作为中国“工业风向标”的年度展会，以“智能、互联——赋能产业新发展”为主题的第21届中国国际工业博览会2019年9月18日正在上海举行，在本届的展会上，“5G 工业互联网”、“AI(人工智能) 制造”成为亮点，有了新技术添力，机器变“聪明”，中国制造更升级。

       随着美国工业互联网，德国工业4.0、及中国制造2025等国家层面制造发展战略的提出，智能制造已经成为全球制造业发展的共同趋势和目标，《智能制造发展规划（2016-2020 年）》（工信部联规〔2016〕349 号）指出，智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。

       信息化革命愈演愈烈，机器设备、人和产品等制造元素不再是独立的个体，它们通过工业物联网紧密联系在一起，实现一个更协调和高效的社会化制造系统。人工智能和制造系统的结合将是必然的，利用机器学习、模式识别、认知分析等算法模型，可以提升工厂控制管理系统的能力，实现更智能化的新型制造方式，才能使企业在今天竞争激烈的环境获得更好的优势。在智能制造生产场景中，需要机器人有自组织和协同的能力来满足柔性生产要求，智能制造需要设备通过网络连接到云端，基于超高计算能力的平台，并通过大数据和人工智能对生产制造过程进行实时运算控制，通过企业将大量运算功能和数据存储功能移到云端，这将大大降低设备的硬件成本和功耗。

       从上面关于智能制造的概念中我们可以看到，智能制造是使用数字化的知识和信息作为关键生产要素、以现代信息网络作为重要载体、以信息通信技术的有效使用作为重要推动力的一系列制造经济活动和新型生产方式。在制造业数字化转型过程中，各种生产要素都要通过数字化的刻画和表达，生产要素之间的数据要实现互联互通才能实现高效协同的制造活动，因此机器和人员之间需要进行越来越多的相互通信，而传统有线技术限制了这种相互通信的方式，同时也影响了现有工业技术实现持续改进所需的灵活性，并且为了满足柔性制造的需求，工业机器人需要满足可自由移动的要求。因此显而易见，在智能制造生产过程中，需要无线通信网络具备极低时延和高可靠的特征，智能制造过程中工业互联网云平台和工厂生产设施的实时通信、以及海量传感器和人工智能平台的信息交互，和人机界面的高效交互，对通信网络有多样化的需求以及极为苛刻的性能要求，并且需要引入高可靠的无线通信技术。

      高可靠无线通信技术在工厂的应用，一方面，生产制造设备无线化通信使得工厂模块化生产和柔性制造成为可能。另一方面，因为无线网络可以使工厂和生产线的建设、改造施工更加便捷，并且通过无线化可减少大量的维护工作降低成本。

      在智能制造自动化控制系统中，通信低时延的应用尤为广泛，比如对环境敏感高精度的生产制造环节、化学危险品生产环节等。智能制造闭环控制系统中传感器(如压力、温度等)获取到的信息需要通过极低时延的网络进行传递，最终数据需要传递到系统的执行器件(如：机械臂、电子阀门、加热器等)完成高精度生产作业的控制，并且在整个过程需要网络极高可靠性，来确保生产过程的安全高效。数据连接的延迟主要在传输建立数据连接时发生的延迟，这会影响来自移动设备或传感器的网络响应，在早期无线网络技术中，包括4G和Wifi，这种延迟对于工业实时控制的需求来说太长并且是不可预测的，而有线网络又给各种数据采集传感器和数字化设备的安装部署带来很大的不便。

      对于制造业而言，建立物联网一个挑战将是在室内环境中建立可靠的无线电网络，这些环境可能会受到无线电干扰。另一个挑战是频谱的可用性，在相同频谱中操作的公共网络可以为制造过程所依赖的无线信号提供甚至更多的干扰。许多工业物联网系统被设想为私有网络，采用专用光谱和更小的组合可以避免干扰，一些国家可能会将某些频段用于工业物联网使用。

     然而智能制造所强调的社会化协同生产方式，却让当今制造活动的协同范围突破传统车间的室内环境，未来数字化工厂中的自动化控制系统和传感系统的工作范围可以是或者几百平方公里到几万平方公里，甚至可能是跨多个企业的分布式部署，根据生产场景的不同，制造工厂的生产区域内可能有数以万计传感器和执行器，需要通信网络的海量连接能力作为支撑。

      随着智能制造场景的引入，制造对无线通信网络的需求已经显现，作为新一代移动通信技术，5G技术切合了传统制造企业智能制造转型对无线网络的应用需求，能满足工业环境下设备互联和远程交互需要， 5G网络可为高度模块化和柔性的生产系统提供多样化高质量的通信保障。

      新一代无线5G通信具有可靠、响应灵敏的特点，在工业制造过程控制中将是一个明显的机会。5G技术不仅会降低延迟，而且更具可预测性，这意味着工业生产活动中具有时间关键事件的流程可以依靠5G无线数据传输，以及可以与其他时间关键事件进程通信。例如，在制造过程中，5G无线数据通信可以是用于传送时间关键事件的可靠通信方法，在智能制造的许多方面，5G将成为物联网的推动者，5G连接将使更多数据以更少的延迟进行传输，因此来自工厂传感器的数据采集可以实时流动并具有可控的延迟。

      5G网络是实现智能制造理想的通信网络，5G网络能够为智能制造生产应用提供端到端定制化的网络支撑，在物联网、工业自动化控制、物流追踪、工业AR、云化机器人等工业应用领域，5G技术起着基础性的支撑作用。5G愿景旨在提高移动无线网络所有关键性能指标的性能，这不仅仅是容量和速度的提高，5G网络将提供更快和更可靠的服务，为物联网、自动驾驶、无线宽带以及更快的视频接收和传输打开新的商机。

       智能工厂是5G技术的重要应用场景之一。利用5G网络将生产设备无缝连接，并进一步打通设计、采购、仓储、物流等环节，使生产更加扁平化、定制化、智能化，从而构造一个面向未来的智能制造网络。《中国制造2025》明确提出，“加强工业互联网基础设施建设规划与布局，建设低时延、高可靠、广覆盖的工业互联网”“全面突破第五代移动通信（5G）技术、核心路由交换技术、超高速大容量智能光传输技术、‘未来网络’核心技术和体系架构。”

5G能支持1000亿级别的物联网连接，并提供工业级的可靠性和实时性，这些能力使得5G能成为支撑工业4.0、中国制造2025等产业战略顺利实施的关键基础。

      多年的互联网繁荣、科技模式创新、生活方式变化，其实只是产业结构升级乃至国家竞争力锦上添花的部分，而制造业的能力才是一个国家竞争力强弱的关键，这一点欧美发达国家和中国都已经毫不掩饰，近年来中美贸易战中，双方在芯片乃至科技产品的纠纷，已经明确表露了这点-----美国急切希望夺回“制造业霸主”地位，并且不希望中国制造业继续快速加强，中国未来真正的国际地位提升，也只有在制造业方面的发展更进一步才有可能。

      无论是要实现中国智造，还是实现数字时代中国经济的高质量发展模式，中国发展工业互联网都是不可或缺的，中国在未来通信行业尤其5G方面会加大竞争优势，才能为中国工业互联网的快速推进打下了“硬件基础”，工业互联网技术表面上看仅仅是“互联网信息技术在工业领域应用”，但核心目标就是国人梦寐以求实现中华民族伟大复兴的“中国制造2025”。