業企業,轉型升級頗受關注。搭上5G這班快車,加速“數字化”到“智慧化”進程,讓傳統工業企業與工業互聯網技術融合碰撞,在新時代煥發出無限生機。

  工業互聯網是信息領域與物理制造領域的深度融合,被視為5G的核心應用領域。當5G進入規模部署階段,工業則是其中最重要的應用領域之一。

  世界5G大會召開在即,記者採訪了全國工業過程測量和控制標准化技術委員會主任、“網絡化控制系統”國家地方聯合工程研究中心主任、中國科學院沈陽自動化研究所所長於海斌,暢談5G時代制造業面臨的機遇與挑戰。

  “工業領域的智能生產需要提升柔性、靈活性、資源效率和產品質量,而5G與工業自動化的深度融合,可以提升網絡連接力和穩定性,打造未來工業連接新架構,支撐未來全連接智慧工廠建設。”身處東北老工業基地遼寧,於海斌對工業互聯技術在傳統工業企業的應用有著深刻理解。

  技術迭代,“自主”與“智能”是關鍵

  一項革命性技術的成熟,需要技術和應用場景的多輪迭代和不斷創新,同時也不乏爭議。制造業希望通過工業互聯網實現自動化,但大量工業制造知識亟待挖掘。

  於海斌說,工業互聯網不僅是一張網,更是互聯的工業系統。工業系統則由信息網絡支撐的互聯智能,向知識驅動的自主智能發展,從而實現自主與智能。

  隨著5G應用漸次落地,商用5G技術和應用取得巨大成功,理性看待工業場景應用尤為關鍵。於海斌表示,工業5G技術及其對工業革命的作用,尚處在初始階段。

  回顧無線網絡技術的應用和發展規律,他認為,工業無線網絡技術在自動化領域的應用,從初期的嘗試到后期的大規模產品化應用,已驗証了無線技術在部分工業領域的可行性,並重點解決了流程工業的大規模工業測控問題。

  “但面向高端加工制造,特別是精密運動控制,由於無線技術尚未達到傳統有線網絡的效果,始終缺少‘無線’的利器。”於海斌強調。

  目前,工業無線技術呈現出百花齊放局面,從不同層面支持工業應用。但由於工業應用場景千差萬別,很難有一種技術可以同時支持全部工業場景。

  “盡管5G採用場景驅動的技術路線定義了三大場景,但與實時性密切相關的工業應用尚需突破。”於海斌說,由於沒有像現場總線、工業以太網一樣的知識積累和沉澱,時至今日,5G的應用仍處於不斷地應用嘗試和技術創新的迭代中。

  “但從目前已經展示出的5G應用創新中,人們看到了很多機遇,如機器人的遙操作遠程手術、VR/AR遠程示教等,解決了一些之前難以解決的問題。”於海斌說。

  以點帶面,實現應用場景與模式創新

  數字顯示,5G的鏈接有望承載10億個場所的連接,50億人的連接,500億物的連接。未來,每個人、每個家庭、每個組織都將通過“數字”實現互聯互通。

  目前,工業無線技術的全球市場份額隻有6%左右,而5G由於剛剛開始應用,份額則更小,但其對推動工業基礎設施、生產方式、創新模式等方面的持續變革卻很關鍵,關乎數字經濟時代我國制造業發展的主動權和話語權。

  此外,從數字比對中也可以看到我國與其他國家的差距。如光刻機加工水平,荷蘭為5nm,其7nm精度以上的光刻機佔世界100%份額,而我國可量產的光刻機水平僅為90nm,差距巨大,說明挑戰與機遇並存。

  時代的變革和政策的利好,讓工業互聯網煥發出無限生機,也讓人們對5G時代充滿想象。“十四五”期間,突破傳統發展模式,推動制造業模式創新,充分發揮我國在移動通信產業的優勢,特別是5G技術優勢,勢在必行。

  “以點帶面,通過技術突破,實現應用場景和模式上的創新,從而產生行業輻射作用,推動我國工業企業和產業發展的持續升級,夯實現代化工業體系。”於海斌給出自己的看法,把5G應用於工業並滲透到工業系統,將有利於保持並擴大我國5G的領先優勢。

  交叉融合,新技術帶給未來無限可能

  20多年來,於海斌率領團隊深耕工業無線控制技術,不僅創建了國際領先的工業無線控制技術體系,還牽頭制定了我國在工業無線控制領域首個國際電工委員會(IEC)國際標准——WIA-PA標准,使我國工業無線控制技術達到國際領先水平,有了國際話語權。

  作為我國機器人和工業自動化事業的發源地之一,中國科學院沈陽自動化研究所持續推動中國機器人技術的研究發展,解決了國家制造業發展一系列重大關鍵技術問題。“海翼”水下滑翔機於2017年打破世界水下滑翔機最大下潛深度紀錄,“海斗一號”全海深無人潛水器於2020年成功海試最深下潛至10907米,工業4.0互聯制造解決方案獲評“世界互聯網領先科技成果”。

  “在重大科技成果以及特種場景下應用,對5G時代提出了新需求。而未來,5G技術也將在方方面面得到應用,但不能操之過急。”於海斌說,5G應該在不斷地技術迭代中,從ICT(信息通信技術)和OT(運營技術)角度共同推動全新的工業無線網絡,抓住機遇,爭奪技術優勢,猛攻“卡脖子”技術,強化核心技術的自主可控性。

  注重底層支撐,思考技術融合。於海斌表示,“人、機、物”全面互聯的關鍵基礎設施,5G是工業互聯網的核心支撐,人工智能、大數據、工業計算、5G、工業物聯網等新技術交叉融合,各類工業制造、信息平台以及全流程、全鏈條的安全,將是5G技術推動工業革命的載體和途徑,產生很多新技術並將形成創新引領能力,為制造業的智能化發展提供無限可能。

(責編:趙超、陳鍵)

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