挑战越大步伐越快

工业互联网与工业智能化的融合

5G被认为是工业互联网的核心支撑。但工业互联网并不是简单的通信网络，还包括各类工业制造、信息平台以及全流程、全链条的安全，是5G技术推动工业革命的载体和途径。工业互联网的网络并不依靠单一网络通信技术建设，支撑工业互联网网络建设的不仅包括5G，还包括SDN、TSN、WiFi等各类网络技术，因此工业5G发展还必须考虑与各类网络技术的融合。

5G网络由于有了万物互联的特性，其应用可以分为两大赛道：一是面向个人消费者的To C领域，另一个是面向产业的To B领域。不过，从产业支撑来看，当前5G网络主要是面向大网部署，To B应用暴露出了一些问题。首先是成本，行业应用需要工业级的芯片和模组，且定制化导致了规模上不去，终端成本较高。这需要业界针对行业需求，尽量把市场规模大的做定制化，市场规模小的做通用化，形成一个平衡。其次是上行带宽，传统To C应用是下行带宽大、上行带宽小，但工业设备往往存在巨大的数据采集量，所以普遍存在上行大带宽需求。这要求业界探索如何实现上下行带宽配比，真正提升容量。 此外，还有部署的安全性、经济性等问题，例如很多工业企业要求数据隔离，以及数据的控制;成本方面，除了工业模组成本高，还在于整个系统升级改造的成本。例如一个传感器、一个摄像头，本身成本不高，但每个都加上5G模组，成本就明显提升了，这需要业界持续根据场景进行方案优化。 而工业互联网的本质是通过开放的、全球化的工业级网络平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接和融合起来，高效共享工业经济中的各种要素资源，从而通过自动化、智能化的生产方式降低成本、增加效率。5G能够为工业互联网提供大宽带、低延时、高效率以及高安全性的网络通信。5G与工业互联的融合将加速数字中国以及新型工业化进程。

制造业是“5G+工业互联网”的产业融合应用的主要战场。5G技术改变了制造业企业原本的组织方式和生产模式，对设备、人员以及环境进行全方位互联，对生产设备进行实时监控，使工业生产越来越向着无人化、网络化、智能化的方向发展;5G技术改变了制造业企业的生产经营模式，使得工业企业同客户交互成为可能，面向客户提供个性化服务，推动制造业向服务型企业转型升级。目前，我国建成“5G+工业互联网”的项目接近1600个，覆盖了20余个国民经济重点行业和领域，在实体经济向数字化、网络化、智能化转型升级中发挥了重要作用。

在工业互联网的发展过程中，当前我们应该坚持适度超前原则，但更要有序推动5G网络的建设，加快工厂、园区等重点区域和行业的5G网络覆盖，开展5G专网试点，增强行业网络供给能力。同时，加快垂直行业“5G+工业互联网”融合应用标准制定，持续推进定制化发展，特别是在5G芯片、模组、终端等关键产品、器件研发和产业化进程方面，下大力气提供优质技术产品。

实际上，开展工业互联网试点示范应用和融合应用先导区建设也很有必要。继续发布第二批应用场景示范和行业实践，指导各地结合特色和优势产业，通过召开一系列现场会，打造一批行业和领域标杆，以点带面，进一步深化融合应用。当然，这其中也离不开我们一直强调的优化5G生态的趋势。

目前，工业无线技术呈现着百花齐放的局面，不仅包括专用的WirelessHART、ISA100.11a、WIA，还包括WiFi、LoRa、NB-IoT、5G等等，他们都从不同层面支持工业应用。然而，工业应用的需求确实是千差万别，很难有一种技术可以同时支持全部工业场景。这里面，5G的优势就在于，它采用了场景驱动的技术路线定义了三大场景，可以支持不同类型的应用。我们同时也应该看到，由于没有经过像工业以太网等成熟工业网络技术的知识积累和沉淀，时至今日5G的应用还处于不断地应用尝试、技术创新的迭代中。在已经展示出的5G应用创新中，例如机器人的遥控操作远程手术、VR/AR远程示教等，解决了一些之前难以解决的问题。但是在应用过程中，也发现还有很多尚待解决的问题，需要在5G的发展过程中不断去解决。

机器视觉行业步伐不停

很多人都清楚，5G是一个时代，其在工业的应用也不必急于一时，还是应该不断地进行技术迭代，从ICT和OT的角度共同推动全新的工业无线网络。目前的发展态势是，随着5G-Advanced（5G演进）技术在3GPP正式立项，5G在上行能力、低时延、确定性和精准定位等方面将全面演进和增强，5G与机器视觉产业将加速融合，更广泛地应用于多个行业领域，在经济社会各领域的数字转型、智能升级、融合创新等方面提供坚实支撑。

从数字上來看，截至今年6月初，我国已累计建成5G基站超81.9万个，占全球总数的近70%;5G手机终端用户连接数达2.8亿，在全球的份额超过80%。互联网数据中心（IDC）预计到2025年，中国5G基站数量将达到450万个，拥有8.58亿5G连接，将占全球总数近50%。

当前，工业互联网的连接主要依靠国家、省市的各级骨干网、承载网以及无线接入网。以5G为例，其链接可望承载10亿个场所的连接，50亿人的连接，500亿物的连接，把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织，真正实现万物互联。只是，目前工业无线的实际应用率只有6%左右，而5G由于刚开始应用，份额将更小。但无论如何，我们仍有信心在技术上突破，在应用场景和模式上创新，期待5G能够以点带面，产生行业辐射作用，推动我国产业的持续升级。

在整个制造业层面，十四五期间，突破传统发展模式，推动制造业模式创新，充分发挥我国在移动通信产业的优势，特别是5G技术优势，十分必要。此外，把5G应用于工业，并渗透到工业系统，这也将有利于保持并扩大我国5G的领先优势。

在前不久的2021年7月中旬，工信部联合十部门共同印发《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年）》，以推动重点领域5G应用的深度和广度，其中机器视觉被列为5G+工业互联网方向的重要业务之一。

实际上，机器视觉行业正面临算法升级和人工智能引入、算力与成本的平衡、固定向移动的扩充、数据共享和系统联动等四大诉求，基于这些诉求，5G机器视觉存在小带宽端云协同、大带宽端云协同、小带宽端边协同、大带宽端边协同以及多厂区跨省协同等五大逻辑与部署架构。引入5G后，对智能化工业和机器视觉方案带来的变化影响是巨大的，其包括架构和子系统分工的变化、以及新技术和新产品的引入。有业内专家指出，如果要更好的发展5G机器视觉应用，图片压缩技术需要持续提升到压缩比10：1，或者5G的传输帶宽能力需达到10倍的增强，并且5G机器视觉也会带来原有机器视觉传输协议的变化和更新。

当然，一些工业互联网场景对5G的需求是硬性的。例如AGV，此前通过WiFi或近距离无线技术调度解决移动性问题，但经过AP点更换可能会出现卡顿停车。现在基于5G大带宽和低时延特性，可将视频处理能力放在边缘侧，直接减少上位机的数量，既降低成本也更好用。PIC也是如此，基于5G技术云化后，很多智能功能向边缘侧迁移，可以满足工业下沉等需求。

工业4.0的趋势可见

随着5G商用的深入推进，智能制造和工业4.0的时代已经到来。智能制造作为新一代信息通信技术（ICT）与制造技术融合发展的产物，代表着先进制造技术发展的主要方向，而机器人是实现智能制造的一类重要而特殊的载体。智能制造与机器人技术不仅会促进制造业发展，也将促进制造新业态的诞生。作为中国机器人事业的发源地之一，中国科学院沈阳自动化研究所在中国机器人事业发展历史上创造了二十多个“第一”，推动中国机器人技术的研究发展，解决了国家制造业发展一系列重大关键技术问题。

举个实例。随着工业自动化和智能化需求的不断提升，越来越多的制造企业开始采用工业相机代替人眼来做产品缺陷智能检测及高精度测量，以帮助提升生产效率、节约人力成本、加速企业实现转型升级。企业通过在生产线或巡检机器人上部署工业相机，来采集图像并传输至专用的处理系统进行运算、分析并抽取目标特征，进而根据判断的结果来控制现场设备。

工业相机最本质的功能是将光信号转变成有序的电信号，具有更高的图像稳定性、传输能力和抗干扰能力等。其性能的好坏不仅直接影响到图像的分辨率、质量等，还关系着整个生产过程的效率。在4G时代，受限于传输速率等性能，往往只能传输普通质量的图像且有延迟，导致前端与后方无法实时沟通。现在通过搭载移远通信5G模组，工业相机可顺利实现5G技术的加持，完成性能的“无限”突破。

5G工业相机的优势包括配置简单、支持无线网络、依靠5G技术低时延等等特点。工业相机可第一时间将监测到的异常情况、设备故障处、产品瑕疵点等信息传输至管理平台，有利于相关人员或机器及时处理应对，可利用5G专网进行实时传输，凭借5G专网提供的端到端流量隔离，可充分保障速率和带宽以及更低的时延，能满足工业场景对网络高可靠性的极致需求。

我们知道，工业4.0互联制造解决方案获评“世界互联网领先科技成果”，在研究开发过程中，对于特种场景下的需求，也提出了5G时代网络的新需求。当前，我国市场是全球工业机器人增长的引擎，销量占比明显提升并继续稳居全球第一，但与国际机器人还有较大差距。只要我们能抓住这个机遇，攻坚克难，争夺技术优势，猛攻‘卡脖子技术，强化核心技术的自主可控性，推动机器人产品向中高端发展，中国必将成为全球供需两端的最大市场。

后记

挑战一直存在，尤其是我国现在确立的诸多发展目标，每一个都需要我们全力以赴地实现。但挑战，基于我们对自有5 G 技术的自信，步伐加快也是一种必然。换句话说，智能制造是我国成为制造强国的必经之路，机器视觉是实现智能制造的重要抓手，5 G将赋能机器视觉，加速智能制造发展。综合来看，与各部门统筹协同，形成合力，是“ 5 G+工业互联网”创新发展必然结果。继续推动各地方在5 G建设场地、用电、人才等方面支持和扶持。同时，工信部也支持企业不断创新，发挥主观能动性，形成合力，协同创新，合作共赢，使“ 5 G+工业互联网”在数字化经济中发挥引导和牵引作用。目前，5 G+工业互联网应用，主要是基于R 1 5，接下来业界将探索R 16的应用，5 G与制造体系以及实体经济的变革不仅仅是连接，而是体现在了方方面面，5 G 将带动整体制造体系数字化转型，带动整个产业数字化转型。