我國工信部2019年6月6日正式向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，標志著我國正式進入5G商用元年。5G擁有廣闊的應用前景，無人駕駛、虛擬現(xiàn)實、智慧城市等新產(chǎn)業(yè)都將借助5G得到更大的發(fā)展。在5G時代，AR/VR技術讓人們足不出戶就可以感受大自然的風采，無人駕駛技術為工業(yè)、物流、運輸?shù)刃袠I(yè)都帶來新的機遇，視頻信號的實時高清傳播在醫(yī)療、教育、娛樂等領域都有廣泛應用，5G將會融入社會生活的方方面面。
為此，本報特邀全國政協(xié)委員、中國聯(lián)通研究院院長張云勇就5G如何改變社會進行解讀。
4G改變生活，5G將改變社會、改變產(chǎn)業(yè)。我國工信部2019年6月6日正式向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，標志著我國正式進入5G商用元年。5G提供更高的速率、更低的時延、更多的連接數(shù)、更快的移動速率、更可靠的安全性以及更靈活的業(yè)務部署能力，其三大優(yōu)勢特性“高速率、低時延、海量連接”使其成為制造業(yè)的重要通信與服務基礎設施。
5G擁有廣闊的應用前景，無人駕駛、虛擬現(xiàn)實、智慧城市等新產(chǎn)業(yè)都將借助5G得到更大的發(fā)展。在5G時代，AR/VR技術讓人們足不出戶就可以感受大自然的風采，無人駕駛技術為工業(yè)、物流、運輸?shù)刃袠I(yè)都帶來新的機遇，視頻信號的實時高清傳播在醫(yī)療、教育、娛樂等領域都有廣泛應用，5G將會融入社會生活的方方面面。
當今，快速發(fā)展的人工智能技術正在融入人們多姿多彩的生產(chǎn)生活中，發(fā)展人工智能已經(jīng)成為智能產(chǎn)業(yè)的核心。作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力，人工智能催生了大量新的技術、產(chǎn)品及商業(yè)模式，引發(fā)了經(jīng)濟和科技產(chǎn)業(yè)的重大變革。由于4G通信速度較慢和時延較大的問題，目前4G并不能完美支持將大量人工智能應用于制造業(yè)中。而5G則能解決這些問題，5G高帶寬、低延遲、海量連接的特性真正幫助人工智能應用實現(xiàn)規(guī)?；逃?。5G與人工智能的融合，將在全球制造業(yè)數(shù)字化轉型中扮演關鍵角色，解決制造業(yè)中大量設備連接效率較低和自主控制能力不足的問題，加速制造業(yè)數(shù)字化轉型升級。
5G和人工智能深度融合
5G和人工智能相互促進，關系密不可分。5G為人工智能應用的發(fā)展提供基礎設施，傳遞大量數(shù)據(jù)和信息，人工智能作為最新的技術工具，可以優(yōu)化5G網(wǎng)絡性能，提高5G網(wǎng)絡通信能力。5G和人工智能深度融合，可為制造業(yè)提供三種基礎能力：設備連接能力(設備與設備之間、設備與業(yè)務平臺之間)、數(shù)據(jù)傳送能力(設備與設備之間、設備與業(yè)務平臺之間)和服務遞送能力(業(yè)務平臺與設備之間)。
能力一：設備連接能力
在3G/4G中，設備與設備的連接，設備與業(yè)務平臺的連接都需要經(jīng)過核心網(wǎng)協(xié)調(diào)，容易引起核心網(wǎng)承壓過大，靈活性不足和服務效率不高等問題。5G網(wǎng)絡體系支持控制面與用戶面分離，減輕核心網(wǎng)壓力，再結合邊緣計算，設備與設備之間的連接通過接入網(wǎng)(邊緣計算)協(xié)調(diào)，設備與業(yè)務平臺之間也可以通過就近服務直接連接，縮短連接路徑，提升設備連接效率與能力。在制造業(yè)中，5G和人工智能滿足了智能制造場景對于“海量互聯(lián)、高速連接”的需求，實現(xiàn)了工廠內(nèi)外設備、業(yè)務、人之間的互聯(lián)互通、高效協(xié)作。5G網(wǎng)絡的設備連接能力的提升，有利于制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)劃、質(zhì)量檢測和運維管理，有利于智能制造業(yè)的發(fā)展和企業(yè)的智能化升級。
能力二：數(shù)據(jù)傳送能力
和設備連接相似，在3G/4G中，數(shù)據(jù)傳送也需要通過核心網(wǎng)協(xié)調(diào)，也容易引起核心網(wǎng)承壓過大、數(shù)據(jù)傳送效率較低等問題。5G網(wǎng)絡在靠近企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡接入點的位置設置本地通信集成云，將大量數(shù)據(jù)調(diào)度到網(wǎng)絡邊緣進行處理，緩解核心網(wǎng)數(shù)據(jù)處理壓力。除此之外，5G網(wǎng)絡還可以更快、更智能地采集和傳輸數(shù)據(jù)，提高設備的數(shù)據(jù)處理能力，縮短人工智能處理路徑。同時，設備無法及時處理的數(shù)據(jù)還可以通過5G高帶寬、低時延的特性及時傳送至云端，使得端和端、端和云之間協(xié)作更加有效和智能化。
針對海量設備提供連接與服務是智能制造的顯著特點之一。數(shù)據(jù)表明5G網(wǎng)絡每平方公里可支持100多萬臺的設備連接，使得海量設備之間的互聯(lián)互通成為可能，有助于制造業(yè)的發(fā)展。設備采集的大量數(shù)據(jù)也可以通過5G網(wǎng)絡快速穩(wěn)定地傳送給制造業(yè)生產(chǎn)平臺，再結合云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等先進技術進行數(shù)據(jù)傳導與處理，從而提升制造業(yè)的數(shù)據(jù)傳送和處理能力。
能力三：服務遞送能力
在3G/4G中，企業(yè)服務能力通常都部署在外部云平臺中，需要遠距離訪問，容易導致服務能力遞送延遲，效率較低等問題。然而在5G中，部分服務能力可以就近部署在企業(yè)的邊緣云業(yè)務平臺或是人工智能平臺上，從而縮短服務遞送的路徑長度，減少服務遞送時間，提升服務效率。借助5G邊緣計算，可以實現(xiàn)智能制造中的人工智能服務能力的就近部署和就近服務，實現(xiàn)在設備側直接進行人工智能處理，從而可以有效地化解大量工業(yè)設備自主控制的難題，推動未來制造業(yè)向分布式生產(chǎn)、智能自動生產(chǎn)以及全流程透明化生產(chǎn)的方向發(fā)展。
5G和人工智能協(xié)同發(fā)展
5G的高可靠、低延時、高帶寬三大特性有利于優(yōu)化制造業(yè)的工業(yè)控制、信息采集、運維管理等生產(chǎn)過程，有利于實現(xiàn)智能制造的多業(yè)務場景、多服務質(zhì)量、多用戶及多行業(yè)的隔離和保護等生產(chǎn)需求。在制造業(yè)中，設備之間的通信能力通常要求較高，5G幫助實現(xiàn)工廠內(nèi)設備與傳感器的數(shù)據(jù)實時采集及低時延無線傳輸、生產(chǎn)線全生命周期管控、車間與車間的全連接、工廠內(nèi)的零部件及產(chǎn)品的質(zhì)量自動化檢測。5G邊緣計算，可以實現(xiàn)人工智能服務能力的就近部署和就近服務，人工智能能力將可以直接部署在制造業(yè)中的海量設備上或者生產(chǎn)車間中，減少傳輸時間，提高工作效率，真正實現(xiàn)人工智能、5G和海量設備相互融合。5G和人工智能協(xié)同助力制造業(yè)從少量離散的智能設備應用發(fā)展成為一體化的智能制造系統(tǒng)，并擁有大量應用場景。
場景一：加速數(shù)據(jù)傳送
目前的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在從工業(yè)3.0轉向工業(yè)4.0，5G的萬物連接是實現(xiàn)制造業(yè)智能化升級的基礎。5G和人工智能時代下的制造業(yè)將會實現(xiàn)海量智能設備的互聯(lián)互通，設備之間利用有線或者無線的方式相互連接或者連接到互聯(lián)網(wǎng)中，形成制造業(yè)內(nèi)部信息互聯(lián)網(wǎng)絡，實現(xiàn)智能設備與設備之間、設備與人之間、設備與工廠之間的互聯(lián)互通，連接的深度和廣度都大幅增加。在5G之前，設備數(shù)據(jù)傳送效率較低，更多的是將設備數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫诉M行處理，但是在5G和人工智能時代，智能設備采用就近計算可以在設備側直接進行人工智能運算，無法及時處理的數(shù)據(jù)也可以利用5G高速網(wǎng)絡快速傳到云端，促成智能設備與云的相互協(xié)作，共同進行人工智能處理。
場景二：促進制造業(yè)中VR/AR的應用
5G網(wǎng)絡的傳輸速度可達每秒數(shù)十億字節(jié)，超快的傳輸速度可以保障VR/AR視頻實時流暢的播放。5G和人工智能的融合將會有效地促進VR/AR在制造業(yè)中的推廣與應用，VR/AR以全新的信息傳輸方式推動制造業(yè)數(shù)字化、智能化轉型升級，帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，創(chuàng)造社會價值。
VR/AR結合5G和人工智能技術貫穿于整個制造業(yè)流程。在產(chǎn)品規(guī)劃階段，企業(yè)利用VR技術對產(chǎn)品進行可視化管理，5G網(wǎng)絡為工程師提供流暢的VR視頻遞送，以便于工程師對產(chǎn)品有更直觀的了解，同時，VR所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以作為機器學習的數(shù)據(jù)源，通過人工智能算法對數(shù)據(jù)進行處理從而對產(chǎn)品性能進行優(yōu)化升級。在產(chǎn)品生產(chǎn)階段，企業(yè)利用5G終端中的數(shù)據(jù)虛擬演示工廠狀態(tài)，可針對狀態(tài)變化實時進行工業(yè)設備的遠程操作。在產(chǎn)品檢測階段，企業(yè)可以建立虛擬車間進行仿真檢修作業(yè)，利用人工智能技術自動生成檢修方案，節(jié)約成本。在產(chǎn)品銷售階段，企業(yè)利用VR對產(chǎn)品進行智能化全景展示，客戶能夠隨時隨地了解產(chǎn)品外形外觀、功能配置、生產(chǎn)流程等一系列內(nèi)容，對產(chǎn)品進行更深的了解。而在產(chǎn)品售后階段，售后工程師利用VR技術遠程實時解決產(chǎn)品故障，從而減輕售后壓力。5G和人工智能共同推動VR/AR技術在制造業(yè)中的應用與推廣，促進制造業(yè)智慧化轉型。
場景三：能視頻監(jiān)控場景
5G網(wǎng)絡可以有效地提升視頻監(jiān)控服務的功能與性能。5G的高帶寬和低時延特性能夠以更快的速度傳遞更加清晰的視頻，提高數(shù)據(jù)傳輸效率，并能夠引入更多安防監(jiān)控設備，擴大監(jiān)控范圍，獲取更多的監(jiān)控數(shù)據(jù)。大量監(jiān)控數(shù)據(jù)和5G高速網(wǎng)絡為監(jiān)控智能化提供了條件，企業(yè)可以綜合利用多種人工智能應用(例如人臉識別、物體識別、自然語言處理等)，從監(jiān)控系統(tǒng)中提取人臉、車牌、文字等關鍵信息，降低監(jiān)控成本，提高監(jiān)控效率。同時，5G和人工智能融合，還可以有效提升視頻監(jiān)控業(yè)務中的數(shù)據(jù)利用率和視頻分析的精確度和效率，以及促進設備能耗管理、設備參數(shù)優(yōu)化、數(shù)據(jù)處理自動化和資源調(diào)度，為智能化工廠提供更加精確、可靠的服務。例如，智能化監(jiān)控設備可以自主識別出車間內(nèi)未知的入侵者，實時觸發(fā)門禁及報警裝置，維護車間生產(chǎn)安全;此外，智能化監(jiān)控設備也可以實時監(jiān)控車間內(nèi)原料使用狀況，將數(shù)據(jù)通過5G網(wǎng)絡實時傳遞給工廠管理人員，輔助管理人員進行有效資源調(diào)度。
場景四：遠程實時控制
5G網(wǎng)絡可促進工業(yè)生產(chǎn)中的機械遠程實時控制。生產(chǎn)管理者可以利用5G網(wǎng)絡遠程實時監(jiān)控設備狀態(tài)信息，利用人工智能技術對狀態(tài)信息進行分析，自動生成對應決策和控制指令。設備收到工人發(fā)送的控制指令，完成相應動作，實現(xiàn)遠程實時控制。在遠程實時控制中，低延時尤為重要，5G網(wǎng)絡幫助設備與生產(chǎn)管理者保持實時、可靠的連接，從而及時、穩(wěn)定地做出最正確的決策。
遠程實時控制應用廣泛，例如，對于一些危險設備，遠程操作可以減少大量風險，節(jié)約人力;在一些惡劣環(huán)境下，遠程操作可以提升工作安全度和工作效率;遠程實時控制技術還可以建立無人工廠或無人實驗室，減少制造業(yè)的人工成本。
5G和人工智能正在以各種方式改變著制造業(yè)。在5G時代下的智能工廠中，人、設備、工廠之間可以相互感知，相互連接;無數(shù)傳感器產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)將實時流暢地傳送到邊緣云或核心云中，進行數(shù)據(jù)的智能化處理和快速遞送;大量新技術(例如，VR、AR等)都將通過5G網(wǎng)絡應用于智能工廠中，給智能制造帶來新的活力。目前，國家正在大力支持制造業(yè)發(fā)展，推動傳統(tǒng)制造業(yè)向智能制造業(yè)方向轉型，5G和人工智能技術將會從設備連接、數(shù)據(jù)傳送、服務遞送等方面向制造業(yè)提供動能，提升生產(chǎn)效率，滿足智能化生產(chǎn)需求，推動制造業(yè)的智慧化變革與發(fā)展。
委員檔案
張云勇，博士后，全國政協(xié)委員，國務院政府特殊津貼專家，百千萬人才工程國家級人選，享受中國有突出貢獻中青年專家稱號，金磚五國工商理事會數(shù)字經(jīng)濟與放松管制組成員。中國聯(lián)通研究院院長，北京郵電大學、北京交通大學兼職教授，中國通信學會、電子學會、計算機學會等多個學會會士，《通信學報》《電信科學》等報編委，央企安全聯(lián)盟智庫首批專家。獲工信部ITU優(yōu)秀文稿獎2次，優(yōu)秀個人獎2次。自主研發(fā)沃云平臺，經(jīng)院士等專家鑒定達到與亞馬遜旗鼓相當?shù)乃?，制定了國際上首個云計算框架以及首個網(wǎng)絡即服務標準。自主研發(fā)海量上網(wǎng)流量查詢分析系統(tǒng)。獲通信學會科技進步獎以上25次。
發(fā)表論文、出版著作：
1.出版中文論著20部(其中3部輸出到臺灣)(數(shù)論專著1部)，英文論著1部;在國內(nèi)外權威期刊發(fā)表學術論文70余篇，SCI等檢索29篇，一級學報14篇，授權400余項專利和百項軟件著作權，被國際組織采納300余篇國際文稿，主持發(fā)布國際上第一個ITU云計算框架、SDN、SDN與NFV安全標準、六模全網(wǎng)通終端GSMA規(guī)范，報批發(fā)布國家、行業(yè)規(guī)范9項。
2.主持制定企業(yè)規(guī)范135項，承擔中國通信化標準協(xié)會CCSATC1/TC5/TC8行業(yè)規(guī)范150余項，牽頭49項，其中9項行業(yè)標準完成已報批發(fā)布。同時負責跟蹤ITU/TMF/TGG/OPENCirrus/ODCA/GSMA等通信行業(yè)國際標準組織，研究制定云計算、物聯(lián)網(wǎng)相關國際標準與規(guī)范。自主發(fā)布235篇國際文稿，列中國運營商和通信企業(yè)云計算文稿第一。主持發(fā)布國際上第一個云計算框架、云計算-網(wǎng)絡即服務、M2M標準。
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