5G让制造业有了“无线”可能

　　近年来，江苏省苏州市吴江区大力推进制造业智能化改造和数字化转型。图为近日在位于吴江区盛泽镇的恒力化纤工业丝智能车间，工作人员读取产品信息。新华社记者 李博摄

　　传统工业企业，转型升级颇受关注。搭上5G这班快车，加速“数字化”到“智慧化”进程，让传统工业企业与工业互联网技术融合碰撞，在新时代焕发出无限生机。

　　工业互联网是信息领域与物理制造领域的深度融合，被视为5G的核心应用领域。当5G进入规模部署阶段，工业则是其中最重要的应用领域之一。

　　世界5G大会召开在即，记者采访了全国工业过程测量和控制标准化技术委员会主任、“网络化控制系统”国家地方联合工程研究中心主任、中国科学院沈阳自动化研究所所长于海斌，畅谈5G时代制造业面临的机遇与挑战。

　　“工业领域的智能生产需要提升柔性、灵活性、资源效率和产品质量，而5G与工业自动化的深度融合，可以提升网络连接力和稳定性，打造未来工业连接新架构，支撑未来全连接智慧工厂建设。”身处东北老工业基地辽宁，于海斌对工业互联技术在传统工业企业的应用有着深刻理解。

　　一项性技术的成熟，需要技术和应用场景的多轮迭代和不断创新，同时也不乏争议。制造业希望通过工业互联网实现自动化，但大量工业制造知识亟待挖掘。

　　于海斌说，工业互联网不仅是一张网，更是互联的工业系统。工业系统则由信息网络支撑的互联智能，向知识驱动的自主智能发展，从而实现自主与智能。

　　随着5G应用渐次落地，商用5G技术和应用取得巨大成功，理性看待工业场景应用尤为关键。于海斌表示，工业5G技术及其对工业的作用，尚处在初始阶段。

　　回顾无线网络技术的应用和发展规律，他认为，工业无线网络技术在自动化领域的应用，从初期的尝试到后期的大规模产品化应用，已验证了无线技术在部分工业领域的可行性，并重点解决了流程工业的大规模工业测控问题。

　　“但面向高端加工制造，特别是精密运动控制，由于无线技术尚未达到传统有线网络的效果，始终缺少‘无线’的利器。”于海斌强调。

　　目前，工业无线技术呈现出百花齐放局面，从不同层面支持工业应用。但由于工业应用场景千差万别，很难有一种技术可以同时支持全部工业场景。

　　“尽管5G采用场景驱动的技术路线定义了三大场景，但与实时性密切相关的工业应用尚需突破。”于海斌说，由于没有像现场总线、工业以太网一样的知识积累和沉淀，时至今日，5G的应用仍处于不断地应用尝试和技术创新的迭代中。

　　“但从目前已经展示出的5G应用创新中，人们看到了很多机遇，如机器人的遥操作远程手术、VR/AR远程示教等，解决了一些之前难以解决的问题。”于海斌说。

　　数字显示，5G的链接有望承载10亿个场所的连接，50亿人的连接，500亿物的连接。未来，每个人、每个家庭、每个组织都将通过“数字”实现互联互通。

　　目前，工业无线技术的全球市场份额只有6%左右，而5G由于刚刚开始应用，份额则更小，但其对推动工业基础设施、生产方式、创新模式等方面的持续变革却很关键，关乎数字经济时代我国制造业发展的主动权和话语权。

　　此外，从数字比对中也可以看到我国与其他国家的差距。如光刻机加工水平，荷兰为5nm，其7nm精度以上的光刻机占世界100%份额，而我国可量产的光刻机水平仅为90nm，差距巨大，说明挑战与机遇并存。

　　时代的变革和政策的利好，让工业互联网焕发出无限生机，也让人们对5G时代充满想象。“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，势在必行。

　　“以点带面，通过技术突破，实现应用场景和模式上的创新，从而产生行业辐射作用，推动我国工业企业和产业发展的持续升级，夯实现代化工业体系。”于海斌给出自己的看法，把5G应用于工业并渗透到工业系统，将有利于保持并扩大我国5G的领先优势。

　　20多年来，于海斌率领团队深耕工业无线控制技术，不仅创建了国际领先的工业无线控制技术体系，还牵头制定了我国在工业无线控制领域首个国际电工委员会（IEC）国际标准——WIA-PA标准，使我国工业无线控制技术达到国际领先水平，有了国际话语权。

　　作为我国机器人和工业自动化事业的发源地之一，中国科学院沈阳自动化研究所持续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。“海翼”水下滑翔机于2017年打破世界水下滑翔机最大下潜深度纪录，“海斗一号”全海深无人潜水器于2020年成功海试最深下潜至10907米，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”。

　　“在重大科技成果以及特种场景下应用，对5G时代提出了新需求。而未来，5G技术也将在方方面面得到应用，但不能操之过急。”于海斌说，5G应该在不断地技术迭代中，从ICT（信息通信技术）和OT（运营技术）角度共同推动全新的工业无线网络，抓住机遇，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。

　　注重底层支撑，思考技术融合。于海斌表示，“人、机、物”全面互联的关键基础设施，5G是工业互联网的核心支撑，人工智能、大数据、工业计算、5G、工业物联网等新技术交叉融合，各类工业制造、信息平台以及全流程、全链条的安全，将是5G技术推动工业的载体和途径，产生很多新技术并将形成创新引领能力，为制造业的智能化发展提供无限可能。

　　虽然都被称为球金龟，但它们的身手却差距较大—— 一些球金龟只能形成松散球形，或者完全不能成球，而另一些则能形成紧密球形。

　　研究人员表示，他们制造出第一个纳米级涡轮机，再现了美丽的荷兰风车，但这一次它只有25纳米，相当于体内一个蛋白质的大小。

　　近年来，一些真正具有开创性的“数字孪生”范例不断涌现，如中国上海的数字城市、美国洛杉矶的交通基础设施、体育场馆，甚至特斯拉售出的每一辆车。

　　研究人员发现，提取的双向性最强的复合体并非均匀分布在所有主要区域，而是集中在皮层区域和丘脑区域。

　　在“双碳”目标下，煤炭产业更加受到关注：煤炭是我国资源最丰富的化石能源，也是能源消费碳排放的主要来源，煤炭利用产生的二氧化碳排放量约占能源消费排放的70%左右。

　　智能化技术在煤矿减人增安提效方面作出了重要贡献。巡检、安控、运输、辅助作业等煤矿机器人也得到了大量应用，未来，将会有越来越多的危重作业岗位被机器人所替代。

　　7日，我国首创的铁路智能站台门技术——“适应所有列车车型的站台安全门”，荣获中国施工企业管理协会“第二届工程建设行业高推广价值专利大赛决赛”特等奖。

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