工業(yè)和信息化部部長苗圩曾說：“未來80%的5G應(yīng)用場景在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。”11月22日，工信部辦公廳印發(fā)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案，目標(biāo)到2022年，突破一批面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特定需求的5G關(guān)鍵技術(shù)。

5G在個人消費(fèi)領(lǐng)域已經(jīng)商用，但在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用才剛開始。工業(yè)應(yīng)用對5G有多個特殊要求，如需要確定性、實(shí)時性、安全性的通信技術(shù)。這些需求的實(shí)現(xiàn)仍在探索階段。12月24日，華為與機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所（以下簡稱儀綜所）成立5G工業(yè)應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。

雙方希望根據(jù)儀綜所在工業(yè)行業(yè)的豐富經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生有實(shí)際商業(yè)價值的創(chuàng)新5G工業(yè)解決方案，并通過國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的方式，推廣到國內(nèi)工業(yè)市場形成規(guī)模部署，為“5G+智能制造”的國家工業(yè)體系建設(shè)戰(zhàn)略做出貢獻(xiàn)。

但是業(yè)界提出疑惑，儀綜所與華為為何選擇彼此，發(fā)力5G工業(yè)應(yīng)用？到底要如何推動實(shí)驗(yàn)室的工作？給產(chǎn)業(yè)將帶來什么影響？就此，筆者近期走進(jìn)儀綜所位于北京亦莊的基地，實(shí)地采訪并參觀。

5G+工業(yè)價值巨大，但規(guī)模應(yīng)用存挑戰(zhàn)

5G 網(wǎng)絡(luò)的商用部署正在快速展開，很多手機(jī)用戶已經(jīng)用上了5G，體驗(yàn)到了更優(yōu)質(zhì)的移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

據(jù)GSA截至今年10月的數(shù)據(jù)，全球已有103個國家的321運(yùn)營商投資5G網(wǎng)絡(luò)，62運(yùn)營商已部署5G網(wǎng)絡(luò)，46運(yùn)營商已發(fā)布5G商用，預(yù)計(jì)年底將超過60張。5G終端發(fā)展速度遠(yuǎn)超預(yù)期，終端芯片廠商發(fā)布4款5G SoC，超172個5G終端。5G發(fā)展速度遠(yuǎn)超過4G。

5G時代，移動通信從以人為核心的聯(lián)接延伸向萬物互聯(lián)，成為全行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的使能技術(shù)。5G大帶寬、低時延和高可靠的網(wǎng)絡(luò)特性，使其成為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)體系的重要組成部分，也是第四次工業(yè)革命的重要基石。

“5G將在全球范圍內(nèi)顛覆傳統(tǒng)制造模式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。基于5G技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用將催生全新的工業(yè)生產(chǎn)業(yè)態(tài)，成為驅(qū)動工業(yè)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。”華為無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線副總裁、首席戰(zhàn)略官徐偉忠表示。

5G是領(lǐng)先的無線技術(shù)，可以服務(wù)智能制造的多樣場景。除了可以用在大量的必須采用無線通信的工業(yè)場景（旋轉(zhuǎn)類機(jī)械數(shù)據(jù)采集，或采油、油氣管線等生產(chǎn)現(xiàn)場距離過遠(yuǎn)），5G的低時延特性可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制、機(jī)器間控制、移動機(jī)器人以及帶安全控制的移動面板。而5G的高帶寬可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)VR/AR（生產(chǎn)運(yùn)維、技工培訓(xùn)）及高清視頻監(jiān)控等應(yīng)用。

但是，針對工業(yè)的5G 技術(shù)應(yīng)用，還處于摸索階段，存在大量問題需要解決。“5G服務(wù)工業(yè)應(yīng)用，需滿足性能、安全、自治、對接需求。”徐偉忠表示。

對此，儀綜所所長歐陽勁松特別介紹，工業(yè)制造有個很大的特點(diǎn)，就是工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境一般比較惡劣，比如高溫、高濕、多塵、電磁干擾大等。這些都可能導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行和通信質(zhì)量不穩(wěn)定從而影響生產(chǎn)制造。

所以對于工業(yè)而言，工業(yè)應(yīng)用傳輸速率、帶寬等不是唯一的決定性因素，而具體決定性因素有三點(diǎn)。歐陽勁松詳細(xì)介紹，

第一，確定性和實(shí)時性相輔相成，二者綜合表示工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸時間是確定可預(yù)測；

第二，可用性：在給定條件下，事物在預(yù)定時間或時間間隔內(nèi)處于某個狀態(tài)并執(zhí)行所要求功能的能力；

第三，安全性，不僅是信息安全，更重要的是功能安全以及兩者的融合協(xié)調(diào)和一體化，來保證工業(yè)安全。

合建5G實(shí)驗(yàn)室：4方面落地工業(yè)應(yīng)用

面對上述挑戰(zhàn)，我們看到全球目前成立了一些相關(guān)的5G工業(yè)聯(lián)盟，比如德國電氣和電子制造商協(xié)會（ZVEI）的基礎(chǔ)上正式成立了5G產(chǎn)業(yè)自動化聯(lián)盟，中國移動牽頭成立的5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟。這些聯(lián)盟大多還是從信息技術(shù)出發(fā)，缺少實(shí)際實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)支撐。

值得肯定的是，領(lǐng)先工業(yè)組織選擇與領(lǐng)先運(yùn)營商以及電信設(shè)備商合作，打造實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行探索。比如華為與儀綜所近期成立5G工業(yè)應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。徐偉忠介紹，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)將聚焦工業(yè)控制層和現(xiàn)場層通信，解決工業(yè)協(xié)議對接并形成標(biāo)準(zhǔn)。

而談及5G 聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室主要建設(shè)內(nèi)容，歐陽勁松介紹，儀綜所與華為雙方在需求分析、技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、測試床試驗(yàn)驗(yàn)證以及推廣應(yīng)用方面進(jìn)行分工協(xié)作，主要建設(shè)內(nèi)容包括4個方面。

第一，技術(shù)研究：5G聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室將進(jìn)行5G工業(yè)應(yīng)用場景與需求分析，5G功能安全與信息安全研究、5G與OPC UA融合技術(shù)研究。雙方目標(biāo)是通過5G和OPC UA對接，以O(shè)PC-UA over 5G的方式提供完整的工業(yè)通信解決方案。

第二，標(biāo)準(zhǔn)制定：5G工業(yè)應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作。雙方將支撐相關(guān)行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)制定探索5G在工業(yè)的快速部署和應(yīng)用的可行模式，推動落地。

第三，測試床建設(shè)：充分利用儀綜所智能制造試驗(yàn)驗(yàn)證平臺的已有資源，構(gòu)建面向設(shè)備與設(shè)備通信、機(jī)器視覺檢測等功能的試驗(yàn)驗(yàn)證測試床。通過工業(yè)5G性能驗(yàn)證，雙方將發(fā)現(xiàn)5G在工業(yè)控制層和現(xiàn)場層的不足。

圖注：儀綜所已建的智能制造試驗(yàn)驗(yàn)證平臺資源

第四，推廣應(yīng)用：創(chuàng)新合作模式，共建推廣平臺，共同開展工業(yè)5G、OPC UA等技術(shù)的推廣活動、學(xué)術(shù)研討、企業(yè)對接等，推動5G工業(yè)應(yīng)用的示范項(xiàng)目建設(shè)，形成一個有中國實(shí)際特色的5G工業(yè)應(yīng)用生態(tài)。

據(jù)筆者了解，此次歐陽勁松多次提到的OPC UA，是I 4.0參考架構(gòu)模型推薦的唯一通信層標(biāo)準(zhǔn)。OPC-UA over 5G可以提供完整的工業(yè)無線通信解決方案。OPC UA和底層通信技術(shù)（如無線場景使用5G、有線場景使用TSN）結(jié)合，提供由傳感器到云端的統(tǒng)一通信方式。

歡迎更多單位加入，已有標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)

當(dāng)然，可能很多人就想問，儀綜所與華為為何選擇彼此成立5G聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室？雙方有何獨(dú)到優(yōu)勢能夠互補(bǔ)？

據(jù)了解，儀綜所這家單位不得了：是國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)化總體組副組長單位，全國工業(yè)過程測量控制和自動化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC124）秘書處，在工業(yè)通信與集成、傳感器與儀器儀表、智能制造、工業(yè)安全等工業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)與行業(yè)應(yīng)用方面具有較長時間的研究與積累，建立有Profibus、profinet 國內(nèi)最為領(lǐng)先與完備的現(xiàn)場總線/工業(yè)以太網(wǎng)測試認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室。

談及雙方合作的原因，徐偉忠表示，雙方優(yōu)勢互補(bǔ)，開展戰(zhàn)略合作，建設(shè)5G工業(yè)應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，聚焦我國離散、流程等典型行業(yè)，圍繞5G 在工業(yè)應(yīng)用開展關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)技術(shù)研究與試驗(yàn)驗(yàn)證和應(yīng)用推廣，可以推動OT技術(shù)和IT技術(shù)的融合，為我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

當(dāng)然，僅靠儀綜所與華為還無法讓5G工業(yè)應(yīng)用走向規(guī)模商用。所以，該聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室在成立之初，就歡迎更多企業(yè)和研究單位加入。

歐陽勁松所長介紹，儀綜所與華為合作的5G工業(yè)應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室秉承開放態(tài)度，歡迎工業(yè)企業(yè)、信息技術(shù)企業(yè)、移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、科研院所等加入實(shí)驗(yàn)室，就工業(yè)應(yīng)用場景分析、關(guān)鍵技術(shù)突破、標(biāo)準(zhǔn)制定、測試床構(gòu)建、示范應(yīng)用進(jìn)行分工協(xié)作。

據(jù)悉，目前SAC/TC124標(biāo)委會已經(jīng)啟動了《工業(yè)無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)第1 部分：通用技術(shù)要求》國家標(biāo)準(zhǔn)的制定。“我們歡迎大家的加入，只有更多地OT和IT領(lǐng)域單位和專家加入，才能更大的發(fā)揮5G工業(yè)應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的平臺效應(yīng)。”歐陽勁松表示。