尽管工业4.0被提起过无数次，但对于 AI 在里面起到的作用一直讨论不多。同样对于工业互联网，落实到智能制造中的真实场景改造有哪些一样容易忽略？

要想完成工业4.0，必须要重视工业互联网中的无线通信作用，更要重视AI作用。

无线通信在工业互联网中至关重要

自2012年通用电气提出了AIOT（人工智能物联网）概念后，通过新一代的信息通信技术，将关键基础设施与新型应用模式建立起连接工业全要素，实现数据的实时采集和精确分析和智能反馈就越来越普遍。因此，工业互联网的布局与通信息息相关。

在过去，工业通信系统的特征表现为多领域融合，包括传感、通信、计算机和自动控制等。对于通信的要求也非常严格，比如要求高实时性、确定性和可靠性，但部署的环境又很复杂。

随着无线通信的发展以及工业互联网概念的提出，科研人员开始考虑用无线通信来解决工业互联网面临的挑战。无线通信优势表现在：其结构精简、数据采集和传输受设备影响比较小，可灵活采用工业数据，国内外发展路径也非常清晰。

对无线网络，或者5G的需求非常高。这是由于这是一个闭环系统，不仅要解决信息从A地到B地不确定性的问题，而是要对这些不确定性问题产生决策，最后对系统的控制产生效应，因此，这就要求具备高安全性、高可靠性。

在工业互联网中，目前出现最为棘手的问题在于：工厂里机器设备的运行会产生电磁干扰，尤其是传统的信道建模工厂车间，会影响电子器件的正常通信。因此，为了保证无线干扰传输可靠性，电磁噪声的建模起到至关重要的作用。

未来需要根据车间业务特点来定制合理的设备，接入功率控制策略，避免减少同频干扰，尽可能减少设备空口干扰的影响。

面临这样的挑战，未来无线通信技术的发展有以下急需突破的方向：

首先，在过去，网络是以人为信息作为接收主体构建的网络，而未来面向机器的网络是自主感知的闭环智能机器网络，因此这两者存在很大差异。过去，面向人与人之间通信来设计的“TCP IP” 可归纳“为三部曲”：发一个请求——回答请求——建立链路。因此，这种模式无法适用于机器与机器之间的通信。因此，未来迫切需要变革面向人的无线网络的设计，以及研究出面向闭环信息流的、系统级的信息理论。

其次是搭建感知、传输、计算及使用一体化的网络架构，以及可灵活适配的可信交互协议，以满足工业互联网持续可信的通信需求。如今，5G技术已经把人与人之间的通信扩展到机器与机器之间的通信，同时也增加了一个维度。在这种情况下，未来科研人员可使用很多方法、算法以及算力，来提升其性能。但这需要一个长期准备阶段才能实现。

除了无线通信，AI也无比重要

虽说在工业4.0时代，智能制造意味着制造业进入一个新的发展阶段，人类需要创造一个智能制造的大脑，让它能思考。智能化也更像是代替人类生产的“手臂”，通过智能化控制生产来提高更多效率。

为了达到这一目的，在智能制造领域中，实现跨行业的工业AI落地，是目前科研界面临的一大难题。

因此，只有当系统能够自动实现算法组合和部署，人类只需要少量定制化算法，才有可能实现AI的跨领域规模产业化，这是一个巨大的命题。而如何能实现自动的算法组合和部署，则是一个系统工程。

智能制造有三个核心原则，首先，智能制造一定要具备普适性，不管是应用在汽车、飞机等行业，还是半导体、晶圆和3C产业等，都要具备该特质；第二，制造的核心原则是以计算为先，不依赖于电力和其他的基础能源；除此，实现智能制造，还需要满足两大条件，分别是AI系统设计的自动化以及AI系统部署的自动化。只有当这些条件得到满足之后，将会迎来新一代的智能产业变革。

未来 10 年是新一轮工业制造革命的关键时间窗口，也是全球各国将高精尖制造业全面升级成为智能制造的核心阶段，目前智能制造依然面临着场景需求复杂、设备连接力不足、跨行业跨领域能力薄弱、数据分析能力不足等挑战，而唯有用 AI破局，才能激活制造业的增长潜力。