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            “5G+工業互聯網”發展進入“快車道”,三大挑戰待解

            發布日期:2022/12/8     來源:聯通數字科技有限公司

              近年來,新一輪信息革命帶來了產業技術路線的革命性變化和商業模式的突破性創新,數字經濟得以高速發展。以5G、工業互聯網為代表的新一代信息技術,不斷驅動實體經濟朝著數字化、網絡化、智能化方向轉變。在此過程中,5G與工業互聯網的優勢互補效應為各行各業帶來“智變”,并逐步形成了與工業經濟深度融合的新型基礎設施、應用模式和產業生態。5G與工業互聯網的充分融合必將加快我國實體經濟數字化、智能化進程,推動我國新型工業化建設,為社會經濟高質量發展注入新的動力。

              近幾年,“5G+工業互聯網”在頂層規劃設計、基礎設施建設、行業應用、產業生態等方面發展較快,取得了階段性成果。整體來看,從中央到地方政策頻發,大力度扶持5G與工業互聯網融合發展。5G專網、工業大數據中心、邊緣計算節點、工業互聯網平臺等基礎設施逐步搭建,賦能數字經濟的底座初步形成。典型場景和行業應用不斷豐富,應用領域不斷深入,逐步從生產的外圍輔助環節,向研發設計、生產制造等核心環節滲透。工業企業、信息通信企業、互聯網公司等各類產業主體不斷加強協同合作,組建創新發展聯盟,聚合生態,努力打好推進過程的“團體賽”。

              然而,在發展的同時,也出現了供給側能力與需求側要求存在差異、場景可復制性不足、規?;ㄔO難度大、商業模式不清晰等問題,仍然需要通過政策、技術創新、資本等多種手段,推動“5G+工業互聯網”產業有序發展、應用規?;瘡椭?。因此,理清當前“5G+工業互聯網”發展的政策驅動力、現實問題及可能的突破口,對于今后推動其發展尤為重要。

              “5G+工業互聯網”政策頻頻出臺

              我國政府高度重視“5G+工業互聯網”的融合應用發展。自2015年以來,中央與地方政府因時據勢出臺了一系列政策,為“5G+工業互聯網”發展營造了良好的政策環境。國家政策主要發揮引導作用,在頂層設計、產業規劃布局、資金支持、應用推廣等方面給予保障,還在平臺建設、技術和人才培育等方面加以扶持,推動“5G+工業互聯網”從概念階段向應用實踐階段發展。地方政府因地制宜,根據本地產業特色,完善配套政策、發展目標和具體推進實施方案。在中央和地方各級政府政策組合拳的大力支持下,在“政、產、學、研、資”的綜合作用下,產業界熱情高漲,不斷探索利用“5G+工業互聯網”技術推動產業發展,持續進行相關試點示范建設。

              據不完全統計,2020—2021年中央及各省市政府先后出臺5G、工業互聯網相關政策600余項,政策體系日趨完善,基本覆蓋了產業規劃布局、基礎設施規劃建設、財政資金支持、行業融合應用推廣、技術標準攻關、安全保障強化、融合應用先導區培育等方面。

              國家層面出臺的產業政策偏重于頂層設計,作為“5G+工業互聯網”技術發展與應用創新的指導性文件,為“5G+工業互聯網”標準的形成、技術的迭代、資金的支持、應用的落地指明了方向并提供政策保障。國務院于2017年11月印發的《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》,已成為引導國內工業互聯網高質量發展的綱領性文件。2019年11月,工信部印發《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》,明確提出了建設任務和目標,即打造5個產業公共服務平臺,加快“5G+工業互聯網”在垂直領域的先導應用,對10個重點行業進行內網的建設與改造,至少打造20個典型的落地應用場景。2020年12月,工信部印發《工業互聯網創新發展行動計劃(2021—2023年)》,要求在前三年起步期成果之上,建成8個公共服務平臺,探索5G專網建設與運營模式,支持有能力的企業開展5G全連接工廠建設,推動5G技術從輔助生產場景向核心生產場景滲透應用,這也標志著我國“5G+工業互聯網”進入快速發展階段。2021年5月和2022年4月工信部分別下發了《工業互聯網專項工作組2021年工作計劃》和《工業互聯網專項工作組2022年工作計劃》,對重點工作、目標成果、完成時間和責任部門進行了明確規定。

              在地方層面,各地政府在國家政策的指引下,結合區域產業特色,發布具有針對性的地方產業政策。如山東省政府、工信廳、應急廳等部門近幾年發布了《關于加快工業互聯網發展若干措施的通知》《山東通信業2021年“5G+工業互聯網”專項行動》等文件,要求持續加快5G、工業互聯網基礎設施建設,深化行業賦能服務,完善標識體系和安全體系;同時出臺了政策資金扶持計劃,通過財政資金引導,推動山東省內工業互聯網創新發展;作為化工大省,山東省圍繞安全生產、綠色低碳、智慧園區等應用,同步出臺了應用場景建設與省內推廣計劃,強調技術的可落地性和可用性。重慶市政府、經信委等部門先后發布了《重慶市5G應用“揚帆”行動計劃》(2021—2023年)、《重慶市工業互聯網創新發展行動計劃(2021—2023年)》等文件,支持工業互聯網、智能制造等領域解決方案商利用5G技術為企業打造遠程設備操控、設備協同作業、柔性生產制造、現場輔助裝配等典型應用場景,形成示范引領效應。鼓勵大中型企業、高校和科研機構、產業聯盟聯合建設“5G+工業互聯網”技術測試床,開展融合技術、標準、設備、解決方案的研發生產、測試試驗、評估評測等工作,創建“5G+工業互聯網”先導示范區。除此之外,長三角地區、粵港澳大灣區、京津冀地區都加強了在5G、工業互聯網、智能制造等方面的政策支持力度,賦能產業發展。

              總體來說,隨著產業的不斷升級與發展,“5G+工業互聯網”政策體系也在逐步完善,總體框架性政策基本出臺,正在向垂直行業、重點領域延伸。地方政府在國家政策的基礎上,出臺配套政策、設立專項、建立專班,促進“5G+工業互聯網”在重點行業、重點領域的深度融合應用。

              典型應用場景

              “5G+工業互聯網”正在加速賦能千行百業,已覆蓋41個國民經濟大類,涉及數字化研發、智能化制造、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸、精益化管理六大類應用模式。截至2022年8月,全國累計落地超過3100個項目,覆蓋鋼鐵、電力、礦山、石化、紡織等20多個重點行業,“5G+工業互聯網”進產業基地、進產業園區、進重點行業企業持續提速,產業規模邁過萬億元大關。為了面向更多行業和企業推廣“5G+工業互聯網”的融合創新應用,本文梳理了工信部發布的10個行業應用實踐和20個典型應用場景,如圖1所示。

            圖1 “5G+工業互聯網”重點行業與典型應用場景

              5G網絡作為數據通信的承載體,以其大帶寬、低時延、廣連接的特性支撐行業應用場景的建設。例如,在鋼鐵企業天車設備遠程控制場景中,需要在遠端還原操作現場實景,除設備的狀態數據、控制數據外,還需要音視頻等數據的實時同步,因此對傳輸的及時性、感知的實時性、操作的可靠性要求較高。而5G網絡經過不斷優化,可以保障數據上行的大帶寬、低時延和高可靠,以及數據下行控制信令的低時延和安全高可靠。

              工業互聯網平臺打通了數據的采集、存儲、計算、分析、應用等環節,因此可以通過平臺積累的工業機理模型和數據模型,實現應用創新。例如,在化工旋轉設備故障診斷場景中,工廠可以利用工業互聯網平臺采集設備的溫度、壓力、振動等信息,對峰值、頻譜、趨勢等進行分析;還可以通過已訓練好的故障分類模型,對轉子不對中、轉軸磨損斷裂、密封失效等進行診斷分析,并結合知識圖譜或專家系統,向運維人員推薦相關的檢修方案、備品備件信息。

              “5G+工業互聯網”面臨三大挑戰

              在政策的推動下,我國“5G+工業互聯網”的發展勢頭良好,在標準制定、技術研發、行業融合應用等方面取得了顯著的成效,但仍然存在著一定的問題與挑戰,主要歸納為以下3點。

              一是企業內生需求不足,“5G+工業互聯網”大規模應用落地推進阻力大。雖然我國“5G+工業互聯網”應用落地案例正在逐步增多,但是多為對行業標桿項目的打造。在高額補貼政策的驅動下,一些企業甚至將傳統信息化項目、自動化項目進行包裝,而這并非真正源于企業內需的“5G+工業互聯網”項目。因此,“5G+工業互聯網”的發展有可能很快進入平臺期,需要加以突破。

              二是技術可靠性、安全性等多重因素,致使5G與部分行業應用難以深度融合。從上述典型應用場景來看,“5G+工業互聯網”已經涉及從研發設計、生產控制到運營維護等多個環節,也逐步從外圍輔助生產環節切入到核心生產環節。但化工、電力等行業對于生產過程的安全性、穩定性要求極高,一旦發生問題后果不堪設想;而5G網絡的穩定性、可靠性,以及工業互聯網平臺所沉淀模型的準確性、安全性,尚未經過大規模商業落地驗證,企業不敢輕易以“5G+工業互聯網”技術替代現有網絡、工業機理等。

              三是中小型企業對新技術應用仍有顧慮,致使應用難以全面推廣。當前,行業龍頭企業積極擁抱“5G+工業互聯網”,通過搭平臺、聚數據、建應用、拓生態實現數字化轉型。但中小型企業對新技術應用的接受程度有限,主要原因是建設成本較高,短時期內無法獲得較好的經濟效益。因此,只有少部分企業在單點或局部進行了智能化改造,大規模開展5G網絡、工業互聯網平臺等基礎設施建設的企業相對較少。

              發展趨勢分析

              “5G+工業互聯網”的發展已步入成熟期,根據中央各地方發布的政策分析,筆者認為“十四五”期間,“5G+工業互聯網”將重點圍繞以下3個方向發展。

              工業互聯網賦能園區發展

              工業園區作為區域經濟發展的重要載體,具有產業集聚度高、企業關聯性強、數字化轉型需求迫切等突出特點,是發揮工業互聯網平臺基礎設施賦能作用和實現平臺應用落地的重點產業方向。工信部出臺的《工業互聯網專項工作組2022年工作計劃》提出,推動各省市利用工業互聯網加快園區轉型升級,開展工業互聯網進園區“百城千園行”活動。地方政府也高度重視工業互聯網園區建設,22個省市已出臺相關扶持政策,助力工業互聯網園區落地生根。

              我國產業園區眾多,以化工園區為例,截至2022年6月,全國范圍內認定的化工園區數量達到616個,其中山東(85個)、浙江(52個)、湖北(51個)、河南(47個)、山西(41個)排名全國前五位,產值超百億元的化工園區高達271家。按細分產業劃分,包括石油化工、精細化工、煤化工、鹽化工、醫藥化工等?;@區的發展面臨著安全風險高、能耗與碳排放高、管理手段落后等問題,而工業互聯網技術將成為保障化工園區安全生產、綠色低碳、智慧化運營的重要手段。

              工業互聯網賦能中小企業數字化轉型

              中小型企業作為國民經濟的主體,占企業總數量的90%以上。當前中小型企業數字化轉型實踐工作仍處于不斷探索階段,企業數字化水平普遍較低,主要面臨基礎能力不足、轉型成本較高、存在安全顧慮、服務供給不足等問題,但同時也具有較大的提升空間。

              隨著中小企業數字化轉型需求的持續釋放和利好政策的密集發布,工業互聯網平臺賦能范圍也不斷向中小企業延伸。江蘇、浙江等地先后發布了多項方案舉措,從診斷服務、資金支持、企業上云等方面加大了扶持力度,解決中小型企業“不想轉、不會轉、不敢轉”的問題。筆者認為,在保障網絡安全的前提下,通過工業互聯網平臺面向中小型企業提供產品的研發設計、生產測試、智慧營銷、售后服務等方面高性價比的SaaS應用,是助力中小企業數字化轉型的有效手段。

              5G全連接工廠建設推廣

              5G全連接工廠是指利用5G、TSN、LAN等信息通信技術,融合工業大數據、標識解析、人工智能等技術,新建或改造產線級、車間級、工廠級等生產現場,形成生產單元廣泛連接、IT與OT深度融合、數據要素充分利用、創新應用高效賦能的先進工廠。

              “十四五”期間,通過中央與地方政府的協同推進,計劃實現全連接工廠“百千萬”金字塔式建設目標。即推動在全國范圍內遴選1萬家企業,進行不同層級的5G全連接工廠建設;在石油化工、裝備制造、電力等10個重點行業,建成1000個特色鮮明5G全連接工廠;遴選出100個工廠標桿,形成具備引領示范能力的建設方案。在企業端,將從“橫向分類、縱向分級”兩個維度上加以推動,以企業自身發展的客觀規律和實際需求為導向,以技術可行性高、成本相對可控為前提,針對研發設計、生產運行、檢測監測、倉儲物流、運營管理等關鍵環節強化應用落地。

              5G是驅動工業互聯網蓬勃發展的關鍵使能技術之一,工業互聯網是加快5G商用部署的重要突破口之一,二者相輔相成。本文總結了當前“5G+工業互聯網”中央與地方相關政策、典型應用場景、發展問題與挑戰。通過梳理政策內容,提出了“5G+工業互聯網”賦能園區、服務中小企業數字化轉型、建設5G全連接工廠的發展方向。

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