从运营商视角看“5G+工业互联网”发展问题与挑战

“5G+工业互联网”是信息基础设施+ 融合基础设施协同发展的典型模式。围绕“十四五”规划纲要，我国自上而下已形成了较为完备的政策体系和实施路径。但从具体实践来看，“5G+工业互联网”的建设、应用、推广都存在不小的挑战。　　“5G+工业互联网”发展现状——以湖北省为例目前，“5G+工业互联网” 发展已形成了相对完备的政策体系。在国家层面，工信部早在2019年即印发了《“5G+工业互联网”512工程推进方案》，并在2021年年初印发了《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》，作为新阶段的纲领性文件指导全国工业互联网领域的创新发展。在各省区市层面，也相应配套出台了相关政策。以湖北省为例，湖北省数字经济联席会议于年印发《湖北省5G+工业互联网融合发展行动计划（2021-2023年）》，武汉市也发布了《武汉市“5G+工业互联网”创新发展三年行动计划（2021-2023年）》，部分工业企业密集的行政区，如武汉东湖高新区也发布了《智能制造和工业互联网三年行动计划（2021-2023 年）》等相关纲领性文件，自上而下逐步压实了工业互联网创新发展的责任。 　　湖北省的工业互联网三年行动计划提出了3大发展目标、3类14项主要任务、4大保障措施，主要面向优化网络基础、加强产业支撑、拓展业务场景。武汉市的三年行动计划则更细致地提出壮大平台体系、培育新型模式、强化安全保障等6大任务，并明确专项资金支持比例等支持政策，为完成任务目标提供了有力保障。 　　在资金政策扶持上，安排湖北省高质量发展专项资金15亿元，对5G基站、国家级“5G+工业互联网”示范工厂和相关试点示范给予补助，工业发展投资基金出资7 亿元支持5G 产业重大项目，同时统筹长江经济带产业基金等省级产业基金，设立了总规模500亿元的新旧动能转换引导基金。在政策支持下，湖北省3年对新建5G宏基站给予总额超过6 亿元资金补贴，推动全省5G基站电费每年压降约4800万元，带动了一批国家级5G和工业互联网试点示范项目、数字经济创新应用场景在湖北涌现。 　　在工业互联网基础设施上，截至2021年10月，湖北省5G宏站数量接近4.8万个，位列全国第八；全省数据中心超过80个，机架数量达14.5万个，算力位列中部六省第一；工业互联网标识解析顶级节点运行良好，标识注册量近60亿个，日均解析量超过600万次，二级节点建成23个，近一年时间内实现翻倍增长。 　　在工业互联网示范应用上，湖北省内钢铁、化工、航运、汽车、光电子、医药、建筑、食品、烟草等行业均有“5G+工业互联网”示范应用，宝武钢铁、岚图汽车、凡谷电子、虹信通信、马应龙均已初步建成5G全连接工厂，并带动总计108家企业投入5G全连接工厂的建设，形成5G示范应用案例207个，涵盖协同研发设计、远程设备操控、设备协同作业、柔性生产制造、现场辅助装配、机器视觉质检、设备故障诊断、厂区智能物流、无人智能巡检、生产现场监测等一批场景，形成了立体的“5G+工业互联网”应用体系。 　　综上看来，工业互联网创新发展的顶层设计趋于完善，政策体系逐步细化，为实现发展目标提供了明确的指引和有力的支撑。 　　从运营商角度看“5G+工业互联网”发展问题 　　中国移动提出要“构建基于‘5G+算力网络+智慧中台’的‘连接+ 算力+ 能力’新型服务体系”。这体现了在新的发展趋势下，运营商对自身产业定位的重新思考。在这个大背景下，结合运营商实践经验和目前湖北省“5G+工业互联网”的发展情况，认为目前工业互联网发展还存在如下几方面问题。 　　与工业互联网尚未形成高效的技术协同 　　目前，湖北省工业互联网各技术要素发展情况良好，但在应用和演进过程中，各要素偏向垂直演进，尚未形成协同演进，缺乏生态合力，主要表现在如下三个方面。 　　一是工业生产设备与5G间缺乏配合。企业推动技术升级期间，自动化设备的迭代主要聚焦解决生产问题，而与内网演进缺乏配合。生产设备往往未从业务逻辑和系统架构上与5G特点深度适配，甚至不具备5G 网络功能，使得业务与网络不能高效协同。典型例子是目前大量5G全连接工厂仍广泛使用CPE等5G接入终端，信号和协议的反复转换与接续造成性能损失。 　　二是工业核心控制逻辑和5G缺乏配合。5G目前仍处于工业生产边缘，难以切入核心生产业务。从工业行业来看，工业核心控制架构目前相对封闭，PLC等控制协议尚未针对5G 技术进行开放重构，5G特性未能真正深入工业控制核心业务；从通信行业来看，5G标准体系自身也缺乏对工业核心控制逻辑的底层支持，对工业控制具备极大意义的uRLLC 标准和TSN 支持等特性目前仍未规模商用，需要工业与5G标准的协同演进。 　　三是企业内网网络技术间缺乏配合。目前除5G之外，F5G 等适用于工业内网的技术也在逐步发展。但目前进行内网改造时有“为了5G而5G的现象”，这对网络能力和企业资源而言均不是“最优解”，还会造成一定程度的浪费。 　　标识解析体系“能解析，少应用” 　　标识解析体系是工业互联网的关键神经系统，是实现工业数据共享的关键。目前我国标识解析的标准化和体系构建工作已有长足进展：十几个行业领域的标识编码标准已发布，解析节点网络已初步形成规模架构。如前所述，湖北拥有5个国家顶级节点之一——武汉顶级节点，其标识注册量于2021年10月达到近60亿，但日均解析量仅约600万次。以此数据计算，每个注册标识年均解析量仅约0.365次，大量标识在注册之后处于“静默”状态，没有发挥预期的效果。要让标识引导数据流动而产生价值还面临很多挑战。 　　一是各企业数据交互标准不统一，生产设备直采信息标准各异、企业流程数据各有设计，非结构化的其他信息纷繁杂乱，对同一个对象的数据在企业间无法统一表达和理解，缺少数据互通的基础。即使对生产环节中各项要素都分配标识，仍无法带动数据的有效流动。 　　二是没有可信任的数据交互平台，标准化的数据如何被快速、安全、有权限地灵活传输和调用也存在问题。数据直接在互联网上跨企业流动存在明显安全隐患，多企业数据互调的接口标准和权限难以协调，缺乏数据高效流动的重要条件。 　　三是标识信息数据价值缺乏有效挖掘，目前湖北省标识的主要应用还处在企业内流程管理，或产品溯源等较为常规的领域，海量工业数据在产业链上流动所能体现的价值还不清晰，没有能够显著提升企业运营效益的标识应用，导致企业应用标识技术的热情不高。 　　企业对应用工业互联网技术仍有顾虑 　　从目前的应用企业来看，大胆拥抱工业互联网的仍是行业头部企业。在湖北，积极建设5G全连接工厂的，是以中国信科、美的、东风等为代表的省内龙头；投资建设工业互联网标识解析节点并开发相关应用的，也是以长飞、华中数控为代表的行业龙头。总体来看，鲜有体量较小的工业企业主动参与工业互联网改造。相关工业互联网技术在向广大企业，尤其是中小企业推广的过程中仍受到较大阻力，其主要原因仍集中在部署难度和使用成本上。 　　以5G全连接工厂为例，目前的应用模式需要对网络架构进行定制，且需要企业投入工业互联网平台进行信息系统架构的改造，技术难度和所需投入相对较高，属于企业战略级别的演进。这对于中小企业而言不仅启动难度大，短期的直接经济效益也不明显，进一步降低了相关企业使用工业互联网的兴趣，形成了难于跨出第一步的局面。而大量中小工业主体如不能参与到工业互联网的整体建设当中，必然导致以标识解析、供应链协同等为代表的工业互联网协同应用无法高效创造价值，而短期价值的相对缺乏，又会使相应产业研发速度放缓，形成负反馈。为此，需要找到相关发力点，培育行业破局者，通过坚定的前期投入将应用研发和推广部署有机结合，打破循环变负为正，实现价值链正反馈。