2022 ICT年會 | 工聯院魯春叢：5G+工業互聯網實現“芯、端、網、云、用”五大突破
http://www.debgrams.com 2022-01-10 11:15 來源：通信世界
2021年，“5G+工業互聯網”在10大重點行業形成20個典型應用場景。2022年，我國將實施制造業數字化轉型行動計劃，完善多層次工業互聯網平臺體系。5G與工業互聯網的融合將加速數字中國、智慧社會建設，加速中國新型工業化進程，為中國經濟發展注入新動能，為疫情陰霾籠罩下的世界經濟創造新的發展機遇。
2022年1月6日，由通信世界全媒體舉辦的2022 ICT行業趨勢年會以“數智產業新時代，高質量發展新未來”在北京舉辦。中國工業互聯網研究院院長魯春叢受邀出席，以“5G+工業互聯網發展趨勢”主題發表了精彩的演講。
5G“三個特征”引發工業互聯網突破
“我國5G正式商用兩年半來，取得了網絡領先、產業領先、應用領先的新優勢。產業基礎高級化、產業鏈現代化水平持續攀升，不斷拓展數字經濟新空間。”魯春叢表示，“5G作為基礎性技術、聚合性技術、融合性技術，正在推動數字產業化、產業數字化的快速發展，而工業互聯網將為5G發展開辟廣闊空間。”
首先，5G網絡發展領先。我國已經建成全球最大規模5G獨立組網，建成5G基站超過139.6萬個，覆蓋所有地級以上城市；基礎電信企業共建共享持續深入，共建共享基站超過56萬，節約建設成本超千億元；用戶市場快速發展，5G終端用戶達到4.97億戶。
其次，產業能力領先。5G標準必要專利繼續保持領先，歐洲電信標準化協會（ETSI）聲明的5G標準必要專利中，我國企業的聲明量繼續保持全球領先；5G系統終端發展領先，全球5家主流系統設備廠商中我國有2家，芯片設計能力處于國際領先水平，全球前10名手機廠商我國企業占7家。
再次，我國應用創新也是全球領先。魯春叢介紹稱，在消費領域，5G+大數據+人工智能+AR/VR等組合催生新消費模式；在生產領域，“5G+工業互聯網”在建項目超過1800個，覆蓋22個重點行業領域；形成柔性生產制造、設備預測維護等20個典型應用場景；在民生領域，5G應用創新案例數量已超1萬個，特別是在教育、醫療、鐵路涌現了很多豐富的場景。
魯春叢強調，5G正在引發工業互聯網新的突破，特別是5G作為基礎支撐、聚合創新、融合引領的作用愈發凸顯。
5G+工業互聯網實現五大突破
5G和工業互聯網的融合創新將成為賦能各行業數字化、網絡化、智能化轉型升級的重要驅動力量，在網絡強國、制造強國、數字中國建設中發揮重要作用。
魯春叢表示，我國的5G+工業互聯網發展取得了顯著進展。中國的工業制造業具備完整的產業鏈、多元的行業生態、廣闊的市場縱深，特別是大量處于工業2.0到3.0階段的傳統產業企業加快數字化、網絡化、智能化改造進程，也將為5G提供豐富的應用場景，開辟更為廣闊的發展空間，支撐5G不斷發揮著商用價值，釋放發展紅利，向更高質量、更高水平加快邁進。
“5G作為基礎性技術、聚合性技術、融合性技術，正在推動數字產業化、產業數字化的快速發展，重點體現在“芯、端、網、云、用”五大方面的突破。” 魯春叢如是說。
突破一：“芯”的突破
5G帶動芯片的市場規模大幅增長，隨著5G基站建設數量不斷攀升、5G網絡設備和終端設備數量持續上漲，帶動基帶、射頻、處理器等芯片市場規模呈大幅增長態勢。
同時，5G帶動芯片高水平創新。5G的多模多頻特性直接拉動基帶芯片向高集成度的SoC芯片方向發展；5G的高頻特性為射頻芯片中基礎材料研發、濾波器、功放等元器件設計提出更高要求；5G核心網用戶面設備會引入智能加速解決方案提升數據包處理能力，給智能網卡、FPGA等芯片創造新的市場機會。
突破二：“端”的突破
一方面，5G帶動工業模組和終端發展升級。工業行業終端形態各異，目前已經形成5G到現場、5G到網關、5G設備三種接入方式。在魯春叢看來，目前60%-70%的場景還是5G到現場，希望未來十四五期間從5G到網關發展到5G直接到設備，實現IT、CT和DT的深度融合。
同時，5G與云計算、大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術的深度融合，催生傳統模組和終端向智能化方向演進，支撐更高級、更復雜的應用；5G推動工業終端向IT和OT相互融合的方向升級，推動工業控制系統加速走向遠程集中控制模式。
另一方面，5G帶動了工業模組和終端產品的多樣化。例如手機、虛擬現實設備、可穿戴設備、工業CPE、車載單元、醫療設備等新終端的大規模商用，促使終端產品規模和種類日趨豐富；終端產品牽引多場景、多形態的5G模組研發生產。
突破三：“網”的突破
5G能夠更好地滿足工業應用需求。信通院發布的數據顯示，2021年三季度我國5G網絡下載速率為406.8Mbps，是4G下載速率30.2Mbps的10倍以上，是Wi-Fi下載速率156.9Mbps的2倍以上；5G上行平均速率為49.3Mbps，相比于第二季度的32.2Mbps，提高約53.1%；采用大上行按照8:2的幀時隙配比方案，可達到1G-1.35Gbps，能夠滿足大部分工業場景需求。
同時，5G將構建工業組網新模式。切片虛擬專網模式，是指企業使用公網5G基站、核心網等基礎設施，利用網絡切片形成虛擬工業5G專網；混合虛擬專網模式，是指在共享部分公網設施基礎上，將用戶面功能單元、移動邊緣計算服務器部署在工業企業廠區，成為企業專用網絡設施；獨立專網模式，是指在工廠內建設一張包括基站、核心網等全部設施的5G網絡，僅服務企業自身需要。
突破四：“云”的突破
5G加速邊緣云商用進程。5G用戶面功能UPF下沉實現和數據流量本地卸載，可以將邊緣計算節點靈活部署在不同的網絡位置，來滿足時延、帶寬有不同需求的邊緣計算服務；5G支持將網絡能力開放給邊緣應用，實現時延敏感型的工業控制類應用、時延容忍度較高的遠程控制類應用、帶寬要求較高的視頻類應用等業務。
5G核心網通過網絡功能虛擬化（NFV）技術實現了云化部署，加速云網融合腳步伐。企業采用NFV，將5G核心網的用戶簽約數據和策略管理、網絡切片管理等功能全部軟件化，部署在X86或ARM通用服務器上，后續可以自主軟件快速迭代，加速新業務創新和上限。
突破五：“用”的突破
工業和信息化部通過實施“5G+工業互聯網”512工程，先后兩批次發布了10個重點行業和20個典型應用場景。10個重點行業包括電子設備、石化化工、裝備制造、建材、鋼鐵、港口、采礦、紡織、電力、家電；20個典型應用場景包括協同研發、生產單元模擬、設備預測維護、設備故障診斷、精準動態作業、場區智能管理、企業協同、工藝合規校驗等等，應用和產業的相互帶動促進了5G產業的繁榮發展。
通過5G技術對人、機、物、系統等的全面連接，構建起覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系，為工業乃至產業數字化、網絡化、智能化發展提供新的實現途徑，助力企業實現降本、提質、增效、綠色、安全發展。
全國已建成“5G+工業互聯網”項目超1800個，覆蓋22個國民經濟重要行業，打造了上萬個5G應用創新案例。
聚焦4個方面、10個方向
推進“5G+工業互聯網”快速發展
“十四五”時期是我國開啟全面建設社會主義現代化國家新征程的第一個五年，也是我國“5G+工業互聯網”賦能千行百業，深化融合應用的關鍵期。魯春叢強調，雖然我國“5G+工業互聯網”邁出堅實步伐，取得了一系列階段性成果。但是，進一步深化“5G+工業互聯網”發展，必須與工業領域特有的技術、知識、經驗緊密結合，這一過程難度較大，具有復雜性、長期性，非一日之功、難一蹴而就。
“下一步的工作聚焦四方面，要加強新型基礎設施建設，提升產業發展水平，增強應用創新能力，構建良好發展環境。”魯春叢表示，推進“5G+工業互聯網”發展的重點方向有10個。
- 方向1：推動工業企業建設5G全連接工廠，打造示范標桿，探索形成IT和OT網絡融合部署方案，進一步推動5G應用從外圍輔助環節向核心生產環節滲透。這將為進一步深化“5G+工業互聯網”發展，加快應用創新打下堅實基礎，也將開辟“5G+工業互聯網”發展的全新賽道，預期到2023年在10個重點行業打造30個5G全連接工廠。
- 方向2：探索5G專網建設及運營模式，推廣切片虛擬專網和混合虛擬專網，滿足大部分企業的建設5G、應用5G的需求，同時開展工業5G獨立專網試點，推動新的工業網絡組網模式探索和應用。
- 方向3：完善標準體系，加快制定“5G+工業互聯網”相關標準，實施標準引領和標準推廣計劃。
- 方向4：加快共性技術研發，實施技術產品創新突破計劃，攻克5G與TSN等新型網絡的關鍵共性技術，提升技術創新能力。
- 方向5：推動芯片、模組、終端、系統設備等關鍵產品發展，加快定制化、經濟型工業5G芯片、模組、終端等產品研發和產業化進程，鼓勵信息技術與工業技術企業聯合推進工業5G芯片/模組/網關。加快滿足工業生產特殊環境和安全要求的5G網絡和系統設備研制。
- 方向6：發揮示范標桿引領作用，結合行業實踐打造一批“5G+工業互聯網”應用創新示范標桿，培育一批可復制、可推廣的新應用、新模式、新業態。挖掘更多典型場景和重點行業應用實踐，為企業應用創新提供借鑒參考，預期到2023年，針對重點行業培育30個左右典型應用場景。
- 方向7：構建區域差異化發展格局，開展產業示范基地建設，依托國家新型工業化產業示范基地，推動形成“5G+工業互聯網”產業示范基地。鼓勵各地建設“5G+工業互聯網”融合應用先導區，探索具有地區及產業特色的發展模式，加快賦能各地行業數字化轉型。
- 方向8：建設公共服務平臺，提供5G網絡化改造、應用孵化、測試驗證等服務，開展應用咨詢及研發培訓，提升公共服務能力，預期到2023年，建成8個“5G+工業互聯網”公共服務平臺。
- 方向9：完善網絡安全體系，發展“5G+工業互聯網”安全大腦，支持重點城市加快“5G+工業互聯網”安全大腦建設，強化網絡安全保障能力。
- 方向10：探索適應行業應用發展的商業模式，推進產業各方協同創新、互利合作，推動龍頭企業整合創新鏈、產業鏈，培育解決方案供應商，加快成熟商業模式推廣。
編輯精選
