無線技術為工業(yè)互聯網注入新動力

　　隨著以互聯網、云計算、大數據、人工智能等為代表的新一代信息技術與傳統(tǒng)產業(yè)的加速融合，全球新一輪科技革命和產業(yè)變革正蓬勃興起，一系列新的生產方式、組織方式和商業(yè)模式不斷涌現。在此背景下，作為智能制造關鍵基礎的工業(yè)互聯網應運而生。

　　工業(yè)互聯網是滿足工業(yè)智能化發(fā)展需求，具有低時延、高可靠、廣覆蓋特點的關鍵網絡基礎設施，是新一代信息通信技術與先進制造業(yè)深度融合所形成的新興業(yè)態(tài)與應用模式。

　　工業(yè)互聯網發(fā)展適逢其時

　　隨著以美國為代表的“回歸制造業(yè)”經濟發(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)達國家和主要經濟體紛紛提出了制造業(yè)轉型升級戰(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“先進制造業(yè)國家”戰(zhàn)略。

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

　　為加快推進工業(yè)互聯網創(chuàng)新發(fā)展，2018年2月，國家制造強國建設領導小組設立了工業(yè)互聯網專項工作組，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、商務部等相關部委領導擔任工業(yè)互聯網專項工作組成員。

　　在各項國家政策的引導下，我國的制造業(yè)信息化水平大幅提升，重點行業(yè)數字化、網絡化、智能化取得明顯進展。據工信部統(tǒng)計，2017年規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數字化研發(fā)設計工具普及率、關鍵工序數控化率、生產設備數字化率、數字化設備聯網率已分別達到63.3%、46.4%、44.8%和39%，培育了一批工業(yè)互聯網平臺，制造業(yè)智能主導的特征日趨明顯，我國工業(yè)互聯網蓬勃發(fā)展。

　　工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)走向智能高效

　　工業(yè)互聯網的一個顯著特征就是，通過構建泛在互聯、低時延高可靠的網絡，將工廠內的各種設備、物料、系統(tǒng)、勞動者以及工廠外的產品、倉儲、物流、用戶等供應鏈的各個環(huán)節(jié)連接在一起，實現各環(huán)節(jié)的泛在互聯與數據順暢流通，從而形成一個智能高效的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

　　工業(yè)互聯網的網絡連接離不開各類通信技術。目前，工業(yè)領域中使用的絕大多數通信技術仍然是有線技術，包括各種專用工業(yè)以太網技術和現場總線技術;在一些特殊的工業(yè)場景下，無線技術以其良好的移動性成為有線技術的重要補充。瑞典工業(yè)網絡公司HMS在對2017年全球工業(yè)網絡市場份額統(tǒng)計的基礎上，發(fā)布了2018年全球工業(yè)網絡市場份額預測報告。報告顯示，2018年工業(yè)以太網市場份額將占到全球工業(yè)網絡市場份額的52%，現場總線市場份額為42%，工業(yè)無線網絡將占整個市場份額的6%。

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

　　無線技術推動工業(yè)互聯網發(fā)展

　　目前，工業(yè)互聯網應用的無線技術總的來看可以分為兩大類：

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

　　微功率短距離無線發(fā)射設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、設備數量大的特點，同時又具有價格低、移動靈活、易于組網等優(yōu)點，因此被廣泛應用在工業(yè)生產制造的多個環(huán)節(jié)。隨著工業(yè)生產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)射設備在工業(yè)互聯網中的應用將變得越來越廣泛。

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

　　目前已經在工業(yè)領域應用的廣域網通信技術包括2G/3G/4G蜂窩移動通信技術，以及以NB-IoT、eMTC、Multefire、LoRa等為代表的低功耗廣域網技術。低功耗廣域網技術是一種可以實現低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯網通信技術，其最大的特點是實現了遠距離、低功耗。

　　此外，第五代移動通信技術標準還規(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)模物聯網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)移動通信技術無法很好地支持物聯網及垂直行業(yè)應用的問題。隨著5G技術標準的不斷推進與發(fā)展，工業(yè)互聯網可以將5G技術作為通信和連接的手段，借助5G技術的發(fā)展浪潮，推動無線技術在工業(yè)互聯網中更加廣泛地應用。

　　工業(yè)互聯網是推進制造強國和網絡強國建設的重要基礎，是全面建成小康社會和建設社會主義現代化強國的有力支撐。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和無線設備。無線技術的不斷發(fā)展和進步，也將進一步推動制造業(yè)的發(fā)展，為工業(yè)互聯網的發(fā)展帶來新的動力。