無線技術(shù)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)注入新動力

　　隨著以互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的加速融合，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正蓬勃興起，一系列新的生產(chǎn)方式、組織方式和商業(yè)模式不斷涌現(xiàn)。在此背景下，作為智能制造關(guān)鍵基礎(chǔ)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是滿足工業(yè)智能化發(fā)展需求，具有低時延、高可靠、廣覆蓋特點的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，是新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造業(yè)深度融合所形成的新興業(yè)態(tài)與應(yīng)用模式。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展適逢其時

　　隨著以美國為代表的“回歸制造業(yè)”經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念的提出，以智能制造為核心的新工業(yè)革命成為各國發(fā)展的重要方向，發(fā)達(dá)國家和主要經(jīng)濟(jì)體紛紛提出了制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略，大力發(fā)展工業(yè)智能制造。其中最具代表性的就是德國的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略和美國的“先進(jìn)制造業(yè)國家”戰(zhàn)略。

　　我國高度重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，2015年以來，國家先后發(fā)布了一系列政策文件，包括《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》（國發(fā)〔2015〕40號）、《國務(wù)院關(guān)于深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導(dǎo)意見》（國發(fā)〔2016〕28號）以及《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》等，鼓勵和推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在我國的發(fā)展與應(yīng)用推廣。此外，為落實國務(wù)院政策，工業(yè)和信息化部先后發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃（2018~2020年）》《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)及推廣指南》《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺評價方法》等文件和計劃，積極推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在我國的發(fā)展。

　　為加快推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，2018年2月，國家制造強(qiáng)國建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組設(shè)立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組，工業(yè)和信息化部部長苗圩任組長，國家發(fā)改委副主任林念修、科技部副部長徐南平、工業(yè)和信息化部副部長陳肇雄、財政部副部長劉偉任副組長，教育部、人力資源和社會保障部、交通運輸部、商務(wù)部等相關(guān)部委領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組成員。

　　在各項國家政策的引導(dǎo)下，我國的制造業(yè)信息化水平大幅提升，重點行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得明顯進(jìn)展。據(jù)工信部統(tǒng)計，2017年規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)字化研發(fā)設(shè)計工具普及率、關(guān)鍵工序數(shù)控化率、生產(chǎn)設(shè)備數(shù)字化率、數(shù)字化設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率已分別達(dá)到63.3%、46.4%、44.8%和39%，培育了一批工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，制造業(yè)智能主導(dǎo)的特征日趨明顯，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展。

　　工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)走向智能高效

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一個顯著特征就是，通過構(gòu)建泛在互聯(lián)、低時延高可靠的網(wǎng)絡(luò)，將工廠內(nèi)的各種設(shè)備、物料、系統(tǒng)、勞動者以及工廠外的產(chǎn)品、倉儲、物流、用戶等供應(yīng)鏈的各個環(huán)節(jié)連接在一起，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的泛在互聯(lián)與數(shù)據(jù)順暢流通，從而形成一個智能高效的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接離不開各類通信技術(shù)。目前，工業(yè)領(lǐng)域中使用的絕大多數(shù)通信技術(shù)仍然是有線技術(shù)，包括各種專用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)；在一些特殊的工業(yè)場景下，無線技術(shù)以其良好的移動性成為有線技術(shù)的重要補(bǔ)充。瑞典工業(yè)網(wǎng)絡(luò)公司HMS在對2017年全球工業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場份額統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，發(fā)布了2018年全球工業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場份額預(yù)測報告。報告顯示，2018年工業(yè)以太網(wǎng)市場份額將占到全球工業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場份額的52%，現(xiàn)場總線市場份額為42%，工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)將占整個市場份額的6%。

　　無線技術(shù)是降低工業(yè)測控系統(tǒng)成本、擴(kuò)展應(yīng)用范疇的革命性技術(shù)，通過無線技術(shù)傳遞信息具有低成本、易使用、靈活度高等優(yōu)點，更加適合應(yīng)用在高溫、高噪聲、偏遠(yuǎn)地區(qū)等不適宜人工操作的環(huán)境，能夠大幅提高生產(chǎn)效率。據(jù)艾默生的測算，無線技術(shù)可以降低60%的設(shè)備成本、減少65%的設(shè)備管理時間并且能夠節(jié)省95%的布線空間。無線技術(shù)是對各類工業(yè)有線技術(shù)的重要補(bǔ)充，已成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接的一個重要發(fā)展方向。

　　無線技術(shù)推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

　　目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無線技術(shù)總的來看可以分為兩大類：

　　一類是短距離通信技術(shù)。短距離通信技術(shù)是目前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的無線通信技術(shù)，主要包括WLAN、藍(lán)牙以及RFID等傳統(tǒng)短距離通信技術(shù)和以WirelessHART、ZigBee、ISA100.11a、WIA-PA等為代表的面向工業(yè)應(yīng)用的專用短距離通信技術(shù)。

　　微功率短距離無線發(fā)射設(shè)備一般用于單向或雙向的低功率短距離通信，具有覆蓋頻率寬、使用范圍廣、設(shè)備數(shù)量大的特點，同時又具有價格低、移動靈活、易于組網(wǎng)等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)制造的多個環(huán)節(jié)。隨著工業(yè)生產(chǎn)制造的自動化水平不斷提升、智能化需求不斷增加，微功率短距離無線發(fā)射設(shè)備在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用將變得越來越廣泛。

　　另一類是廣域網(wǎng)通信技術(shù)。隨著工業(yè)領(lǐng)域各類無線通信需求的不斷增加，蜂窩移動通信技術(shù)以及基于蜂窩技術(shù)的低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)也開始應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域中。

　　目前已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的廣域網(wǎng)通信技術(shù)包括2G/3G/4G蜂窩移動通信技術(shù)，以及以NB-IoT、eMTC、Multefire、LoRa等為代表的低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)。低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)是一種可以實現(xiàn)低帶寬、低功耗、遠(yuǎn)距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，其最大的特點是實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、低功耗。

　　此外，第五代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)劃了低功耗大連接（mMTC）和低時延高可靠（URLLC）兩類場景，主要是面向未來大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)和工廠自動化等對時間敏感及高可靠性的要求，重點解決傳統(tǒng)移動通信技術(shù)無法很好地支持物聯(lián)網(wǎng)及垂直行業(yè)應(yīng)用的問題。隨著5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷推進(jìn)與發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以將5G技術(shù)作為通信和連接的手段，借助5G技術(shù)的發(fā)展浪潮，推動無線技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中更加廣泛地應(yīng)用。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是推進(jìn)制造強(qiáng)國和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)的重要基礎(chǔ)，是全面建成小康社會和建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的有力支撐。未來隨著工廠信息化和智能化的發(fā)展，將會有越來越多的工業(yè)場景需要采用無線技術(shù)和無線設(shè)備。無線技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，也將進(jìn)一步推動制造業(yè)的發(fā)展，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來新的動力。（中國信息通信研究院產(chǎn)業(yè)與規(guī)劃研究所 李曉帆）

　　轉(zhuǎn)自：人民郵電報

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