数字化转型专家谈 | 中国信通院曹蓟光：“5G+工业互联网”将开辟工业数字化转型新路径（上）
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。
相关业务联系人
汤立波
中国信通院技术与标准研究所
联系方式：13522792653
tanglibo@caict.ac.cn
校 审 | 陈 力、 珊 珊
编 辑 | 凌 霄
推荐阅读