编者按5G不仅仅是信息通信技术的升级换代，更是一场影响深远的全方位变革。5G时代，从封闭走向开放，信息通信与各行各业连接的紧密性达到前所未有的程度，相互交织，催生新的业态、生态。时报将展开对“5G+”时代展望的系列报道，本期聚焦工业领域和5G之间产生的“化学反应”和未来可能。
IT时报记者李蕴坤
　　这个夏天，纪录片《美国工厂》的热映让观众直击了中美两国工人的文化交锋。本周举行的第21届中国国际工业博览会又让世人见证了全球工业的骄傲。
　　在中国从制造大国迈向制造强国的过程中，在工业互联网、人工智能、云计算等前沿技术助推下，让柔性制造逐渐成为大势所趋。今年是5G元年，这位新“推手”的加入画下了万物互联的蓝图，是否将打破工厂内的传统“围栏”呢？
填平IT和OT间的鸿沟
　　5G的到来，会为中国制造业带来什么？
　　上海智能制造产业协会法人代表涂煊给出的答案是：工业互联网。在他看来，工业互联网能够填平工业IT（信息技术）和工业OT（运营技术）之间的鸿沟，真正实现端到端的垂直融合和横向联合，在研发设计、智能管控、智能管理和运营维护中都有一系列可以落地的点，从而在不同的环节推动生产制造过程的优化和管理能级的提升。“‘工业互联网+’是数字化向网络化、智能化发展的基石，5G将作为一个重要的互联手段。”涂煊说道。由于具备高速率、广连接、低时延的特性，5G可以贯穿制造过程中的研发、生产、销售与维护，与人工智能、云等新技术的发展相辅相成。在涂煊看来，5G的诞生就是为工业而生的。
　　工业环境下涵盖了海量的传感器和设备，很多工厂在改造过程中提出了设备互联的需求，5G恰恰提供了这样“一只手”，在将所有新老设备接入系统中的同时，还能上升到云端、边缘端，极大提升生产的柔性化。涂煊认为，通过这种无线化、模块化的生产，将会让人们的指挥和控制变得“无所不在”。
　　未来，传统智能制造由企业专网、工厂网络、控制环网、各种现场总线等组成的层级系统架构将会被颠覆，向涵盖了数据池、机器学习、态势感知、App等在内的扁平化系统架构演变，其中的关键即在于后者运用了5G在各个系统之间做沟通和强有力的支撑。
　　国家制造强国建设战略咨询委委员、智能制造专家咨询委员会主任朱森第更加看好智能制造在工艺创新上的潜力，为此需要抓住五个关键：系统设计、制造工艺、网络环境、精益生产以及智能装备。在这之中，网络环境的搭建靠的就是5G和工业互联网。
远程控制有望大展拳脚
　　一座理想的智能工厂应该是什么样子？如果将工厂里的设备比作手指、四肢、眼睛和耳朵等，那么智能工厂就相当于又加上了“统一大脑”，将各式设备连结在一起，铺设神经系统，即时获取所有信息，实现工厂活动的可视化，让所有活动透明可见。
　　日本数控系统公司FANUC创建于1956年，通过SCADA数据采集和监视控制系统，将位于上海、广州、重庆和武汉四个城市的分公司信息都呈现在工博会展台的大屏上。接下来，模拟生产车间的三维仿真图又生成了工博会展台上的所有设备清单，采集它们的生产数据与工艺数据后，输出了详细的报表，例如每日和每小时开动率以及报警信息统计，这些通常是车间管理者最在意的数据。
　　如果需要了解更多零部件信息，还可以点击某个工件，查看它的实时参数。FANUC工作人员就向《IT时报》记者展示了弧焊工件的实时电流变化，数据采集精确到毫秒。
　　类似的实时反馈在西门子的SIMATIC RTLS中同样可见，这套实时定位系统通过多模定位技术，可实现厘米级的定位精度。不管是员工还是物料，只要附上一枚电子标签，系统就可以实时追踪其行动轨迹，一旦目标进入事先划定的区域，电子标签就会发送通知信息，告知某个配件是否在准确的时间到达了安装位，从而优化整个物流，缩短生产和监控的时间。
　　西门子工作人员告诉《IT时报》记者，这套系统已经应用在环保、汽车制造等多个领域，尤其在混线生产上大有裨益。就拿汽车制造来说，虽然大部分企业都能达到每分钟下线一台的水平，但是标准产线只能生产一种固定车型，而在混线生产中一条产线就能支持几十种车型，根据订单来排序，非常柔性化，因此对物料管理的要求也更高。
　　虽然以上应用在5G发牌前就已落地，但涂煊表示，5G在多机协同与远程运维上有很大发展空间，“5G能在制造过程中实现物流智能规划，实现机器与机器之间的直接对话，这是多机协同的概念。同时我们可以把机器人云端化，在云端实现整个机器的控制和代码的生成，因此远程运维是用得最多的。”
更加“健全”的数字双胞胎
　　随着智能制造的推进，数字双胞胎一词也跟着频频曝光。数字双胞胎，又称数字孪生、数字映射，借助仿真软件，建立了数字虚体空间与物理实体空间的交互通道，意图通过装配仿真来帮助工程师更好地了解产品的结构和运行状态等。
　　据西门子工作人员介绍，西门子一共有三个数字双胞胎。首先是产品的双胞胎，即在产品设计阶段运用虚拟化手段构建全三维标注的产品模型，避免时间和资源的浪费。其次是产线的双胞胎。实验室里的产物和批量生产毕竟有所不同，那么在工序上应该做哪些优化和调整？这些都可以在“双胞胎”身上小试牛刀。最后是性能的双胞胎，需要把设计、生产和用户使用的数据综合起来进行优化，譬如用户对某个产品的反馈不好，那么就要返回设计阶段去改进。
　　不过，要这三个双胞胎达到同步协作，眼下还只是美好的愿景。“现在我们还是得分步来做，产品和产线两步骤或许可以连贯了，性能这步骤还是得取决于之前采集到的数据，并在此基础上做进一步探索。”西门子工作人员表示。
　　涂煊坦言，5G的到来可以打破物理世界与虚拟世界之间的鸿沟，使得人、机、物统一的系统得以实现，从而真正意义上解决数字孪生的通信问题，同时可以在工况下利用视觉分析完成对安全隐患的监测。