中国科学院院士尹浩：5G使能工业互联网面临三个挑战

三百年的工业化进程中，每一次工业领域的升级发展，都离不开信息技术的推动。在新型基础设施建设（以下简称新基建）中，5G与工业互联网同属于新一代信息技术演化生成的通信网络基础设施，具有高度的契合性，被视为推动工业经济走向新形态和新阶段的“双子星”。

“愿景美好，任重道远。”——在近期召开的2021新一代信息通信产业院士论坛上，中国科学院院士尹浩对新基建浪潮下的工业互联网发展作了这样的注解。他表示，5G将助力工业互联网降本提质增效，但也需解决跨界融合不充分、系统复杂性和商业模式不清晰三个难题，并面临全要素互联、生产链流程化以及产业链价值链重塑过程中的三个挑战。

工业互联网进入规模化扩张窗口期

工业互联网是新一代信息通信技术与工业制造深度融合的全新工业生态、关键基础设施和信息应用模式，通过人、机、物的全面互联，实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接。相比传统的制造业，工业互联网打破了烟囱式信息孤岛，形成了全面互联、扁平化、平台化、开放服务的智能制造网络空间。

传统意义上的工业互联网产业体系包括网络、平台、安全三个部分，其中网络是基础、平台是核心、安全是保障。尹浩表示，工业互联网正在从传统意义上的“网络-平台-安全”走向“网络-平台-数据-安全”。制造业生产效率的提升，需基于打造数据汇聚载体、提升数据价值挖掘能力、促进数据流动和推动数据知识共享，数据体系已经成为工业互联网的关键。

数据的价值在工业互联网体系逐步凸显，源于实体经济各行业在智能化升级对海量数据的采集、汇聚和分析需求，这也成为工业互联网持续发展的内生动力。新基建赋予工业互联网的“通信网络基础设施”定位，进一步明确了工业互联网加速各行业数字化转型的底座作用。

尹浩指出，新基建浪潮下的工业互联网，已经成为业界关注的焦点，进入快速成长期。在全球范围内，工业互联网正处于没有一家独大的关键时期和规模化扩张的窗口期，围绕网络、工业设备、核心芯片、工控系统、传感器等产业链关键节点的生态竞争日益激烈。

“5G+工业互联网”面临三个挑战

5G具有大带宽、低延时、广连接三个特性，与工业互联网的连接多样性、性能差异化以及通信多样化需求高度契合。尹浩指出，5G在工业互联网场景大有可为，能够突破“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。5G高频和多天线技术、5G网络切片技术、5G边缘计算技术，将催生大规模设备连接、机器间协同、流程闭环控制、移动机器人、运动控制、远程资产管理、工业AR等工业互联网新应用。

尹浩表示，5G在工业互联网的真正落地，还面临三个难题：一是跨界融合不充分，运营商、设备商、工业互联网企业之间存在行业壁垒；二是应用场景多样化，导致网络部署和工程系统的复杂性提升，由于网络接口都是非标的，需要进行转换，增加了部署难度；三是商业模式不清晰，4G的商业模式较为简单，以流量消费为主，“5G+工业互联网”则深入了工业生产制造的各个环节，不能单纯依靠流量消费盈利，要探索新的运营模式。

对于5G如何使能工业互联网的未来发展，尹浩表示有三个重要趋势。一是基于网络的“人-机-物”制造全要素的安全可靠互联；二是基于网络的生产链全面流程化；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。

以上发展趋势也带来了三个挑战。一是全要素互联导致复杂性急剧增加。人、机、生产材料、加工设备以及相关软硬件等要素的连接聚集，为功能控制、行为预测、未来演化带来不确定性。二是生产链流程化要求单环节的稳定流畅。传统的工业流程化是按照程序固化的，而基于网络的流程化是动态调整的，形成了新的连接单元，任何环节的失效都会影响整个生产流程。因此要着重考虑环节容差以及生产链全流程的流畅性和稳定性。三是如何实现供应链管理。一方面，以“从无向到有向的因果关系”为核心，建立全产业链间的耦合和控制关系。另一方面，产业链中的价值链要在触达用户体验的“最后一公里”，也就是销售等关节体现出来，实现技术产品价值的最大化，最终实现全要素、全产业链、全价值链安全可靠的互通互联。