新基建背景下 5G如何赋能工业互联网？

工业互联网与5G作为新型基础设施建设的重要内容，两者相辅相成。加快“工业互联网+5G”融合发展，有利于丰富工业互联网应用场景，加速工业企业数字化、智能化转型，推动形成新模式加速培育、新生态加速构建的融合发展新图景。

一、5G：打通工业互联网最后一公里的有效手段

(一)5G助力破解工业互联网设备互联互通难题

数据采集是工业互联网的基础，当前我国工业领域所使用的通信协议种类多、各有不足且相对封闭，且约80%以上的工厂设备无法联网，严重制约了设备数据上云，致使设备互联互通问题突出。

通过将5G技术与工业PON、MEC(移动边缘计算技术)等相结合，能够降低工业场景协议转换和设备接入难度，提升工业互联网异构数据接入能力，有效解决“数据孤岛”的问题。

(二)5G助力支撑海量工业数据实时同步传输

目前，大量工业企业现有内部网络无法支撑工业场景中海量数据实时传输和网络时间同步，亟需进行基础网络升级改造，提升网络传输带宽

5G作为工业互联网的关键基础设施，具备大带宽、低时延、海量连接的网络特性，能够提供端到端毫秒级时延和接近100%的高可靠性通信保障，满足工业大数据无线传输需求和工业领域大量即时处理需求。

(三)5G助力拓展工业互联网应用的广度与深度

5G与工业互联网的融合应用，将为工业互联网发展开创新空间。

一方面，5G将助力工业互联网全要素、全环节高效互联互通，实现以数据流带动技术流、资金流、人才流、物资流，有效提升传统产业的发展质量与效益。

另一方面，5G将加速人工智能、AR/VR等新兴前沿技术在工业领域的应用与探索，催生形成新产品、新模式和新业态，拓展工业互联网发展空间。

二、应用场景和实践案例

面对5G带来的新形势和新机遇，商飞、华为、阿里等企业积极开展“工业互联网+5G”应用实践，逐步建立涵盖网络、设备、模式、算法、安全、标准等环节的“工业互联网+5G”融合创新生态。

以商飞公司为例，通过联合互联网企业、设备制造企业、移动通信企业、科研院所等，开展“工业互联网+5G”在大飞机生产制造、工厂物流、质量管控等方面的探索，形成智能生产、智能物流、智能检测等融合应用实践。

(一)智能生产

围绕大飞机制造装配场景中协调环节多、工艺复杂等特点，基于“5G+射频+VR+平台”，构建基于大数据驱动的产品、设备、工装、物流、人员及刀量具等生产要素全过程管控，实现对生产环境、生产状态、复合材料等跟踪与优化，提升生产的智能运营管理，使零配件定位误差缩小在3厘米以内，运营成本降低20%，生产效率提高20%以上。

(二)智能物流

围绕大飞机制造协同生产需求，基于“5G+远程控制+AR+平台”，构建辅助装配与远程协助、自动避障AGV运输、双目协同相机实时检测等平台功能，实现机床自主触发物流需求、AGV自主智能路径规划的智能物流方式，大幅提升民机装配协同效率，使传统的单项工装工作人员由3人减少到1人，装配效率提高70%，降低操作人员成本20万/人。

(三)智能检测

围绕产品几何检测、工装定检测量、供应商检测追溯、虚拟装配等应用场景，基于“5G+8K超清视频+深度学习+平台”，构建复合材料拼接检测、智能无损检测、超高清视频监控等平台功能，实现复合材料的无损检测、拼缝检测，打造形成大飞机制造机器视觉，使检测时间由原来几小时甚至几天缩短至几分钟，人员成本降低95%，实时检测复材拼缝效率提高300%。

三、问题和挑战

尽管工业互联网与5G在工业场景中形成了一批典型应用案例，但由于目前工业网络连接仍以现场总线和工业以太网为主，无线连接的发展进程受技术、标准、安全等影响较大，两者的融合发展面临着诸多挑战。

一是部署5G成本压力较大，资本回报周期较长。

由于基站数量、单价、功耗等方面的提高，5G网络建设较4G需要更为庞大的资金投入，一定程度上限制了5G技术在工业企业尤其是中小型工业企业的推广部署和应用。

二是核心技术对外依赖度较高，底层关键技术亟待突破。

我国5G核心技术对外依存度还比较高，电信设备和步部分终端设备的核心器件依赖进口。在标准制定方面，融合应用的标准体系尚未建立，工业数据上云上平台的分级分类标准体系尚不完备。

三是5G技术带来新的安全需求，对工业安全提出更高要求。

工业互联网和5G网络的网络架构较为开放，将打破传统工业领域相对封闭可信的网络环境，使网络攻击直达生产内部，对工业安全技术体系、标准体系、认证体系等提出新的要求。

四、对策和建议

(一)以增量应用为先导，循序渐进打造工业互联网与5G融合发展体系

从工业实际出发，以创新性增量应用为突破口，做好5G网络与现有工业控制系统的融通问题，由增量网络到存量网络，由单点应用到多点推广，由特定行业、特定区域推及至跨行业跨领域，逐步建立起涵盖生产全流程、全环节的一系列解决方案，形成系统化多层次“工业互联网+5G”融合发展体系。

(二)以标准为引领，制定适应工业互联网与5G融合发展的标准体系

开展“工业互联网+5G”商用领域基础共性和关键技术的标准制定工作，研究发布标准化建设指南，体系化地推动标准制修订工作和产业应用。充分发挥多元参与方作用，制定和推广国家、行业和团体等5G工业应用标准，同时建设标准管理服务平台，开发标准符合性验证工具及解决方案。

(三)以创新为动力，加速推进5G在工业互联网领域的商用化步伐

组织建设“工业互联网+5G”融合应用创新中心，联合平台企业、高校、研究机构、行业组织等，围绕5G与云计算、大数据、人工智能、虚拟增强现实等技术在工业领域的融合，开展在视频监控、物流配送、辅助装配与远程运维、设备物联等应用场景下的创新与实践，引导企业加速5G工业应用步伐。

(四)以安全为重点，分类构建工业互联网5G应用网络

加强5G网络安全建设，开展工业领域5G应用的功能性、性能性、适配性、安全性等方面的测试验证，不断推动技术升级和功能迭代。加强工业互联网5G用频场景和频谱需求的研究，分类制定工业互联网5G应用网络频谱规划、频谱使用许可，有计划地推进频谱资源的分配和使用。