“5G+工业互联网”将开辟工业数字化转型新路径

5G融合应用是促进经济社会数字化、网络化、智能化转型的重要引擎。2019年5G商用以来，“5G+工业互联网”成为5G融合应用主阵地，已成为产业热情最高、创新最活跃的5G应用领域，也是路径探索深入、效果显著的工业互联网创新发展方向之一。“5G+工业互联网”融合应用的基础良好、前景广阔、潜力巨大。从重要性和意义的角度来看，“5G+工业互联网”将带来新基础设施、新技术蓝海、新应用空间、新产业生态，开辟工业数字化转型的新路径和新模式。（1）新基础设施。5G超大带宽、超低时延、海量连接的特性，高度契合工业企业对无线网络的需求，推动实现“厂内厂外一张网”和“生产办公一张网”，将重构工业企业网络设施。（2）新技术蓝海。工业需求促进5G超级上行、高精度定位、5G与TSN融合等5G技术创新，催生工业级5G终端、工业级CPE设备、工业PLC等5G融合新产品。（3）新应用空间。我国工业门类齐全，具有全球最大的5G垂直行业应用市场，为5G发展带来极大市场空间。5G在电力、港口、矿山、制造等工业互联网垂直行业的探索，将赋能现有生产环节、促进企业数字化转型，有望培育新的杀手级应用。（4）新产业生态。5G产业链由上游基站升级、中游网络建设、下游终端产品应用场景构成，5G与工业互联网融合涉及到网络化升级改造、融合产品研发等方面，将促进5G产业链的拉长、打破，或催生新的产业变革，涌现一批新的行业巨头企业。

“5G+工业互联网”为5G融合应用书写了浓墨重彩的一笔，成为引领5G融合应用的火车头、排头兵。据中国信息通信研究院统计，在政产学研用等社会各界的共同努力下，全国各省（自治区、直辖市）均已开展“5G+工业互联网”探索，在建项目超1500个，覆盖20余个国民经济重点行业。第三届“绽放杯”大赛中，“5G+工业互联网”参赛方案占比超过28%，一等奖方案占比80%。当前我国“5G+工业互联网”发展的主要成效如下：

（一）网络基础设施建设稳步夯实

从基础设施情况看，当前我国5G基站总数已超80万，占全球70%以上。工业5G专网建设部署方案日趋成熟，虚拟专网成为降低中小企业应用5G门槛的有效方式，混合虚拟专网成为深化5G应用的主要选择。据统计，当前部署5G网络的项目中90%以上企业应用以上专网部署方式。此外，5G与TSN等新型网络技术加速融合。3GPP将TSN技术纳入5G标准，用于满足5G承载网的高可靠、确定性需求，将在时延抖动以及时间同步方面对5G网络进行进一步增强，随着R16版本的产业逐步成熟、R17版本的发布，5G网络承载能力将进一步加强。

（二）重点行业典型场景应用走实向深

当前，在工业企业、基础电信企业等产业各界协同探索下，涌现出一大批“5G+工业互联网”典型应用场景和创新应用实践。据工业和信息化部信息通信管理局5月31日印发的《“5G+工业互联网”十个典型应用场景和五个重点行业实践》显示，当前5G与研发设计、生产制造、质量检测、故障运维、物流运输、安全管理等工业环节的结合，已经形成了协同研发设计、远程设备操控、设备协同作业、柔性生产制造、现场辅助装配、机器视觉质检、设备故障诊断、厂区智能物流、无人智能巡检、生产现场监测等10个“5G+工业互联网”典型应用场景，体现了数字化研发、智能化制造、个性化定制、网络化协同、服务化延伸、精益化管理等工业互联网六大模式。这些典型应用场景在电子设备制造业、装备制造业、钢铁行业、采矿行业、电力行业五大国民经济重点行业得到了一定规模的应用，具备较强的复制推广和应用示范价值。

（三）落地实践应用效果初步显现

“5G+工业互联网”通过数字化手段推动工业生产方式、企业组织方式、产业发展模式的根本性变革，在降本提质增效等方面取得显著成效。在降本方面，远程设备操控、无人智能巡检、生产现场监测等场景助力企业实现无人化、少人化生产。矿山领域利用5G实现无人矿卡驾驶和井下采掘，降低人员伤亡等事故发生率，实现1人操控多台设备、运输车完全无人化操作，有效解决矿区安全驾驶问题，设备作业效率提升10%以上。在提质方面，现场辅助装配、机器视觉质检、设备故障诊断等场景提高产品质量，保障良品率。钢铁行业部署5G+8K表面检测系统，改变现有抽检模式实现产品全量检测，调高钢材缺陷检出率达90%以上，缺陷识别率达85%以上。在增效方面，设备协同作业、柔性生产制造、厂区智能物流、无人智能巡检等场景支撑企业优化生产流程、提高生产效率。电子设备制造业通过5G网络实现无线化连接，完成“剪辫子”改造，促进柔性生产制造时间从2周缩短为2天，实现了从“多步一检”到“一步一检”模式改变，极大提高生产效率。

（四）产业生态初步构建

工业企业、基础电信企业、设备商等产业各方面合作意愿强烈，共同聚焦工业企业发展的痛点和难点问题，深入挖掘应用场景与需求，联合制定解决方案，协同落地实施部署，通过强强联合、优势互补，探索形成了“团体赛”发展模式。5G芯片、模组等关键产品价格大幅降低，供给能力稳步提升。据不完全统计，我国企业已经发布的5G模组款数接近50款，涌现一批具备5G通信能力的无人机等工业融合终端产品。截至2021年4月，全球一共发布工业级CPE设备达到387款。据报道，最近中国联通联合行业各方推出了低成本的“雁飞5G模组”，通过削减不必要的功能，将5G工业模组的价格从之前的近千元降低到499元，这有望开启5G模组价格快速下行通道，有利于逐步消除价格壁垒。

总体看，“5G+工业互联网”是我国最有可能建立国际化竞争优势的领域，开局良好、发展迅猛、成效初显。但当前发展过程中，也存在着5G工业芯片/模组/终端等产业支撑力不足，初期建网成本投入大、周期长、商业模式不清晰等问题。按照《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》中对于深化“5G+工业互联网”工作的安排，后续将深入实施512工程，持续推动5G与工业互联网深度融合，结合云计算、大数据、人工智能等新兴技术全面赋能工业生产各个环节，从标杆打造逐步推进小规模应用。着重推动如下几方面工作：

一是要继续挖掘工业需求，持续打造“5G+工业互联网”典型应用场景，并推动其在重点行业中的应用。

二是支持工业企业建设5G全连接工厂，调动工业企业的积极性，推动5G应用从外围辅助环节向核心生产环节渗透，加快5G覆盖更多生产环节，推动5G技术在工厂内单厂房单环节试点应用向全面赋能生产各环节方向发展，打造一批内网建设改造标杆、样板。

三是建立“5G+工业互联网”先导区，调动地方政府的积极性，结合地方实际建设各具特色的、可复制推广的、具有加强产业辐射和拉动效应的“5G+工业互联网”产业园区。

四是探索5G专网建设及运营模式，规划5G工业互联网专用频率，开展工业5G专网试点。

五是强化产业供给能力，加大芯片、模组、终端研发支持力度，面向工业差异化需求，适时培育定制化小基站、核心网（5GC）等产品。

六是完善创新发展生态，推动创新中心、公共服务平台、测试床、项目库等建设，形成跨界研发、落地推广、供需对接生态闭环。

随着5G技术的逐步成熟，尤其是符合R16标准的产业化能力的提升，以及R17等后续版本的发布，5G的技术潜能将持续释放，并进一步与工业互联网实现深度融合，在更多的行业深入实践，打造更多的融合场景，助力更多企业与行业的数字化转型。

作者：曹蓟光  来源：中国信通院CAICT