工业数字化转型是实现制造强国战略的必然要求。这个过程中,通信、感知、计算三大关键技术的融合应用成为当前研究的重点和难点。 当前,我国工业网络表现为高度复杂化、多元化的特征。蜂窝移动通信、Wi-Fi、蓝牙、LoRa、Zigbee、UWB等多种无线通信网络广泛部署在工业场景中。另外,各类无线通信网络在完成基础通信功能的基础上,逐步演进出内生感知能力,包括蜂窝内生感知、Wi-Fi感知、蓝牙感知等。传感器、激光雷达、视频图像等传统物联感知手段与新型物联技术也在并行发展。这种多制式、多层次的技术体系虽然丰富了工业感知维度,但也带来了数据采集的离散化、碎片化问题,不同制式设备间存在协议异构、数据格式不兼容等障碍。 在计算上,边缘计算与云边协同已成为工业发展的主流方向,算力网络的快速发展继续推动了通信与计算的深度融合。目前,通信、感知、计算一体化呈现出通感融合和通算融合两种发展态势,并逐步走向智能化方向。 研究表明,将通信、感知、计算进行有机融合,能够有效满足工业场景中泛在感知、实时分析、精准定位、资源协同等多层次需求。相比传统工业运营模式,一体化融合方案可以显著改善感知盲区问题,加快数据分析速度,提升控制精度,进而降低工业运营成本,提高生产效率。 针对现有工业网络中存在的多制式并存、资源利用效率不高等问题,研究机构提出了面向工业场景的通感算一体化功能架构和关键技术体系。其中,感知纳管与协同技术旨在实现对多种感知资源的统一管理和有效利用;分布式算力协同技术通过优化算力分配,提升计算效率;融合服务编排技术实现对异构资源的统筹调度;网络协同调度技术则确保通信、感知、计算资源的协同运作。 国际标准组织也在推进有关研究。3GPP RAN组已针对人工智能物联网与蜂窝移动通信系统的结合进行了深入探讨,在第38.769技术报告中详细阐述了新无线电的相关解决方案。ITU-T组织在通信计算融合领域定义和研究了多项关键技术与标准。3GPP在第19版本中启动了对算力感知网络的相关研究立项。 工业领域的通感算一体化发展遇到从单点突破向系统化建设转变的关键时期。破解多制式协议异构难题、实现跨域数据兼容、建立统一的资源管理体系,是下一步研究和应用的重点方向。随着相关关键技术的优化和标准体系的逐步健全,通感算一体化解决方案有望在智能制造、工业物联网、远程控制等多个领域实现广泛应用。
工业数字化的竞争正在从"有没有数据"转向"数据能否实时流动、即时计算、精准决策";通感算一体化以融合打通链路、以协同提升确定性,既是破解工业现场碎片化难题的现实路径,也是推动工业互联网高质量发展的重要支撑。能否在标准、工程与生态层面形成合力,将成为其从技术走向产业、从试点走向规模应用的关键。