尹浩:新基建推进5G+工业互联网加速发展

责任编辑:朱文凤 2020.10.28 12:23 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)2020年10月28日,“2020第三届中国(黄石)工业互联网创新发展大会”在湖北黄石隆重召开,本届大会以“工业互联驱动高质量发展”为主题,汇聚各方代表交流思想。中国科学院院士尹浩发表主题为“新基建浪潮下的工业互联网”的主旨演讲。

演讲如下:

各位上午好,我今天报告的题目是新基建浪潮下的工业互联网。我想从这三个方面跟大家分享业界的有关观点认识。

首先谈工业互联网与新基建的理解认识。刚才各位领导在致辞的时候也谈到,2017年习总书记明确提出要深入实施工业互联网创新发展战略。2019年工业互联网全球峰会上又发了贺信,提出中国高度重视工业互联网创新发展,愿意与国际社会一道持续提升创新能力,推动工业化与信息化在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合发展。

刚才有位领导致辞也提到了,三年两会报告都提到了加快建设工业互联网。人类社会从第一次工业革命,现在进入了第四次工业革命,以智能为代表,将来万物互联的智能时代。我们看一下三百年来工业发展史,可以看出正在不断从我们体力的解放到解放我们的脑力,现在到脑力解放的时代,也就是智能化、网络化。工业互联网也是网,是从网的角度解放脑力。解放脑力有条线是不变的,对制造而言也是成本、质量和效率进行不断优化,我们所有的场景落地这三个词都至关重要。

第四次工业革命,深入看一下是ICT技术引发制造模式方面的变革,这种模式变革导致满足定制化产品的需求,希望的空间是制造物联的物理空间和服务物联的信息空间,在网络下形成映射关系。工业互联网的概念不是中国提的,是2012年美国GE公司提出的,其中的依据是依托这样的工业互联网技术,产品每提高1%将创造万亿美元的GDP。通过这个产业,未来15年基于ICT技术赋能工业互联网,可以提升20%-30%的生产效率,这是适用于每个行业的,工业制造业行业包括航空、石油、电力、铁路等等。

还有一个理念大家经常提到,德国提出的工业4.0,我认为这个理念和工业互联网的概念是相通的,只不过叫法不同。2013年向政府提交的4.0战略,通过IOT+IOP+IOS为核心,建立工业互联网平台,和我们现在网络互联网平台是一脉相承的。

整个概念的解读,也查了一下有各种提法,我拿的这段是总书记政治局学习上,曹书记解读时说的这么一段话:“新一代信息通信网络技术与工业制造深度融合的全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式,这三个是并列的,组成有机的整合。通过人机物安全可靠连接,实现生产全要素、全产业链,也可以说供应链,全价值链的全面连接,所以叫网,推动形成全新的工业生产制造和服务体系。从数字化、网络化到智能的全局过程。”通过这个定义可以看出,我们工业上实现数字机床也是控制系统,全互联、扁平化、平台化、开放服务的特征,是对刚才定义解读的一个呈现。

我们回头看看什么是新基建,全称是新型基础设施建设,是2018年中央工作会议首次提出的,包括5G、人工智能、工业互联网、物联网等七大领域。今年两大报告再次强调要建设工业互联网,刚才各位领导致辞也都提到了这点。

再往下看看新基建的内涵,4月20日发改委首次做了界定,包含三类基础设施,第一类是信息基础设施,也就是基于新一代信息技术演化生成的基础设施。第二类是融合基础设施,也就是把深度应用上面的信息技术或者基于新一代信息基础设施和传统产业结合起来,我称之为智能或者智慧系列融合基础设施,例如智能交通基础设施、智慧能源基础设施等等。第三类是创新基础设施,主要指支撑科学研究、技术开发、产品研制具有公益属性的基础设施,比如“十四五”要建大的科学装置就属于这类,其有教育、各地方城市政府一直在为产业创新打造产业创新的基础设施,开发区群聚的基础设施,也都属于创新基础设施。这三类,我个人认为是面向各行业高质量发展,提供数字转型、智能升级融合创新等的基础设施体系,构成了完整的体系,而不是传统单独基础设施的范围,从体系化的角度进行了拓展。

看一下在两者的作用下,联、集、智、优才是目标,是网络技术、计算技术、人工智能和控制优化等的综合体系。工业互联网是互联网和新一代信息技术与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态,是工业智能化发展的关键综合基础设施。是以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础。实现智能控制、运营优化和生产组织方式变革,大家知道三大体系,网络、平台、安全,网络是基础,平台是核心,湖北很多企业建立了很多应用类平台,当然安全是保障,围绕这三方面我们知道要构建生态,这种生态的竞争日益激烈,因为市场很大,国际的大企业也在围绕生态布局,其中最主要利用自身设备的优势进行整体布局,这种布局其中有个比较核心,大家需要关注的,就是通过操作系统和云平台掌握生态主导权。大家知道,手机就两大操作系统,苹果和安卓的。安卓打造生态开放的旗号,实际上是以操作系统实现产业为核心的隆重,所以现在在工业互联网这块,也有这样的趋势,我们要高度重视,要围绕云平台,围绕我们自己的工业操作系统去发展。

我们国家在政府主导下,电信、互联网和制造企业也在加大力度整合平台服务和产业制造等资源,积极构建自己的产业生态体系。刚才领导致辞也谈到了,我们的规模已经很大,19年达到2.13万亿。刚才刘部长预测的数字,比2.49万亿减少一点,这是去年预测的,2025年将突破5万亿。这是制造大国到制造强国的发展途径,国家也提出了目标,2035年国际领先工业互联网基础设施平台,新基建可以促进新一轮建设。

下面分享第二点,5G引领新基建助力工业互联网发展,下个月要在武汉召开5G+互联网大会。5G作为新基建七大板块的龙头,与传统工业产业应用结合,时间关系就不展开了,可以和传统工业通过5G赋能,对新兴工业的应用,包括远程资产管理和机器间高效协同,5G技术实际上是高度契合的。大家提到5G就有三大场景,eMBB、mMTC和URLLC,我相信都可以找到案例。不管是新产品、新场景、新应用,你的工业互联网要跟传统制造业赋能,一定要围绕企业三个关注的方向来推广,也就是降低成本、提高质量、增加效益。我们显然可以看出,5G三大核心能力指标高率、低时延、大连接,与工业互联网连接多样性、性能差异化及通信多样化的需求高度契合。

5G和工业互联网,作为新型基础设施建设的重要内容,两者相辅相成,丰富工业互联网应用场景,加速工业企业数字化、智能化转型,推动形成新模式加速培养、新生态加速构建的融合发展新途径。可以突破计算机+控制模型的传统范式,形成网络+数据的工业互联网智能发展新范式。

工业信息化部2019年11月19日就印发了《“5G+工业互联网”512工程推进方案》,打造5个5G示范,形成10大领域和20个典型的场景。围绕5.12是三大任务,关键任务之一是要打造建设公共服务平台,这个平台是基于5G网络的,而不是落地的云平台,以5G网络来推广服务这个服务就是要落到厂区内的园区网,来建设改造模板,这是第一大关键任务。5个园区网建立基础上,我们要选择10个重点行业,把这5个园区网进行推广,构成更大的园区网络,对垂直行业进行融合创新。刚才说了新基建,第二类是融合创新,要跟传统行业赋能进行融合创新。第三大关键任务是选择典型落地场景,某个行业应用的场景是多样化的,所以要选择20个场景做样板工程。这20个场景提出的要求是什么呢?可复制、可推广,不能是点对点针对性的,这样才有引领和示范效应。这是三年行动计划,我来之前在路上也听说黄石推出了工业互联网发展三年计划,工信部也是三年计划到2022年,5G+工业互联网512计划,正好可以契合。

刚才看到了5G在推动工业互联网有很大的应用场景,另一方面也看到真正要落地应用、融合发展,也面临一些挑战,我们简单接纳一下。

首先需要跨界融合,运营商、工业互联网企业、制造业企业是相对封闭的,大家之间的融合有行业壁垒。这块怎么样进行融合融通,我看到了黄石政府发挥很大作用,相互促进形成共生共赢的产业生态,实际上还需要各方共同努力来构建。

第二个面临的挑战是场景多样性。虽然我们有512驱动可复制可发展,但差异还是太大,需求多样、业务链条、模型复杂,而且从场景端侧到平台侧的方案,很多企业都需要不同的场景,特别是端网络的连接,公共系统协议不对外开放,转化统一的协议连接,还有标准化的过程,这是很具有挑战的。

当然还有商业模式,最后网络得赚钱,收费模式以前是2C的,现在2B的,不是2B就可以解决的,双方共赢的商业模式还需要我们共同去探索。

我们不得不提标准的问题,5G蜂窝网之所以可以互联互通,带着手机走遍全球,当然是5G基站覆盖的情况下,也遵循了标准。5G是三大版本共同构成的,我们现在只是REL-15标准,目前REL-16完整版标准建设建成,包括华为也没有升级到16版本。最后可以支持三大场景很好落地的是REL-17版本,版本在完善过程中,我们要开展5G建设,就有消费和应用场景怎么样很好在标准系列发展的同时去优化建网成本,就需要我们考量的。这是第一个增强版本出来了,业界说是从能用到好用。这个增强版本的重点是什么呢?针对行业应用进行了增强,对垂直行业特别是工业互联网、车联网,可以看出做了很大的增强,包括可靠性,可靠性提出了6个9,空口时延,包括定位的精度,做了这些方面的增强。REL-16版本使用的时候,要做好抗电磁干扰的设计,为我们到工业互联网企业内部布设5G专网降低成本提供了前提。

这些场景可以想象,针对刚才的特点在工业互联网、车联网和其他行业,都在REL-16版本上有很好的体现。这个版本刚出来,只是技术冻结,各个生产厂家按照这个技术纷纷跟行业和商家对接,依然有投资收益平衡问题,不是说有REL-16版本降低5G建网成本,包括切片技术同样需要针对场景进行提升。刚才说了共享频段的时候都可以用,你的干扰设计怎么样提升可靠性。另外效果如何,还需要组网认证,这还需要个过程。

最后有点时间谈谈未来的发展趋势和面临的挑战。新一代信息技术与工业深度融合作为关键基础设施,刚才说了很多理念,人机互联、高效协同开放,我们梳理应该是三个方面,一是基于网络的人机物制造全要素安全可靠互联,趋势二是基于互联的生产链全面流程化,趋势三是基于网络的全产业链和全价值链重塑。创造全新工业生态和新型应用模式,重塑整个生产、制造和服务体系,在网络大协同环境下,全面互联的基础上重新打造。

首先,要实现人机物全要素互联,全要素互通涌现复杂性,连接多种可能,有不确定性,都是挑战。在这样的驱使下,有国际学者研究网络功能难控制、网络行为难预测,都是需要重新认知的。面临的挑战就是复杂的系统,导致控制的复杂性大大增加。

基于网络的生产链全面流程化,形成诸多相互衔接基本功能单元环节,任何环节失效都会影响整个生产流程的效率,因此环节失效容差特别重要。如何在网络环境下保障生产链全流程的流畅性与稳定性,这个特别要考虑。

全产业链互联,实现实时供应链管理,实现人机协作的产品全生命周期管控,生产和服务耦合的关系,全链间的耦合、控制关系,核心是从无向到有向的因果关系。比如C919,生产链是全球部署的,疫情的时候全球部署生产链就受到了很大的影响,大家正在基于区域在国内找配套,产业链中的价值链,要通过最后的销售和各种环节体现,要在可靠互联下进行发展,这是我们要重点认识的。

里面有些科学问题我们就不展开了,流程化制造柔性构造理论方法,全要素互联的结构化组织机理,工业网络网络体系化调控原理,核心是生产要素时空关系演变及调控规律。国家自然科学基金有未来工业互联网基础理论与关键技术重大研究计划,瞄准工业互联网国家重大战略需求,提出了一系列的目标,我们在基础理论方面,围绕刚才的三块突破关键技术,就不展开了。希望通过这个基础研究,更好推广应用与服务的模范式变革。

小结,新基建浪潮推进了5G+工业互联网加速发展,这种趋势是不言而喻的。最后全新的工业生态、关键基础设施与新型应用模式,通过全面互联,对生产链、价值链和供应链进行全面连接,颠覆我们传统的产业模式,推动新型产业加速壮大。愿景美好,任重道远。这是今天跟各位分享的主要观点,谢谢!


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