5G時(shí)代的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用

郭兆暉

今年3月初，國家正式定調(diào)“新基建”，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為其重要方向之一。通過發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，已成為政府、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等各方的共識(shí)。隨著“新基建”的推進(jìn)，新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合將催生更多新應(yīng)用與新業(yè)態(tài)，不斷變革傳統(tǒng)工業(yè)場景與形態(tài)。

“新基建”部署，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加速融合

當(dāng)前，全球正處于新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革之中，我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)積極向數(shù)字經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方興未艾。今年上半年，在抗擊疫情、推動(dòng)復(fù)工復(fù)產(chǎn)的關(guān)鍵時(shí)刻，我國各方密集部署“新基建”，這對于穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)增長、推動(dòng)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

隨著5G的到來，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與應(yīng)用從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)至產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，將對第二產(chǎn)業(yè)即工業(yè)產(chǎn)生巨大的變革。5G開啟了萬物互聯(lián)的數(shù)字化新時(shí)代，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)迫切需要具有高速率、低時(shí)延、高可靠、廣連接的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，5G推出恰逢其時(shí)，將為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供理想環(huán)境，也為未來工業(yè)帶來無限想象空間。

隨著“新基建”推進(jìn)，新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合將催生更多新應(yīng)用與新業(yè)態(tài)，不斷變革傳統(tǒng)工業(yè)場景與形態(tài)。

智慧賦能，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用涌現(xiàn)

工業(yè)與通信在工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代是平行關(guān)系，而在5G時(shí)代，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正走向“完美”對接，形成很多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用，包括制造業(yè)、礦業(yè)、能源、化工、港口、機(jī)械、船舶、飛機(jī)、電力等行業(yè)和領(lǐng)域，成為工業(yè)場景變革的動(dòng)能與引擎，大力助推產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

智慧工廠：實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)，助力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級?

5G時(shí)代的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用主要以智能制造為主攻方向，其高速率、低時(shí)延、高可靠、廣連接的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，幫助企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提升其數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化能力，從而真正實(shí)現(xiàn)智能制造。

海爾COSMOPlat作為“雙跨”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過“5G+智能制造”解決方案的落地，實(shí)現(xiàn)5G機(jī)器視覺云化、5G+AR遠(yuǎn)程運(yùn)維指導(dǎo)及5G智能設(shè)備管控等應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)全自動(dòng)化生產(chǎn)和遠(yuǎn)程管控。比如在海爾冰箱互聯(lián)工廠，在業(yè)界首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)制造環(huán)境下云化機(jī)器視覺系統(tǒng)與5G+邊緣計(jì)算的結(jié)合，該系統(tǒng)讓企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境下門縫檢測、OCR識(shí)別等應(yīng)用場景，依靠5G的高速率特性，滿足海量數(shù)據(jù)采集的要求，可以短時(shí)間內(nèi)跨多個(gè)工廠，將數(shù)據(jù)匯聚到邊緣云，完成深度學(xué)習(xí)和自優(yōu)化，提高了產(chǎn)品檢測的準(zhǔn)確度，有力保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。未來還可復(fù)制及應(yīng)用到智慧物流、智慧園區(qū)及智慧家庭等領(lǐng)域，成為賦能跨領(lǐng)域、跨平臺(tái)、跨產(chǎn)業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案。

富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以核心制造為基礎(chǔ)+“霧小腦”（FogAI）+富士康工具機(jī)云+富士康云平臺(tái)+工業(yè)APP，深圳龍華工廠作為“關(guān)燈工廠”，其對內(nèi)外網(wǎng)進(jìn)行了5G覆蓋，部署12類“霧小腦”工業(yè)應(yīng)用，直接提高了生產(chǎn)效率和智能化管理水平。

在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，富士康依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，大量移動(dòng)機(jī)器人依賴邊緣視覺導(dǎo)航和遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，將機(jī)械手臂和機(jī)臺(tái)進(jìn)行精準(zhǔn)快速對接，精加工車間對刀具磨損通過8K超高清工業(yè)攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)測及傳送……在5G的環(huán)境下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用，讓富士康工廠實(shí)現(xiàn)全程智能化、自動(dòng)化生產(chǎn)，也引導(dǎo)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。

今年疫情發(fā)生以來，浪潮通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)iGO采購云，為多家企業(yè)提供了線上采購、招投標(biāo)、比價(jià)競價(jià)、金融等服務(wù)。上海建工基于浪潮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)搭建了專屬電子商務(wù)平臺(tái)，通過平臺(tái)使得交易額突破1000億元。得高家居通過浪潮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)搭建的營銷協(xié)同管理平臺(tái)，業(yè)務(wù)處理時(shí)長縮短近70%，將平臺(tái)與線上直播相結(jié)合并開展?fàn)I銷，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)經(jīng)營。

疫情期間，數(shù)字化、智能化水平越高的工廠，復(fù)產(chǎn)復(fù)工的進(jìn)度和效率越高。經(jīng)歷疫情，讓包括制造企業(yè)在內(nèi)的所有傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)認(rèn)識(shí)到：數(shù)字化轉(zhuǎn)型不再是“可選項(xiàng)”而是“必選項(xiàng)”，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手和捷徑。

智慧礦山：打造無人礦山，促進(jìn)安全生產(chǎn)

礦業(yè)的地位舉足輕重，但是傳統(tǒng)開采方式存在很多弊端，特別是開采方式，無論露天開采還是地下開采，都有很大安全隱患。5G時(shí)代，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打造智慧礦業(yè)，可有效提升礦業(yè)的生產(chǎn)效率、盈利水平以及安全管理水平。

包鋼作為世界上最大的稀土工業(yè)基地和鋼鐵工業(yè)基地，以5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)部署智慧礦山，實(shí)現(xiàn)了三個(gè)層面的創(chuàng)新應(yīng)用：一是無人駕駛，包括礦車的無人駕駛、編組作業(yè)和采礦設(shè)備無人操作等，提升了生產(chǎn)效率和安全水平。二是，無人機(jī)測繪。通過無人機(jī)高清測繪，分析地理數(shù)據(jù)，助力開采安排，優(yōu)化采礦管理，防止出現(xiàn)滑坡等安全事故。三是調(diào)度系統(tǒng)。基于上述兩個(gè)系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，對整個(gè)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、作業(yè)流程進(jìn)行優(yōu)化。礦業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對時(shí)延性要求非常高，以往很多遠(yuǎn)程監(jiān)測和遙控場景需要通過有線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，但是由于礦山地理環(huán)境復(fù)雜，并有大量移動(dòng)設(shè)備和轉(zhuǎn)動(dòng)部件，有線傳輸具有很大的限制因素。而5G時(shí)代，通過5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸，大幅釋放工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的智能管理能力，優(yōu)化整個(gè)礦業(yè)生產(chǎn)管理流程。

山西霍煤龐龐塔礦井，借力5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)布局，由“一張網(wǎng)、兩中心、三平臺(tái)和四應(yīng)用”組成的智慧礦山，實(shí)現(xiàn)井上、井下的智能化操控及無人化值守，讓礦產(chǎn)采掘變得更高效更安全。這其中包括傳送帶集控、無人值守;供排水實(shí)時(shí)監(jiān)測、排水系統(tǒng)智能化控制;井下配電室無人值守;機(jī)房硐室無人值守，設(shè)備遠(yuǎn)程統(tǒng)一監(jiān)控、啟動(dòng)等。通過全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測、協(xié)同控制，可以及時(shí)監(jiān)測開采，識(shí)別危險(xiǎn)因素，實(shí)時(shí)分析隱患并及時(shí)發(fā)現(xiàn)處置;在井上，建設(shè)了智能調(diào)度指揮中心，實(shí)現(xiàn)指揮中心大廳全局態(tài)勢感知和統(tǒng)一資源調(diào)度等功能。

在國外，智慧礦山、無人礦山也正在快速發(fā)展，比如礦業(yè)巨頭力拓集團(tuán)在這個(gè)方面已經(jīng)較為領(lǐng)先，其可以通過遠(yuǎn)程控制中心，遙控1000公里以外的鐵礦石產(chǎn)區(qū)，實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)化操作，包括無人卡車、無人火車和無人鉆機(jī)等。對于國內(nèi)外來說，智慧礦業(yè)未來都是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢。

智慧港口：打造全自動(dòng)化碼頭，優(yōu)化港口運(yùn)營管理

隨著經(jīng)濟(jì)全球化不斷推進(jìn)，港口不僅是物流運(yùn)輸?shù)闹修D(zhuǎn)中心、配送中心和倉儲(chǔ)中心，而且成為區(qū)域腹地經(jīng)濟(jì)發(fā)展和對外開放的重要依托。通過5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，可以促進(jìn)港口運(yùn)營管理提質(zhì)增效。

青島港全自動(dòng)化碼頭是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在港口場景的應(yīng)用典范。在5G網(wǎng)絡(luò)下通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)岸橋、軌道吊自動(dòng)控制操作、抓取和運(yùn)輸集裝箱及高清視頻大數(shù)據(jù)回傳等應(yīng)用，碼頭作業(yè)全流程智能調(diào)度和自動(dòng)化現(xiàn)場無人化作業(yè)，實(shí)時(shí)設(shè)備監(jiān)測，預(yù)判設(shè)備故障，進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)以及實(shí)現(xiàn)一站式港口服務(wù)。疫情期間，自動(dòng)化碼頭的無人化、零接觸、高可靠的優(yōu)勢更為凸顯。這些都讓港口運(yùn)營實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效，提升了管理水平，有效降低了運(yùn)營成本。

目前，在5G的加持下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在越來越廣泛地應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，與各個(gè)細(xì)分行業(yè)進(jìn)行深度融合，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的優(yōu)化與提升，為各行各業(yè)發(fā)展賦能。

實(shí)施四大轉(zhuǎn)換及統(tǒng)籌四個(gè)高質(zhì)量發(fā)展

在“新基建”背景下，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的對接與融合將成為發(fā)展引擎，在更廣闊、更有價(jià)值的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域起到產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)作用。

5G時(shí)代的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)是要素，算法是核心，生態(tài)系統(tǒng)是平臺(tái)，安全是保障，改革是要?jiǎng)?wù)。但是當(dāng)前，發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)仍存在限制因素，包括網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、設(shè)備連接能力、數(shù)據(jù)采集方案完整性、工業(yè)APP數(shù)量、系統(tǒng)解決方案水平、基礎(chǔ)技術(shù)水平、生態(tài)構(gòu)建能力、安全保障能力等，仍有很多挑戰(zhàn)亟待解決。

未來建議加快實(shí)施四大轉(zhuǎn)換及統(tǒng)籌四個(gè)高質(zhì)量發(fā)展。四大轉(zhuǎn)換包括新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換、從要素驅(qū)動(dòng)向數(shù)字驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換、從結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型向創(chuàng)新轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)換、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從低端向高端轉(zhuǎn)換。統(tǒng)籌四個(gè)高質(zhì)量發(fā)展包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從數(shù)量型增長向高質(zhì)量發(fā)展;數(shù)據(jù)要從散、亂、雜的數(shù)量型增長向集成、精準(zhǔn)、系統(tǒng)的高質(zhì)量發(fā)展;知識(shí)產(chǎn)權(quán)從數(shù)量型增長向高質(zhì)量發(fā)展;產(chǎn)業(yè)人才從數(shù)量型增長向高質(zhì)量發(fā)展。

總之，“新基建”是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵支撐，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)雙引擎將積極地驅(qū)動(dòng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及變革工業(yè)應(yīng)用場景與產(chǎn)業(yè)形態(tài)。