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面向工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新，5G如何發(fā)揮作用？

    日前，工信部、國(guó)家發(fā)展改革委等七部門(mén)印發(fā)《推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新實(shí)施方案》，提出“推動(dòng)人工智能、第五代移動(dòng)通信（5G）、邊緣計(jì)算等新技術(shù)在制造環(huán)節(jié)深度應(yīng)用”，工業(yè)5G終端設(shè)備迎來(lái)良好發(fā)展機(jī)遇。此實(shí)施方案中提到的先進(jìn)設(shè)備更新行動(dòng)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型行動(dòng)、本質(zhì)安全水平提升行動(dòng)都與工業(yè)5G終端設(shè)備有著密切聯(lián)系。在高端先進(jìn)設(shè)備、智能制造裝備、本質(zhì)安全裝備等方面，都能看到工業(yè)5G終端設(shè)備的身影。5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)、CPE、工業(yè)機(jī)器人、AGV等已成為工廠柔性生產(chǎn)單元、智能物流、智能檢測(cè)、個(gè)性化定制等智能設(shè)備的重要組成部分。

    為促進(jìn)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”規(guī)模應(yīng)用，并為工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模設(shè)備更新儲(chǔ)備基礎(chǔ)，我們聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界頭部單位編寫(xiě)了《工業(yè)5G終端設(shè)備發(fā)展白皮書(shū)（征求意見(jiàn)稿）》，從發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)架構(gòu)、產(chǎn)品分類(lèi)、痛點(diǎn)挑戰(zhàn)等方面對(duì)工業(yè)5G終端設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)研究。

在5G、人工智能等新一代ICT技術(shù)的賦能下，工業(yè)終端設(shè)備的能力得到了四方面提升：

     一是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)化，依托5G、千兆光網(wǎng)等技術(shù)，工業(yè)終端設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)更高速、更可靠的互聯(lián)互通。這意味著設(shè)備間可以實(shí)時(shí)交互，形成一個(gè)高度網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)環(huán)境。這種網(wǎng)絡(luò)化不局限于工廠內(nèi)部，還可以擴(kuò)展到供應(yīng)鏈和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)全面的協(xié)同作業(yè)。

    二 是智能自動(dòng)化，通過(guò)使用大模型、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等人工智能技術(shù)，工業(yè)終端設(shè)備具備了“思考能力”，能夠進(jìn)行自主決策、自我優(yōu)化和自適應(yīng)調(diào)整。例如，5G AGV能夠?qū)W習(xí)并優(yōu)化其路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)非預(yù)定路徑的導(dǎo)航，省去了提前鋪設(shè)導(dǎo)軌這一環(huán)。

三是實(shí)時(shí)分析化，5G MEC技術(shù)使得工業(yè)終端設(shè)備能夠在源頭對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，大大減少了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延。這種及時(shí)處理能力對(duì)于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、實(shí)時(shí)質(zhì)量控制等需要快速?zèng)Q策的工業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要。

    四是虛實(shí)融合化，通過(guò)創(chuàng)建工業(yè)終端設(shè)備的數(shù)字雙胞胎，可以在虛擬環(huán)境中模擬和分析設(shè)備性能，這樣工程師能夠在不干擾實(shí)際生產(chǎn)的情況下測(cè)試和優(yōu)化設(shè)備，加速樣品制備、中試驗(yàn)證和故障修復(fù)。

    工業(yè)5G終端設(shè)備是促進(jìn)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”規(guī)?；l(fā)展的關(guān)鍵引爆點(diǎn)，作為“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的神經(jīng)末梢和數(shù)據(jù)源頭，在5G與工業(yè)雙向奔赴中發(fā)揮著重要作用：

    一是推動(dòng)5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度融合，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)5G終端設(shè)備有效支撐工廠的各種設(shè)備和系統(tǒng)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和工作協(xié)同。隨著5G TSN、XSO等技術(shù)發(fā)展，從終端層面加強(qiáng)5G與工業(yè)協(xié)議、工業(yè)控制系統(tǒng)等融合。

     二是支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和智能決策，在5G MEC、人工智能等技術(shù)加持下，工業(yè)5G終端設(shè)備能夠處理和分析大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更智能高效的決策，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)流程和管理模式。

三是促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化，特別是在環(huán)境惡劣或者危險(xiǎn)作業(yè)場(chǎng)景，工業(yè)5G終端設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”和“機(jī)器人替人”，提高生產(chǎn)安全性和效率。

四、我們注意到這本白皮書(shū)的參與編制方有設(shè)備商、運(yùn)營(yíng)商、工業(yè)企業(yè)、科研院所

目前，工業(yè)5G終端設(shè)備仍處于發(fā)展初期，白皮書(shū)從現(xiàn)狀、分類(lèi)、技術(shù)、痛點(diǎn)等方面進(jìn)行了詳細(xì)分析。一是系統(tǒng)研究了我國(guó)工業(yè)5G終端設(shè)備的發(fā)展情況，與國(guó)外情況進(jìn)行了對(duì)比，梳理了總體的標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用進(jìn)展。二是清晰界定了3種連接方式，通過(guò)5G數(shù)據(jù)終端、5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)這兩種外掛式連接是當(dāng)前工業(yè)終端設(shè)備接入5G網(wǎng)絡(luò)的主要方式，此外也有部分工業(yè)終端設(shè)備自身具備5G接入能力，目前這樣的終端設(shè)備種類(lèi)還不太多。三是明確劃分了2種類(lèi)型，從功能維度將工業(yè)5G終端設(shè)備分為通用通信類(lèi)和行業(yè)應(yīng)用類(lèi)，第一類(lèi)主要包括5G CPE、工業(yè)網(wǎng)關(guān)等；第二類(lèi)可按開(kāi)發(fā)方式分為基于5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)、基于5G板卡、基于5G模組和基于5G芯片開(kāi)發(fā)四類(lèi)，也可按工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景分為靜態(tài)感知、移動(dòng)感知、人機(jī)交互、輔助控制和特殊作業(yè)五類(lèi)。四是歸納了工業(yè)5G終端設(shè)備的通用通信和增強(qiáng)通信能力，描述了端側(cè)相關(guān)的5G LAN、雙發(fā)選收、TSN等技術(shù)。五是提煉了發(fā)展痛點(diǎn)，包括供給不匹配、研發(fā)成本較高、與工業(yè)適配待突破等，并提出相應(yīng)的建議。未來(lái)，隨著5G RedCap、無(wú)源物聯(lián)等技術(shù)與工業(yè)加速融合，工業(yè)5G終端設(shè)備將更加多樣化。

可采用適配升級(jí)和更新替換“兩條腿走路”：對(duì)于存量的工業(yè)終端設(shè)備，通過(guò)5G CPE、工業(yè)網(wǎng)關(guān)等通用通信類(lèi)終端設(shè)備進(jìn)行快速適配，這種方式對(duì)現(xiàn)有工業(yè)網(wǎng)絡(luò)改動(dòng)較小，可復(fù)用已有的終端設(shè)備和組網(wǎng)方式。對(duì)于增量的工業(yè)終端設(shè)備，可考慮直接采用集成了5G芯片/模組等通信模塊、自身具備5G接入能力的工業(yè)終端設(shè)備，省去5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)、CPE等轉(zhuǎn)接過(guò)程，進(jìn)一步降低傳輸時(shí)延、提升5G與工業(yè)融合度。

結(jié)合鑄鏈計(jì)劃，在工業(yè)5G終端設(shè)備這塊，我們將主要開(kāi)展三方面工作：一是啟動(dòng)工業(yè)5G終端設(shè)備典型應(yīng)用案例征集，遴選出應(yīng)用效果好、具備復(fù)制推廣前景的代表性案例。二是將開(kāi)展工業(yè)設(shè)備更新對(duì)5G的需求調(diào)研，摸清底數(shù)，梳理工業(yè)領(lǐng)域具體哪些設(shè)備對(duì)5G有需求，以及有哪些需求。三是將開(kāi)展首批工業(yè)5G終端設(shè)備產(chǎn)品名錄征集，結(jié)合評(píng)估評(píng)測(cè)形成“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”關(guān)鍵終端設(shè)備產(chǎn)品清單，通過(guò)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”公共服務(wù)平臺(tái)等渠道進(jìn)行宣傳推廣。