解讀5G工業應用聯合創新實驗室：華為與儀綜所打造“應用試驗田”_風聞

工業和信息化部部長苗圩曾説：“未來80%的5G應用場景在工業互聯網領域。”11月22日，工信部辦公廳印發“5G+工業互聯網”512工程推進方案，目標到2022年，突破一批面向工業互聯網特定需求的5G關鍵技術。

5G在個人消費領域已經商用，但在工業領域的應用才剛開始。工業應用對5G有多個特殊要求，如需要確定性、實時性、安全性的通信技術。這些需求的實現並不容易，尚無太多案例。甚至有工業製造企業決定自建5G專網，不採用運營商5G公網，引起業界的路線爭議。

而業界領先的組織和企業，則決定先拋棄爭議，從標準入手，孵化應用案例。12月24日，華為與機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所**（以下簡稱儀綜所）成立5G****工業應用聯合創新實驗室。**

雙方希望根據儀綜所在工業行業的豐富經驗，產生有實際商業價值的創新5G工業解決方案，並通過國家標準或行業標準的方式，推廣到國內工業市場形成規模部署，為“5G+智能製造”的國家工業體系建設戰略做出貢獻。

但是業界提出疑惑，儀綜所與華為為何選擇彼此，發力5G工業應用？到底要如何推動實驗室的工作？給產業將帶來什麼影響？就此，記者近期走進儀綜所位於北京亦莊的基地，實地採訪並參觀。

**5G+**工業價值巨大，但規模應用存挑戰

5G 網絡的商用部署正在快速展開，很多手機用户已經用上了5G，體驗到了更優質的移動互聯網服務。據GSA截至今年10月的數據，全球已有103個國家的321運營商投資5G網絡，62運營商已部署5G網絡，46運營商已發佈5G商用，預計年底將超過60張。5G終端發展速度遠超預期，終端芯片廠商發佈4款5G SoC，超172個5G終端。5G發展速度遠超過4G。

5G時代，移動通信從以人為核心的聯接延伸向萬物互聯，成為全行業數字化轉型的使能技術。5G大帶寬、低時延和高可靠的網絡特性，使其成為工業控制網絡體系的重要組成部分，也是第四次工業革命的重要基石。

“5G將在全球範圍內顛覆傳統制造模式和產業形態，推動傳統產業轉型升級和新興產業發展壯大。基於5G技術的工業應用將催生全新的工業生產業態，成為驅動工業經濟高質量發展的新引擎。”華為無線網絡產品線副總裁、首席戰略官徐偉忠表示。

5G是領先的無線技術，可以服務智能製造的多樣場景。除了可以用在大量的必須採用無線通信的工業場景（旋轉類機械數據採集，或採油、油氣管線等生產現場距離過遠），5G的低時延特性可以實現運動控制、機器間控制、移動機器人以及帶安全控制的移動面板。而5G的高帶寬可以實現工業VR/AR（生產運維、技工培訓）及高清視頻監控等應用。

但是，針對工業的5G 技術應用，還處於摸索階段，存在大量問題需要解決。“5G服務工業應用，需滿足性能、安全、自治、對接需求。”徐偉忠表示。

對此，儀綜所所長歐陽勁松特別介紹，工業製造有個很大的特點，就是工業現場環境一般比較惡劣，比如高温、高濕、多塵、電磁干擾大等。這些都可能導致設備運行和通信質量不穩定從而影響生產製造。

所以對於工業而言，工業應用傳輸速率、帶寬等不是唯一的決定性因素，而具體決定性因素有三點。歐陽勁松詳細介紹，第一，確定性和實時性相輔相成，二者綜合表示工業測控網絡中的數據傳輸時間是確定可預測；第二，可用性：在給定條件下，事物在預定時間或時間間隔內處於某個狀態並執行所要求功能的能力；第三，安全性，不僅是信息安全，更重要的是功能安全以及兩者的融合協調和一體化，來保證工業安全。

合建5G實驗室：4方面落地工業應用

面對上述挑戰，我們看到全球目前成立了一些相關的5G工業聯盟，比如德國電氣和電子製造商協會（ZVEI）的基礎上正式成立了5G產業自動化聯盟，中國移動牽頭成立的5G工業互聯網聯盟。這些聯盟大多還是從信息技術出發，缺少實際實驗室的相關支撐。

此外我們還看到，有的工業企業選擇自建5G網絡。比如富士康推出了全球第一款為工業互聯網設計的5G小基站，藉此實現振動傳感器和4K攝像頭快速閉環控制品質監控。在德國，西門子在汽車測試中心演示在真實工業環境中基於3.7-3.8GHz頻段的首個5G獨立模式（SA）企業專網。西門子計劃將5G應用在自動導引運輸車（AGV）等工業設備。

值得肯定的是，領先工業組織選擇與領先運營商以及電信設備商合作，打造實驗室進行探索。比如華為與儀綜所近期成立5G工業應用聯合創新實驗室。徐偉忠介紹，聯合實驗將聚焦工業控制層和現場層通信，解決工業協議對接並形成標準。

而談及5G 聯合創新實驗室主要建設內容，歐陽勁松介紹，儀綜所與華為雙方在需求分析、技術研究、標準制定、測試牀試驗驗證以及推廣應用方面進行分工協作，主要建設內容包括4個方面。

第一，技術研究：5G聯合創新實驗室將進行5G工業應用場景與需求分析，5G功能安全與信息安全研究、5G與OPC UA融合技術研究。雙方目標是通過5G和OPC UA對接，提供完整的工業通信解決方案。

第二，標準制定：5G工業應用的相關標準化工作。雙方將支撐相關行業/國家標準制定探索5G在工業的快速部署和應用的可行模式，推動落地。

第三，測試牀建設：充分利用儀綜所智能製造試驗驗證平台的已有資源，構建面向設備與設備通信、機器視覺檢測等功能的試驗驗證測試牀。通過工業5G性能驗證，雙方將發現5G在工業控制層和現場層的不足。

圖注：儀綜所已建的智能製造試驗驗證平台資源

第四，推廣應用：創新合作模式，共建推廣平台，共同開展工業5G、OPC UA等技術的推廣活動、學術研討、企業對接等，推動5G工業應用的示範項目建設，形成一個有中國實際特色的5G工業應用生態。

據記者瞭解，此次歐陽勁松多次提到的OPC UA，是I 4.0參考架構模型推薦的唯一通信層標準。5G + OPC UA可以提供完整的工業無線通信解決方案。OPC UA和底層通信技術（如5G、TSN）結合，提供由傳感器到雲端的統一通信方式。

歡迎更多單位加入，已有標準立項

當然，可能很多人就想問，儀綜所與華為為何選擇彼此成立5G聯合實驗室？雙方有何獨到優勢能夠互補？

據瞭解，儀綜所這家單位不得了：是國家智能製造標準化總體組副組長單位，全國工業過程測量控制和自動化標準化技術委員會(SAC/TC124）秘書處，在工業通信與集成、傳感器與儀器儀表、智能製造、工業安全等工業基礎技術與行業應用方面具有較長時間的研究與積累，建立有Profibus、profinet 國內最為領先與完備的現場總線/工業以太網測試認證實驗室。

談及雙方合作的原因，徐偉忠表示，雙方優勢互補，開展戰略合作，建設5G工業應用聯合創新實驗室，聚焦我國離散、流程等典型行業，圍繞5G 在工業應用開展關鍵標準、相關技術研究與試驗驗證和應用推廣，可以推動OT技術和IT技術的融合，為我國製造業高質量發展做出應有的貢獻。

當然，僅靠儀綜所與華為還無法讓5G工業應用走向規模商用。所以，該聯合創新實驗室在成立之初，就歡迎更多企業和研究單位加入。

歐陽勁松所長介紹，儀綜所與華為合作的5G工業應用聯合創新實驗室秉承開放態度，歡迎工業企業、信息技術企業、移動網絡運營商、科研院所等加入實驗室，就工業應用場景分析、關鍵技術突破、標準制定、測試牀構建、示範應用進行分工協作。

據悉，目前SAC/TC124標委會已經啓動了《工業無線蜂窩網絡第1 部分：通用技術要求》國家標準的制定。“我們歡迎大家的加入，只有更多地OT和IT領域單位和專家加入，才能更大的發揮5G工業應用聯合創新實驗室的平台效應。”歐陽勁松表示。