中国工程院院士邬贺铨谈5G云边端协同

      “5G的优异性能将开创数字化、智能化的两化转型新业态，推动信息化、工业化的两化融合新应用。”在2020年11月中国5G+工业互联网大会主论坛上，中国工程院院士邬贺铨说。

      邬贺铨在主题演讲中强调：与前几代移动通信技术独立应用不同，5G凭借着大带宽、高可靠、低时延、广连接等特性，促成了云计算、大数据、人工智能、物联网、区块链与工业互联网等新一代信息技术的无缝融合，打通了数据从采集、存储、传送、处理、分析到决策的全过程，帮助数据发挥出生产要素的作用。

      “业内一直在探讨但未有可行的互联网体系颠覆性方案，现在回过头来看好IPV6上的创新，5G默认采用IPV6。”邬贺铨表示，IPV6给5G和互联网提供了一个可靠的传输，同时利用软件定义网络，通过大数据分析和流量流向集中起来变成网络操作系统，这样就可以决策出端到端的路由。

      邬贺铨指出，5G与IPV6的结合能够使我们精准地提供服务，提高服务质量，并且5G推动了物联网的发展。2016年，NB-IoT（窄带物联网）国际标准的通过，正式开启了移动互联网时代。但是窄带物联网只有20kbps／250kbps的应用，而且其对应的传感器是不能动的。而现在5G可以使得物联网的信道带宽上升到100Mbps，这样超清的视频都可以通过物联网传送，另外，可以实现大连接物联网，即1平方公里100万个传感器连网。

      伴随着5G商用，IoT模块可嵌入AI芯片与操作系统，移动物联网迈入“AI+IoT”的智联网（AIoT）时代。更进一步来看，AIOT模块还可嵌入区块链能力，从而增加物联网的安全性。

      “现在我们不仅仅要上网，还要上云，甚至上链。”邬贺铨表示，从互联网到智联网到信联网，从万物互联到万物智联再到万物信联，在这个过程中，5G起到了重要作用。

      邬贺铨表示，5G促进了云边端的计算能力协同。一方面，由于5G网络带宽足够宽，因此终端可以即插即用而具备云端的能力，云终端应运而生。

      另一方面，云的能力下沉到边缘，未来一半的中心云计算能力都要下放到边缘云，边缘云负责处理低时延的业务，中心云负责处理非实时传输性的业务，这样边、云互相配合，实现高可靠、低时延。

      以城市的视频监控类应用为例，前端的摄像头对数据进行编码，边缘计算进行提取，中心云完成联合优化。“云边端的计算能力协同，不仅可以实现消费类应用，而且在产业、工业领域将催生丰富的智能化应用。”邬贺铨说。

      此外，云边端协同，为工业互联网从数据采集汇集、传输分发、分析处理、决策应用的全过程带来新面貌，支撑数据发挥出生产要素的作用,带来协同供应、辅助装配、机器视觉、机器换人等一系列创新应用。

      比如，徐工集团基于汉云工业互联网平台和标识解析技术，实现对包括设备、零部件、在制品、产品和订单的跟踪，打造出了基于生产的物流管理系统，形成企业内与企业间的数据联动，实现了信息传递效率提升高达200%，运营成本大幅降低20%，生产周期缩短20%—30%，供应链一体化运营成本可降低约18%，生产率增值提高15%，库存周转率提高5%。

      他进一步指出，5G云边端协同更多地应用是在机器视觉领域，相关数据显示，中国每天在生产线上进行目视检查的工人数量超过350万，但人工检测准确度不高。而工业高清视频通过5G和边缘计算与中心云相连，基于AI与预存视频图像比对和分析，机器视觉能力已经超过人类。

      据邬贺铨透露，利用5G三维扫描建模检测系统，通过激光扫描技术可精确快速获取零件表面三维数据并在该系统生成三维模型，通过5G网络实时将测量模型送到云端与原始理论模型快速比对，使得检测时间从2—3天降低到了3—5分钟，显著提升效益。

      在机器换人方面，邬贺铨表示，5G+8K+移动边缘计算可使机器人反应更敏感，还可以训练自主生成程序；以云端大脑通过5G的低时延来管理一批机器人，降低机器人的成本。当前，旷视4万平米的仓库中500台机器人的协同作业，刷新了集群作业的行业记录，而京东“无人仓”存储效率是传统货架的10倍以上，机器人分拣速度是人工的5—6倍。

      在邬贺铨看来，工业互联网基本上覆盖了工业制造的全过程，已经成为传统产业新引擎，工业生产的各个环节都希望有闭环的数据可以应用，即从感知到处理、应用全过程盘活数据。发展工业互联网，从数据建模、协同设计、智能制造、机器视觉、数字孪生、供应链管理、市场管理等各个环节都可以切入，关键是要看该环节是不是生产中的“痛点”以及有没有数据可以利用。

      “5G在工业互联网的应用还有待开拓，5G本身具备的特性还有待进一步开发。”邬贺铨表示，“5G在超宽带、低时延、定位和可靠性上不断增强的性能，需要我们不断去探索究竟能够用来做什么。”

      目前，5G超宽带特性可应用于激光扫描零件视频传输、5G+AR眼镜、机器视觉质检等，5G的低时延特性则可应用于5G+VR培训高铁司机，低时延在工业上也有很多应用；自动驾驶、码头装卸等应用发挥了5G在定位上的优势，自动泊车、高密度生产编队、特高压电网则需要5G高达99.99%的可靠性。

      来自HIS的数据显示，5G到2035年会使全球增加13.2万亿美元的产出，对GDP的贡献增加7%；麦肯锡数据显示，全球工业互联网在2025年可产生高达11.1万亿美元的收入。“5G与工业互联网、AI，将以三足鼎立之势支撑数字经济的发展。”邬贺铨最后强调。