北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任張平:工業(yè)智能網(wǎng)—工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深化與升級(jí)
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尊敬的曹書(shū)記、鄭院士、張秘書(shū)長(zhǎng),各位同事們,我是做移動(dòng)通信的,曹書(shū)記講了講我們移動(dòng)通信的歷史,過(guò)去我們一起做了很多工作,今天班門(mén)弄斧,把它上升到工業(yè)上,跟大家一起交流一下。
我們作為國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,也有一些職責(zé),我們是從網(wǎng)絡(luò)上看問(wèn)題的,從網(wǎng)絡(luò)上來(lái)講,如何能夠把它跟工業(yè)制造結(jié)合起來(lái)。我的內(nèi)容從移動(dòng)通信的概述簡(jiǎn)單地講講,主要是講一下趨勢(shì),我們移動(dòng)通信發(fā)展的趨勢(shì)是由理論、技術(shù)和需求三部分組成的,需求是驅(qū)動(dòng),理論是基礎(chǔ),技術(shù)是執(zhí)行力。
我們經(jīng)歷了幾個(gè)過(guò)程,現(xiàn)在快到6G了,最近我也了一篇文章,寫(xiě)移動(dòng)通信6G的演進(jìn)趨勢(shì)。我簡(jiǎn)單地說(shuō)一下,移動(dòng)通信最早時(shí)候的理論就是電磁波理論,最后是莫爾斯編碼,需求就是長(zhǎng)途通信,到了第一代,就是所謂的小區(qū)制了,小區(qū)制為我們做了大的貢獻(xiàn)。
到了2G是數(shù)字化,3G是多媒體,4G是OFDM,4G目前也用得非常好,5G有新的需求出來(lái)了,新的需求是什么?移動(dòng)通信每一代的更新?lián)Q代都跟顛覆性的技術(shù)做引領(lǐng)。新的需求,我們不再關(guān)心移動(dòng)通信在運(yùn)營(yíng)商的使用了,而是兩個(gè)方面,一個(gè)是超大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng),和uRLLC超可靠的低時(shí)延通信,這跟工業(yè)界有很大的關(guān)系,我們已經(jīng)超越了這個(gè)階段,移動(dòng)通信不是簡(jiǎn)單的人與人之間的服務(wù),寫(xiě)是上升到人與物,物與物,靠的是這兩個(gè)。
最早的時(shí)候中國(guó)也出了一朵花,我們提出了一個(gè)花的概念,但是最后發(fā)現(xiàn)這個(gè)花解決不了所有的問(wèn)題,于是分了三個(gè)場(chǎng)景。這三個(gè)場(chǎng)景跟我們各個(gè)行業(yè)的信息化,垂直行業(yè)的信息化是有關(guān)系的。到了6G,從1G到4G是線的,5G是面,6G是體的概念,除了人機(jī)物,我們可以上升到其他的。
第二就是5G的應(yīng)用場(chǎng)景,我們這里提了兩個(gè),數(shù)控是信息隨心所欲,萬(wàn)物隨手觸及,我們通過(guò)萬(wàn)物互聯(lián)可以做到這一點(diǎn),ITU對(duì)5G的定義也是這么說(shuō)的。兩個(gè)方面,一個(gè)是改變?nèi)藗兩?,影響社?huì),4G是改變個(gè)人的,5G是改變社會(huì)的。到了5G的話,有萬(wàn)物互聯(lián)的需求,那么5G跟智能制造的關(guān)系,應(yīng)用場(chǎng)景跟智能制造有關(guān)系。第一,智能制造是新一代產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)和戰(zhàn)略焦點(diǎn)。第二,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是我們智能制造的關(guān)鍵基礎(chǔ),5G是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的必要基礎(chǔ)設(shè)施,國(guó)際上有很多人說(shuō)5G上升到了軍備競(jìng)賽的高度,它的重要性就非常高了。
第三就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀,根據(jù)我們實(shí)驗(yàn)室所做的一些新的體會(huì)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境比較復(fù)雜,因?yàn)樵O(shè)備智能化的程度不同,使得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的水平參差不齊,發(fā)展不均衡。第二是接入困難,因?yàn)樗牧勘容^大,所以標(biāo)準(zhǔn)化的接入也不完善。大家都知道,這是我們?cè)?G里面最重主要的競(jìng)爭(zhēng)的點(diǎn),這里有很多提法,還有產(chǎn)業(yè)薄弱,最主要的還是缺乏智能??傮w上看,加快建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì),但是在技術(shù)突破、平臺(tái)應(yīng)用、行業(yè)覆蓋范圍以及生態(tài)構(gòu)建等方面,具有和國(guó)際平臺(tái)之間的比較大的差距。
我們的新思路就是工業(yè)制造,當(dāng)然工業(yè)制造不是郵電大學(xué)擅長(zhǎng)的事,但是我們的5G、互聯(lián)網(wǎng)和AI是我們擅長(zhǎng)的,這種高度融合可能就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。所以我們從架構(gòu)層面和技術(shù)層面,以及應(yīng)用層面上來(lái)做這些事。
第四就是工業(yè)智能網(wǎng),在內(nèi)涵方面我們有以下考慮。第一是快速接入,提供完整的工業(yè)加互聯(lián)網(wǎng)加AI的解決方案。不需要企業(yè)開(kāi)發(fā)工業(yè)設(shè)備級(jí)的接入接口,不需要企業(yè)直接投入研發(fā)人員。還有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),它不像一個(gè)運(yùn)營(yíng)商,它是垂直行業(yè),面臨的問(wèn)題比較大。我們能夠屏蔽不同行業(yè)的工業(yè)設(shè)備的差異,不論其智能化如何、接口適配能力如何均采用統(tǒng)一的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能化。
第二是融合智能,充分利用學(xué)術(shù)界的科研能力和產(chǎn)業(yè)界的工程能力,結(jié)合云計(jì)算、邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)、圖像識(shí)別、行為識(shí)別、虛擬和增強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)和智能的真正融合。我在12月份在通信學(xué)報(bào)發(fā)了一篇文章,基本思想就是工業(yè)和制造業(yè)提供裝轉(zhuǎn)的智能服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)技術(shù),傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備、車(chē)間或者廠房力度的認(rèn)知和智能決策遷移到具有更大載體的網(wǎng)絡(luò)云上,以服務(wù)的形式提供工業(yè)智能,以網(wǎng)絡(luò)的形式聯(lián)通工業(yè)的智能服務(wù),從而降低工業(yè)區(qū)對(duì)本地工業(yè)設(shè)備的依賴(lài)。
總體的架構(gòu)有三個(gè)方面,一個(gè)是本地接入,主要是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的超高清攝像頭和傳感器設(shè)備,通過(guò)設(shè)備級(jí)的多路精準(zhǔn)同步匯聚網(wǎng)關(guān)、本地級(jí)的邊緣物聯(lián)網(wǎng)關(guān)接入到本地云。為滿足具有不同服務(wù)質(zhì)量要求的無(wú)線連接服務(wù),本地將主要采用5G的技術(shù),這是一個(gè)模式。
第二個(gè)模式就是云平臺(tái)包括本地云和全國(guó)云,就是1+1的模式,本地云位于網(wǎng)絡(luò)邊緣并靠近生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),集成重要的智能服務(wù),以保證重要業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)響應(yīng)。全國(guó)云分布于互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái),能夠聚合海量計(jì)算資源,融合多維智能技術(shù),具有強(qiáng)大的分析、處理和服務(wù)能力,為業(yè)務(wù)決策提供智能引擎。第三,互聯(lián)網(wǎng)既包括工業(yè)設(shè)備間的工業(yè)網(wǎng),也包括普通意義上的互聯(lián)網(wǎng),進(jìn)行可靠的交互和保障,互聯(lián)網(wǎng)講打同通道。
這里有兩個(gè)技術(shù),一個(gè)是工業(yè)智能網(wǎng)的內(nèi)涵,從安全的角度對(duì)工業(yè)視頻進(jìn)行采集和處理,比如視頻采集設(shè)備安裝的部署方案及部署算法,第二就是基于采集的視頻進(jìn)行人員行為識(shí)別和基礎(chǔ)工業(yè)的基本識(shí)別,包括人員,還有一些基本的判斷。第二個(gè)技術(shù)就是基于視頻內(nèi)容的工業(yè)環(huán)境行為識(shí)別,第一是工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景中的環(huán)境、工業(yè)設(shè)備、人類(lèi)行為建模技術(shù)。第二,構(gòu)建并迭代工業(yè)環(huán)境下的行為數(shù)據(jù)庫(kù),第三,實(shí)時(shí)行為識(shí)別技術(shù)。第四是基于識(shí)別結(jié)果。第三個(gè)就是面向復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景的虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建。在這里有兩個(gè)技術(shù),一個(gè)是工廠間的3D仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),工業(yè)設(shè)備行為3D仿真的虛擬現(xiàn)實(shí)。第四就是可靠高帶寬的泛在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。第一是可靠低時(shí)延高接入,安全大規(guī)模泛在物聯(lián)接入,服務(wù)質(zhì)量保證的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)廠商不一樣,用垂直廠商的服務(wù),用切片技術(shù)比較好,還有就是提供分布式云服務(wù)邊緣計(jì)算技術(shù),我覺(jué)得邊緣計(jì)算會(huì)在物聯(lián)網(wǎng)里面是一個(gè)非常大的抓手。它的重要意義是三方面,一個(gè)是助力制造智能制造2025,第二個(gè)就是推進(jìn)協(xié)同制造,第三是提升智能化水平,我們將5G的全場(chǎng)景的應(yīng)用,以及AI的行為產(chǎn)業(yè)化落地。
下面是我們做的實(shí)踐,我們有一個(gè)團(tuán)隊(duì)做了這件事。就是我們?cè)谑謾C(jī)制造業(yè)上進(jìn)行了一個(gè)試點(diǎn),在河南鄭州的新鄭縣,覆蓋手機(jī)研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)、整機(jī)制造,手機(jī)出貨量占有全國(guó)的七分之一,數(shù)量還是比較大的。
我們從三個(gè)方面開(kāi)始做,一個(gè)是手機(jī)生產(chǎn)比如表面貼裝、板端測(cè)試、屏幕預(yù)加工,對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)進(jìn)行煙塵監(jiān)測(cè)、電磁監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)。人員監(jiān)測(cè)是對(duì)人員操作的規(guī)范和分析,以及人員行為異常的跨領(lǐng)域識(shí)別。比如說(shuō)設(shè)備面板的識(shí)別,我們通過(guò)對(duì)掛式的識(shí)別,不依靠設(shè)備接口還有抽象式的設(shè)備,多種面板的幾十種不同變形,實(shí)時(shí)捕捉,進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳。
應(yīng)用場(chǎng)景就是建立場(chǎng)景庫(kù)和物體模型庫(kù)的基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行識(shí)別引擎的訓(xùn)練。在智能分析應(yīng)用方面也進(jìn)行了以下的工作,比如我們對(duì)人體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),還有一些不規(guī)范的行為進(jìn)行監(jiān)測(cè),這種識(shí)別的準(zhǔn)確率可以達(dá)到80%以上,還是受歡迎的。
同時(shí),這個(gè)界面能夠跟廠方的信息化助理結(jié)合起來(lái),進(jìn)行大屏化顯示,這是我們目前國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)在做的工作,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G的結(jié)合確實(shí)是一個(gè)很大的事,過(guò)去更多的是做5G和移動(dòng)通信,我們可以做的更多的是垂直行業(yè)的應(yīng)用,它有各個(gè)方面的需求,如何找到共性的需求,能夠把它實(shí)現(xiàn)起來(lái),這是我們想做的事,希望明年能夠?yàn)榇蠹易龈玫闹v解,謝謝大家。
(審核編輯: 智匯小新)