序（三）
Preface
随着工业互联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的发展和应用逐渐走向成熟，人类社会进入了数字时代。在数字时代，数据成为最重要的生产要素，数据科学提供的“数据+机器信息”的数据挖掘方法，成为人类认识世界的新武器。数字经济正在成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。
因此，数字化转型势在必行。我们必须推动数字经济和实体经济融合发展，把握数字化、网络化、智能化方向，推动制造业、服务业、农业等产业数字化，实现企业资源优化配置。这样就可以把正确的数据，在正确的时间，以正确的方式，传递给正确的人和机器，即实现数据流动的自动化。从数据流动的视角来看，数字化解决了“有数据”的问题，网络化解决了“能流动”的问题，智能化解决了“自动流动”的问题。
网络化能够实现工业互联网内部单元之间，以及与其他网络系统之间的互联互通，在应用到工业生产场景时，对网络连接的时延、可靠性等网络性能和组网灵活性、功耗都有特殊要求，除此之外，还必须解决异构网络融合、业务支撑的高效性和智能性等挑战。构成工业互联网的各器件、模块、单元、企业等实体都要具备泛在连接能力，并实现跨网络、跨行业、异构多技术的融合与协同，以保障数据在系统内的自由流动。泛在连接通过对物理世界状态的实时采集、传输，以及信息世界控制指令的实时反馈下达，提供无处不在的优化决策和智能服务。
钢铁行业为大型复杂流程工业，全流程各工序均为“黑箱”，实时信息极度缺乏；钢铁生产过程具有多变量、强耦合、非线性和大滞后等特点；各单元采用孤岛式控制策略，尚未做到单元间界面无缝、精准衔接。这些严重的不确定性是钢铁生产面临的重大挑战。但是钢铁行业具有丰富的应用场景资源和数据资源。钢铁行业良好的信息化基础，发达的数据采集系统、自动化控制系统和研发设施，可以产生大量的实验数据（实验室实验、中试实验和生产线实验的历史数据、现实数据和生产大数据）。这些海量数据中蕴含着企业生产过程的全部规律，它们是最宝贵的资源，是关键生产要素。在充分合理地利用丰富的数据资源、实现数字产业化方面，钢铁行业具有巨大潜力。
5G是先进的信息通信技术，它有三个特性，增强型移动宽带（eMBB）适用于应对互联网流量爆炸式增长；超高可靠低时延通信（URLLC）适用于对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求；海量机器类通信（mMTC）面向以传感和数据采集为目标的应用需求。这些特性特别适用于钢铁行业的各种特殊需求。
作为典型的流程工业，在钢铁生产过程中要将每一道工序都作为一个垂直行业来处理，从底层到边缘，再到上层的云平台。为处理海量数据，海量机器类通信是重要的硬需求。在垂直方向上，可以将生产线底层产生的海量数据，利用大数据/机器学习平台进行处理，并建立起高保真度数字孪生模型用于代替传统的机理模型。在边缘侧进行高精度设定计算，完成高确定性、低时延的高精度实时控制。而高可靠、低至数毫秒的时延通信，则为各边缘与生产线的实时控制提供了强力支撑。在基础设施云端的平台层，利用来自车间底层的生产计划、调度管理、物流、能源、设备、安全等海量数据信息，进行极其复杂的企业资源部署与管理，确保企业整体的稳定、高效、安全、优质运行。
5G为增强型移动互联网，峰值传输速率可达20Gbps。各制造单元之间在流程方向上的海量数据传输与处理、非结构化数据传输处理、虚拟现实与增强现实的传输处理等，都将依赖于增强型移动带宽。钢铁生产过程中存在大量环境恶劣、高温危险、重复性的现场操作岗位，亟须实现远程和自动化的操作与运维。通过手机/巡检仪等音视频采集的非结构化数据，可应用于对设备运行状态的实时分析、运算、监测、管理。在远程装配场景中，技术专家依托AR的实时标注、音视频通信、桌面共享等技术，远程指导生产线装配工作。5G的应用，推动了图像、声音、视频等非结构化数据的检测、处理、传输和控制技术的发展，为复杂工况的分析、决策和控制提供了强大的发展动力。
近年来，基于创新性所提出的5G切片方案，确保统一基础设施能够适应差异化业务需求，是进入垂直行业的关键。5G的多接入边缘计算（MEC）功能，将多种接入形式的功能、内容、应用等一同部署到靠近接入侧的网络边缘，将核心网用户面与应用下沉至离用户更近的位置，可以将时延降低到毫秒级，从而确保垂直方向上边缘与底层的低时延实时交互。全新的智能边缘云与5G结合，能够赋能新的应用与服务，网络性能、安全性和隐私保护能力也能够得到提升。5G低时延大数据传输、切片网络架构、多接入边缘计算、智能化的边缘云，为钢铁行业互联网的应用和发展提供了强大的驱动力。
华为公司总结了在行业企业进行“5G+工业互联网”的工程实践，组织相关领域专家学者编写了《5GtoB从理论到实践》，本书系统地介绍了5G最新技术理论和在行业的应用成果。对于进一步发挥5G优势与价值、持续深化拓展行业应用、开阔高等院校相关专业学生知识视野、增强自主技术自信心等具有非常重要的价值。
是为序。
中国工程院院士
2022年5月27日