工业无线网络技术助力工业机器人智能互联——访中国科学院沈阳自动化研究所研究员梁炜

走进中国科学院沈阳自动化研究所的科技成果展厅，首先映入眼帘的是一面荣誉之墙，上面挂满了研究所取得的机器人领域科技成果的奖状和证书。这些荣誉仿佛向世人宣告：这里是“中国机器人的摇篮”。

沈阳自动化所在中国机器人发展史上创造了多项行业第一。早在1982年，中国首台工业机器人就诞生在这里。从那时起，沈阳自动化所不断研发出各类机器人，如海洋机器人、空间机器人、特种机器人、医疗康复机器人以及微纳机器人等，它们在满足国家重大战略需求和服务国民经济建设方面发挥了重要作用。

当这些激动人心的机器人应用在各大场景中时，我们往往忽视了背后高新技术的支撑。其中，无线网络技术是关键之一。沈阳自动化所研究员梁炜在接受采访时表示，机器人之间的协作需要像“沟通和交流”一样的功能，而无线网络就像是给机器人装上了“耳朵和嘴巴”。

随着越来越多的移动导引车（AGV）、搬运机器人等智能机器人的出现，工厂、车间和仓库的运作变得更加灵活、便利和高效。那么，这些机器人是如何实现信息传输，保证灵活运行的呢？

在梁炜的带领下，我们参观了工业无线控制技术成果展厅。那里的无线控制盒子构成了一个复杂却清晰的链路。通过每个盒子的信号收发和智能链接，织造出实时可靠的工业无线网络，为工业自动化保驾护航。

梁炜认为，工业无线网络就像是给机器人装上了“耳朵”和“嘴巴”，让它们能够彼此识别、互联互通并智能协作。这种网络为工业企业提供了数据采集、信息传输、现场控制及安全监测等服务。为了满足工业应用的特殊需求，网络必须满足高实时、高可靠的要求。

尽管工业环境对无线网络技术较为苛刻，但梁炜及其团队研发的WIA-FA技术标准正是为了解决这一问题而设计的工业无线网络协议之一。该标准使得高并发传感器/执行器在离散制造业工厂自动化现场能够高实时、高可靠通信，为解决工厂自动化有线网络所面临的布线与维护成本高、移动性与灵活性差等难题提供了有效解决方案。

WIA-FA技术标准已经在众多企业中得到了广泛应用，包括飞机、船舶、机器人、电子、物流、石油等领域。其中，移动机器人是WIA-FA的“杀手级应用”。梁炜表示，具有移动特点的物流、分拣等移动机器人系统对无线技术有着强烈的需求。WIA-FA无线网络技术可以满足这些系统的要求，并在网络容量、实时性、可靠性等方面表现出显著优势。

梁炜透露，他们对WIA-FA的性能和应用效果充满信心。很多企业在遇到其他技术无法解决的难题时，都会找到他们。有一家企业的移动机器人就曾因为采用之前的无线网络技术而导致丢包问题，系统经常停机。他们针对这一问题，基于WIA-FA产品制定了解决方案，成功解决了该问题。

我国工业自动化对网络的需求非常苛刻，梁炜向记者介绍，工厂自动化属于高速控制应用，通常部署于较为狭小的车间内，设备可移动速度极快，对无线网络的数据更新周期和可靠性要求极高。而WIA-FA技术正是为了满足这些需求而研发的，它在国际上处于领先地位。梁炜及其团队历经十年磨砺，终于攻克了无线技术领域的三大挑战：高并发接入、高实时通信与高可靠传输。经过包括abb、德国Pilz、工信部实验室等第三方的严格测试，他们的WIA-FA技术已达到了工厂自动化的相关标准。

梁炜向记者深入解析了WIA-FA技术的独特之处：不同于广域的5G/6G技术，它是专为工厂车间控制而设计的短距离局域网技术。这一技术在满足车间级控制的实时性、可靠性等方面表现出卓越的性能，整体技术水平跻身国际领先行列。

在梁炜的回忆中，早年我国的工业自动化领域主要依赖引进国外先进技术与产品来实现集成应用，由于核心技术掌握不足，产业安全存在一定的风险。她表示：“标准之争的背后是市场之争。掌握标准，便意味着掌握市场的入场权，甚至成为行业的定义者。我们的研究初衷就是推动我们国家自主的工业无线标准形成。”

我国工业无线网络标准化方面的成果，梁炜如数家珍般介绍。从2007年开始，由中国科学院沈阳自动化研究所牵头，联合众多大学、研究所和公司，成立了中国工业无线联盟，开始了中国工业无线的研发之旅。

从流程工业到离散制造业，梁炜及其团队始终走在前沿。当许多人对离散制造业的工业自动化持怀疑态度时，他们已经制定了WIA-FA标准，并于2015年成为国际上唯一面向离散制造业高速控制应用的IEC国际标准。这一成就彰显了我国在工业自动化技术领域的领先地位。

谈及未来，梁炜表示，将WIA-FA等工业无线网络技术推向更广阔的市场，有助于工业自动化领域的更大规模应用。她动情地说：“这些科研成果就像我们的孩子，我们希望它们在产业革命中大展拳脚，推动产业发展。”

科研人员也面临着挑战。梁炜坦言，最大的难题是缺乏自主研发的芯片，这对产品成本、体积以及产业化和产业安全都有影响。随着应用领域的扩展和无线介质的开放性，安全问题也极具挑战性。这也是他们后续研究的重点之一。但她表示，团队将不断演进和迭代研究工作，为产业提供强有力的核心技术支撑。