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“5G+工业互联网”发展进入“快车道”,三大挑战待解 - OFweek工控网

2023.06.15 鲁邦通编辑部

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"近年来,新一轮信息革命带来了工业技术路线的革命性变化和商业模式的突破性创新,数字经济发展迅速。5G、以工业互联网为代表的新一代信息技术,不断推动实体经济向数字化、网络化、智能化方向转变。""

在此过程中,5G与工业互联网的互补优势给各行各业带来了“智能变革”,并逐步形成了与工业经济深度融合的新基础设施、应用模式和工业生态。5G与工业互联网的全面整合,将加快中国实体经济的数字化和智能化进程,促进中国新的工业化建设,为社会经济的高质量发展注入新的动力。

近年来,“5G” 工业互联网在顶层规划设计、基础设施建设、工业应用、工业生态等方面发展迅速,取得了阶段性成果。总体而言,从中央到地方政策频发,大力支持5G与工业互联网的融合发展。逐步建设5G专网、工业大数据中心、边缘计算节点、工业互联网平台等基础设施,初步形成数字经济基础。典型的场景和行业应用不断丰富,应用领域不断深化,逐步渗透到R&D、设计、制造等核心环节。工业企业、信息通信企业、互联网公司等行业实体不断加强合作,建立创新发展联盟,聚集生态,努力打好推广过程的“团体竞争”。

然而,在发展的同时,也存在供给侧能力和需求侧需求差异、场景可复制性不足、规模建设困难、商业模式不明确等问题,仍需通过政策、技术创新、资本等手段促进“5G” 工业互联网产业有序发展,大规模复制应用。因此,明确当前的“5G” 工业互联网发展的政策驱动力、实际问题和可能的突破对促进其未来发展尤为重要。

“5G 工业互联网政策频繁出台

中国政府高度重视“5G” 工业互联网一体化应用发展。自2015年以来,中央和地方政府根据情况出台了一系列政策,称“5G” 工业互联网的发展创造了良好的政策环境。国家政策主要发挥指导作用,保障顶层设计、产业规划布局、财政支持、应用推广,支持平台建设、技术和人才培养,促进“5G” 工业互联网从概念阶段发展到应用实践阶段。根据当地产业特点,地方政府根据当地情况采取措施,完善配套政策、发展目标和具体实施计划。在中央和地方各级政府政策组合的大力支持下,在“政治、产业、学习、研究、资本”的综合作用下,产业热情高涨,不断探索和利用“5G” 工业互联网技术促进产业发展,继续开展相关试点示范建设。

据不完全统计,中央和省市政府于2020-2021年发布了5G、工业互联网相关政策600多项,政策体系日益完善,基本涵盖产业规划布局、基础设施规划建设、财政资金支持、产业综合应用推广、技术标准研究、安全保障加强、综合应用试验区培育等方面。

作为“5G”,国家层面出台的产业政策侧重于顶层设计 为“5G”工业互联网技术发展与应用创新指导文件 工业互联网标准的形成、技术迭代、资金支持和应用的实施指出了方向,并提供了政策保障。2017年11月,国务院发布了《关于深化互联网的》 “工业互联网发展先进制造业指导意见”已成为引导国内工业互联网高质量发展的纲领性文件。2019年11月,工业和信息化部发布了《5G》 工业互联网512项目推广计划明确提出了建设任务和目标,即建设5个工业公共服务平台,加快“5G” “工业互联网”在垂直领域的先导应用,建设和改造了10个重点行业的内部网络,创造了至少20个典型的着陆应用场景。2020年12月,工业和信息化部发布了《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》,要求在前三年初建成8个公共服务平台,探索5G专网建设和运营模式,支持有能力的企业开展5G全连接工厂建设,推动5G技术从辅助生产场景渗透到核心生产场景。这也标志着中国的“5G” 工业互联网进入快速发展阶段。2021年5月和2022年4月,工业和信息化部分别发布了《工业互联网专项工作组2021年工作计划》和《工业互联网专项工作组2022年工作计划》,明确规定了重点工作、目标成果、完成时间和责任部门。

在地方层面,地方政府在国家政策的指导下,结合区域产业特点,发布有针对性的地方产业政策。近年来,山东省政府、工信厅、应急厅等部门发布了《关于加快工业互联网发展若干措施的通知》 工业互联网“专项行动”等文件要求继续加快5G、建设工业互联网基础设施,深化行业授权服务,完善识别体系和安全体系;同时,通过财政资金指导,出台了政策资金支持计划,促进山东省工业互联网创新发展;山东省作为一个大型化工省,同时出台了应用场景建设和省级推广计划,重点关注安全生产、绿色低碳、智能园区等应用,强调技术的可实施性和可用性。重庆市政府、经济和信息化委员会等部门先后发布了《重庆5G应用“扬帆”行动计划》(2021-2023年)、《重庆工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》等文件支持工业互联网、智能制造等领域的解决方案提供商利用5G技术为企业创造远程设备控制、设备协同运行、柔性生产制造、现场辅助装配等典型应用场景,形成示范引领效应。鼓励大中型企业、大学、科研机构联合建设“5G” 工业互联网技术测试床,开展技术、标准、设备、解决方案的研发、生产、测试、评价和评价,打造“5G” “工业互联网”试点示范区。此外,长三角、粤港澳大湾区、京津冀地区也加强了5G、工业互联网、智能制造等方面的政策支持,使产业发展成为可能。

总的来说,随着行业的不断升级和发展,“5G 工业互联网的政策体系也在逐步完善,总体框架政策已基本出台,并正在扩展到垂直产业和关键领域。在国家政策的基础上,地方政府出台了配套政策,建立了专门的课程,以促进“5G” 工业互联网在重点行业和领域的深度融合应用。

典型的应用场景

“5G “工业互联网”正在加快授权数千个行业,涵盖数字研发、智能制造、网络协作、个性化定制、服务扩展、精益管理六大应用模式。截至2022年8月,全国已实施3100多个项目,覆盖钢铁、电力、矿山、石化、纺织等20多个重点产业。”5G 工业互联网“进入工业基地、工业园区、重点工业企业不断加快,产业规模超过万亿元。为了向更多的行业和企业推广“5G” 本文梳理了工业和信息化部发布的10个行业应用实践和20个典型应用场景,如图1所示。

5G网络作为数据通信的载体,以其大带宽、低延迟、广连接的特点支持行业应用场景的建设。例如,在钢铁企业天车设备的远程控制场景中,除设备状态数据和控制数据外,还需要音视频等数据的实时同步。因此,对传输的及时性、感知的实时性和操作的可靠性有很高的要求。经过不断优化,5G网络可以保证数据上行的大带宽、低延迟、高可靠性,以及数据下行控制信令的低延迟、安全性和高可靠性。

工业互联网平台开辟了数据采集、存储、计算、分析、应用等环节,可以通过平台积累的工业机制模型和数据模型实现应用创新。例如,在化学旋转设备故障诊断场景中,工厂可以利用工业互联网平台收集设备的温度、压力、振动等信息,分析峰值、频谱、趋势;通过训练有素的故障分类模型,结合知识地图或专家系统,向运维人员推荐相关的维护方案和备件信息。

“5G 工业互联网面临三大挑战

在政策的推动下,中国“5G” 工业互联网的发展势头良好,在标准制定、技术研发、产业一体化应用等方面取得了显著成效,但仍存在一些问题和挑战,主要总结为以下三点。

一是企业内生需求不足,“5G 大规模应用工业互联网推广阻力大。虽然中国的“5G” “工业互联网”应用落地案例逐渐增多,但大多是为了建设行业标杆项目。在高补贴政策的推动下,一些企业甚至包装了传统的信息项目和自动化项目,这并不是真正来自企业内需的“5G” 工业互联网项目。因此,“5G 工业互联网的发展可能很快进入平台期,需要突破。

二是技术可靠性、安全性等多种因素,使得5G与部分行业的应用难以深度融合。从上述典型应用场景来看,“5G “工业互联网”涉及研发设计、生产控制、运营维护等多个环节,并逐步从外围辅助生产环节切入核心生产环节。然而,化工、电力等行业对生产过程的安全性和稳定性有很高的要求,一旦出现问题,后果不堪设想;5G网络的稳定性和可靠性以及工业互联网平台沉淀模型的准确性和安全性尚未得到大规模商业实施的验证,企业不敢轻易使用“5G” 工业互联网技术取代了现有的网络和工业机制。

第三,中小企业仍担心新技术的应用,使得应用难以全面推广。目前,行业龙头企业积极拥抱“5G” 通过搭建平台、聚集数据、构建应用、拓展生态,实现工业互联网的数字化转型。但中小企业对新技术应用的接受度有限,主要原因是建设成本高,短期内无法获得更好的经济效益。因此,只有少数企业在单点或地方进行了智能化转型,大规模建设5G网络、工业互联网平台等基础设施的企业相对较少。

发展趋势分析

“5G 工业互联网的发展已经进入成熟期。根据中央政府发布的政策分析,笔者认为“十四五”期间“5G” 工业互联网将重点关注以下三个方向。

1.工业互联网赋能园区发展

工业园区作为区域经济发展的重要载体,具有产业集聚度高、企业相关性强、数字化转型需求迫切等突出特点。它是发挥工业互联网平台基础设施授权作用,实现平台应用实施的关键产业方向。工业和信息化部发布的《2022年工业互联网专项工作组工作计划》提出,促进各省市利用工业互联网加快园区转型升级,开展工业互联网进入园区的“百城千园之旅”活动。地方政府也高度重视工业互联网园区的建设,22个省市出台了相关扶持政策,帮助工业互联网园区扎根。

以化工园区为例,截至2022年6月,全国已认定化工园区616个,其中山东(85个)、浙江(52个)、湖北(51个)、河南(47个)、山西(41)位居全国前五,产值超过100亿元的化工园区高达271个。按细分产业划分,包括石化、精细化工、煤化工、盐化工、医药化工等。化工园区的发展面临着安全风险高、能耗高、碳排放高、管理手段落后等问题,工业互联网技术将成为保证化工园区安全生产、绿色低碳、智能化运营的重要手段。

2.工业互联网赋能中小企业数字化转型

作为国民经济的主体,中小企业占企业总数的90%以上。目前,中小企业数字化转型实践仍处于不断探索阶段,企业数字化水平普遍较低,主要面临基础能力不足、转型成本高、安全问题、服务供应不足等问题,但也有很大的改进空间。

随着中小企业数字化转型需求的不断释放和优惠政策的密集发布,工业互联网平台的授权范围也不断扩大到中小企业。江苏、浙江等地先后发布了多项计划措施,从诊断服务、财政支持、企业云等方面加大了支持力度,解决了中小企业“不想转、不转、不敢转”的问题。笔者认为,在保证网络安全的前提下,通过工业互联网平台为中小企业提供R&D设计、生产测试、智能营销、售后服务等高性价比的SaaS应用,是帮助中小企业数字化转型的有效手段。

3.5G全连接工厂建设推广

5G全连接工厂是指使用5G、TSN、LAN等信息通信技术,整合工业大数据、识别分析、人工智能等技术,建设或改造生产线级、车间级、工厂级等生产现场,形成生产单元广泛连接、IT与OT深度整合、充分利用数据要素、创新应用高效授权的先进工厂。

“十四五”期间,通过中央和地方政府的协调推进,计划实现全连接工厂“数百万”金字塔建设目标。即促进全国1万家企业的选拔,建设不同层次的5G全连接工厂;石化、设备制造、电力等1建设1000个特色鲜明的5G全连接工厂,选择100个工厂标杆,形成具有引领示范能力的建设方案。在企业方面,将从“水平分类、垂直分类”两个维度,以企业自身发展的客观规律和实际需求为导向,以技术可行性高、成本相对可控为前提,加强研发设计、生产经营、检测监控、仓储物流、经营管理等关键环节的应用。

5G是推动工业互联网蓬勃发展的关键技术之一。工业互联网是加快5G商业部署的重要突破之一,相辅相成。本文总结了当前的“5G” 工业互联网中央和地方政策、典型应用场景、发展问题和挑战。通过梳理政策内容,提出了“5G” 工业互联网赋能园区发展方向,服务中小企业数字化转型,建设5G全连接工厂。

广州鲁邦通物联网科技股份有限公司成立于2010年,致力为行业客户提供软硬件结合的5G+工业互联网平台解决方案,通过设备物联、机器人乘梯、设备售后管理系统、电梯物联网等产品和服务,助力电梯及特种设备、医疗设备、机器人、环保设备、环卫设备、电力设备和水务设备等工业客户进行后市场服务的数字化转型,降本增效,开启利润增长的第二曲线。