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工业互联网成新技术完美“练兵场”
姚春鸽 2021-08-31 人民邮电报

在刚刚落下帷幕的2021中国国际智能产业博览会上,工业互联网成为当之无愧的“明星”:柔性制造、远程运营等新应用令人称奇,新模式新业态创新活跃……快速发展的工业互联网正在赋能千行百业,高效驱动数字化、网络化和智能化进程。而在工业互联网蓬勃发展的背后,则是许多新技术的“加持”,从而形成今天“众人拾柴火焰高”的可喜局面。

工业互联网=新技术综合体

以数据为驱动、以连接为基础的工业互联网,本身就是新技术综合体。众所周知,工业互联网的主要技术涵盖了传感器技术、网络互联技术、信息处理技术、安全技术、边缘计算和云计算等多个领域。其中,边缘计算、人机协作、网络安全在目前发展最为迅速。

边缘计算是工业互联网一个重要的技术发展方向。企业在生产中采用数字化、智能化的联网设备,就能够通过统一的工业互联网平台进行网络化的全生命周期管理。由于万物互联必然会带来海量数据的实时分析和处理需求,而云端网络无法满足需求,因此边缘计算结合人工智能就成为一个重要的发展方向。边缘计算结合人工智能,不仅能大大节省云端计算资源和数据传输流量、成本,更为重要的是能够提供更快的响应速度,满足行业在实时监控、智能调度、数据安全与隐私保护等方面的诸多需求。

人机协作将是工业互联网的“标配”技术和应用场景。未来,伴随着工业互联网的进一步发展,越来越多人机协作的应用场景将会出现。与此同时,基于设备更加智能化、更加安全和可靠,协作机器人将逐渐普及。值得注意的是,当前汽车制造商是工业机器人的消费大户,但随着工业互联、机器视觉以及控制技术的迭代升级,协作机器人将在更多制造领域乃至物流、服务领域取得突破性进展,“机器人即服务”的理念日渐深入人心。

网络安全技术为工业互联网发展提供必不可少的保障。在万物互联的环境下,如果边缘端智能设备被黑客控制,我们难以想象会带来什么样的灾难。事实上,对网络安全的担忧,在很大程度上影响了制造业拥抱工业互联网的速度。在工业互联网安全方面,工业网络安全、工业终端安全、工业身份和数字信任、工业安全服务等都将大有可为。

5G成为最强驱动力

工业互联网成功的关键,在于为之前“孤岛式”的工业设备赋予无处不在的连接能力。正因为如此,具有大带宽、低时延和大容量优势的5G,伴随着商用步伐的加快,成为当前工业互联网发展的最强驱动力,“5G﹢工业互联网”也成为数字化进程中的“黄金搭档”。

“5G ﹢工业互联网”考验的是合作。我国不仅工业门类众多,而且企业所处的数字化阶段各不相同,对数字化、网络化、智能化的需求千差万别。“5G﹢工业互联网”必须与工业特有的技术、知识、经验紧密结合,由浅入深,循序渐进,从生产监测、远程服务、智慧物流等基础环节向数字化研发、机器视觉检测、精准设备控制等关键环节延伸。客观来看,这一过程复杂性和难度均很大,需要充分调动产业各方的积极性和创造性,实现跨领域深度合作。

目前,“5G﹢工业互联网”的应用探索正处于快速推进之中。工业和信息化部最新公布的数据显示,全国“5G﹢工业互联网”在建项目已超过1500个,全国5G应用创新案例超过9000个。无论从数量还是从创新性来看,中国“5G﹢工业互联网”的发展均处于全球第一梯队。例如,在本届智博会上,中国联通联合长安汽车打造的“5G﹢工业互联网”创新场景就吸引了诸多参观者。中国联通基于5G专网的信息物理系统,实现人员、设备、物料、工艺、环境、质量全连接,全面实现智能化生产、个性化定制、网络化协同、服务化延伸,真正从“设备﹢网络、应用﹢平台、数据﹢智能”三个方面,为长安汽车打造出一座面向汽车领域的“互联网﹢”智慧工厂。只需轻轻一点,园区、工厂、车间、产线、工段、工位6个区域的生产情况就可尽收眼底。

与人工智能深度融合

与人工智能深度融合,是工业互联网技术未来很长一段时间内发展的“主旋律”。

提高制造业的智能化水平,提升工业互联网的应用价值,就必须采用人工智能技术,在生产环境中实现智能化应用。目前“工业互联网﹢人工智能”的创新方向涵盖了工业视觉缺陷检测、物品分类、设备可预测性维护等领域。其中,工业视觉缺陷检测可以应用于布匹检测、农产品和果蔬检测、玻璃检测、电子产品的外观检测等,极大地提高了缺陷检测的效率和精确度,加快企业从传统制造向智能制造的转型步伐。

人工智能技术还将广泛应用于面向边缘设备的机器视觉、运动控制以及预测性维护等领域。例如,新型人机协作机器人就是人工智能技术与传统工业机器人技术结合的产物。伴随着人工智能技术的发展,机械手臂的应用将不再局限于重复性作业,能够具备弹性调整的能力。机械手臂与移动机器人的结合,可大幅扩展工业机器人的应用范围。在其物体识别、精准抓取以及实时路径规划、避障等功能的背后,都是人工智能技术提供的支持。人机协作机器人的广泛应用,将大大加速传统制造业升级,并大幅提升生产效率。

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对于诸多新技术而言,工业互联网都是一个完美的“练兵场”。一方面,新技术的“加持”,将有效加快工业互联网赋能千行百业的步伐;另一方面,工业互联网也为新技术提供了广阔的应用空间和探索空间,将有效驱动新技术的成熟和加快商用步伐。