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邬贺铨:工业互联网发展讲起来容易做起来难
发布时间:2021年04月01日
根据国际电信联盟给出的工业互联网框架,工业互联网有工厂的内网、外网和数据通信层,把工厂底层所有设备监控通过数据分析、人工智能决策,从而更好地实现智能制造。在这里都运用了边缘计算的技术、大数据技术、人工智能技术。
 
工业互联网首先是要收集数据,然后送到工业互联网平台。我们用企业操作系统,通过大数据建立的数学模型来分析这些数据,然后去做各种各样的应用创新。
 
工业互联网哪一个层次都可以连网,但我今天想强调的是底层,是机器联网,如果不把机器联网解决了,就不能获得产业生产线上的数据,只做工业大佬,仅仅是一些供应管理、客户管理的数据。
 
企业现场有什么设备呢?有PLC、有DCS、有FCS,他们负责把生产线上的装备全部接在一起,基本上是以一种总线的方式接上去。但这种总线标准是碎片化的,兼容性很差。在现场级工控级的联网不论是往下面连,还是上边连,都叫OT模式,相当于过去用继电器控制的模式。另外一种模式是“工业模组”,生产线上的、自动化线上的工件是在动的,需要用无线联网,而过去用wifi可扩展性、抗干扰性不好,利用率很低。
 
现在5G的工业模组不仅仅是一个网关,实际上还是个边缘计算,可以负责车间一级各种各样的数据处理任务。5G技术专门为工业应用开发了新的5G空口标准,即“轻型的新空口标准”。通过一些技术简化,可以做到比较高带宽的物联网,而且是低成本、低功耗,企业可以自建一个5G专网,也可以通过运营商使用网络切片的方式,使用虚拟专网,这种模式叫“IT模式”。
 
用于未来的工业网络应该往IPV6发展,IPV6有很多地址,地址多不仅仅是为了支撑通信需求。传统的IP地址只要原地址、目的地地址,就可以判断它的路由,但是并不知道这个IP包承载什么样的业务。现在利用IPV6,对带宽、延时、抖动、丢包率有什么要求,网络就可以根据要求选择通道。
 
过去,只要停下来,就可以利用单独的通道来测量性能。单独的通道跟实际的通道不一样,不能真实反映情况。现在利用IPV6,可以判断误码率,可以根据时间标签,判断哪一段有时延,实时掌握性能。
 
而且,我们还可以智能选路,即智能化地根据需求及服务质量要求选择适应的路由,也可以利用多个路由用于传输,来保证高可靠。5G可以做到可靠性多少呢?只要你有需要,可以做到99.9999%。
 
我们现在都提倡云原生。一个企业除了自己的私有云,可能还会有公有云。那么要实现多云协同、云网融合,过去在IPV4的时候是比较难的。现在IPV6的地址功能很强大,可以利用IPV6支持的云端选路,来贯穿云网边端的协同。
 
那么企业网络发展的趋势,首先是要扁平化,解决终端连接的问题。其次是无线化,能便于产线的调整,更好适应生产装备的介入。第三,IP化,OT跟IT的转换效率很低,所以采用IPV6是必然选择。
 
开发新型的中控设备要从底层高性能来支撑智能制造,我们国家机械行业80%的设备采用传统的继电器和接收器,真正用POC的只占20%,而用了POC的也基本上都是国外的。原来的中控产品都是十几年二十几年前设计的,那时候没有边缘计算,没有5G,没有智能网,没有区块链,没有IPV6,而现在这些先进技术都来了。这些原有的中控产品跟先进技术没有用上去,所以我认为需要根据现有的新技术来开发新型的中控产品。
 
工厂的内网要逐步实现IT跟OT的无缝融合,要朝着扁平化、无线化、IP化的发展,要推动机器联网,全面掌控生产线的数据,促进工业互联网发展和价值体现。
 
在谈到工业互联网时,中国工程院院士、著名通信专家邬贺铨表示,我们不能仿效一些发达国家主要去发展服务业,我们还得有强大的工业,还得使整个供应链能够自主控制在我们手上,所以工业互联网对中国而言,相对于其他发达国家可能更为重要。
 
工业互联网是工业企业数字化转型的一个抓手,可以说是一个必由之路,所以现在无论是政府工作报告还是其他一些文件,在提到数字经济的时候,实际上也都讲到了工业互联网。但是工业互联网的发展讲起来容易做起来比较难。它不是有钱就能买来的,因为不像消费互联网只是PC和手机,基本上谁都会用。工业互联网要面对不同行业,甚至同一个行业的不同工厂,也涉及到很多技术和数据层面的难点。
 
工业互联网本质上更多还是要在生产环节发挥作用,德国人明确提出,机器要跟互联网连接,我们现在机器跟互联网的连接说起来容易,实际上这个数据没有很好的收集起来。另外,这些数据即便收集了,不是马上就能实现大数据应用的,因为都需要清洗,需要过滤,而这部分不是一般的工厂谁都可以做的,而且这里面也需要有一定的标准。
 
有了数据以后,还需要结合工厂的实际进行一些数学建模。现在报道的一些应用这方面的企业,效率也提升了百分之几,百分之十就已经很了不起了。对于很多工厂的企业老板来讲,他觉得还不如买个高速的自动化生产线,让生产效率来得更快。
 
实际上自动化当然是提高生产效率了,但是想要更进一步的提高,还是得向数字化、智能化的方向努力。所以我认为工业互联网里边,需要企业认真地去投入,而且这种投入不仅是金钱,还需要有智力,需要整个工厂的流程再造。往往很多企业买了一些软件、买了一些东西,后来发现没什么效果,因此就打退堂鼓了。这实际上不可能发挥工业互联网的效率。
 
工业互联网是一个必须要走的路,必须有恒心。无论如何,我们要往这个方向走,这不仅仅是高质量发展的必要,而且也是中国实现碳达峰、碳中和的需要,这也是中国在新时期必须要突破、必须要走的路。