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5G网络技术赋能工业互联网，“5G+工业互联网”支撑制造业高质量发展

工业经济数字化、网络化、智能化是当前新一轮产业变革兴起和工业4.0时代的核心，而工业互联网为工业4.0的发展提供实现方式和支撑力。5G网络具备高速率、低时延、高可靠、海量链接、产业链条长等特点，满足大规模工业数据传输对实时性、稳定性、可靠性等网络性能需求，并支持设备、软件、人员等各类生产要素数据的全面采集和掌控，促进工业互联网加速发展，为工业制造带来新机遇。

5G技术促进工业互联网控制类、采集类以及交互类业务发展

5G具备高速率、低延时、高可靠性、大宽带等优势，不仅将满足“人与人”之间的多元化通信需求，还将逐步渗透至物联网、工业自动化、无人驾驶等领域，解决“人与物”、“物与物”的通信连接问题。

5G凭借自身优势，促进工业生产中的控制类、采集类、交互类等业务场景的发展。

（1）控制类业务：5G满足工厂远程操控、设备生产线控制等控制类业务的低时延（端到端毫秒级、抖动微秒级）和同步精准（百纳秒级）的需求，有助于提高远程操控的精准度，以及提高工人对生产线的控制能力；

（2）采集类业务：基于5G网络，生产材料运输机器人等采集类业务能够获得100万个终端/km2的大连接量，促进企业生产效率的提升；

（3）交互类业务：基于5G网络，人机交互、机机交互等交互类业务的传输速率可达Gbps级别，大幅降低交互延迟和提高数据信息传输的实时性。

为了保障企业数据的安全性，大部分企业选择有线网络方式进行数据传输。与无线网络相比，有线网络更具安全性，但传输效率低，且限制了生产的灵活性。然而，5G无线网络传输不仅具备传输速率快和灵活度高的优势，而且5G网络的切片技术可对大带宽线路进行按需切分，利用特定线路进行数据安全管理，保障多业务场景的数据独立，从而实现对数据信息的保护。

进入5G时代，工业互联网行业规模迎来爆发式增长

作为新一代信息机技术与制造业深度融合的产物，工业互联网不仅支撑中国实体经济数字化和智能化转型，还促进传统产业改造升级。2015年-2019年，中国工业互联网市场规模（按销售额）从3,652.2亿元增长到了6,109.2亿元，年复合增长率达13.7%。未来5年，受益于利好政策进一步下沉、制造业转型升级的需求推动、以及5G商用落地，中国工业互联网将加速落地应用，市场规模将持续增加。

工业互联网行业分基础设施层、工业通信层、工业互联网平台层、工业安全体系四大部分，其中工业互联网平台为产业核心

工业互联网产业分为基础设施层、工业通信层、工业互联网平台层、工业安全体系四大部分。

（1）基础设施层:设施层包括传感器、工业级芯片、智能机床、工业机器人、机器视觉等智能终端设备，支持数据采集、存储、分析与开发。设施层的智能硬件设备供需将直接影响工业互联网的发展，然而目前中国核心的工业控制产品（如仪器仪表、传感器、变频器、PLC等）国产化率不达35%;

（2）工业通信层：工业通信层通过公众网络，无线网络、双绞线以太网等方式将数据信息和指令在边缘层和平台层及应用层之间传递。5G的大宽带和大连接促进边缘层设备上云，支撑工业互联网平台的加速发展。通信层涉及通信运营商（如中国移动、中国通信、中国联通）、工厂内网网络方案提供商（如东土科技、卓越信通等）以及设备商（中兴通讯、华为、烽火通信等）;

（3）工业互联网平台层：是工业互联网的核心，由边缘层、IaaS层（云基础设施）、PaaS层（工业操作系统）、SaaS层（工业App）四大部分构成。其中，边缘层主要负责边缘数据采集；IaaS层负责数据储存与分析，成熟度最高；PaaS层负责提供开发应用的解决方案和操作系统，是平台架构的核心环节；SaaS层为不同工业场景的应用方案和工业APP,是帮助工业企业实现数字化、自动化、智能化的关键;

（4）工业安全体系：渗透于整个工业互联网，包括工业控制系统信息安全、工业云安全、工业大数据安全等内容，是产业健康、持续发展的支撑和保障。

5G+工业互联网应用场景（1）——5G+VR将逐步贯穿设计研发、生产制造、员工培训、维修检测等工业制造环节

5G网络的大宽带高速传输能力和低延时成为解决当前VR渲染力不足、互动体验感不强、移动性差、眩晕等问题的有效途径。在工业领域中，VR主要应用于虚拟培训、虚拟装配、虚拟展示厅等场景。（1）VR虚拟培训：相比传统的纸质或平面显示的教材，虚拟培训场景以更立体和直观的方式将教学信息传递给培训人员看，有效提高培训效果；（2）VR虚拟装配：通过头显将辅助信息（如虚拟仪表面板、设备零件图、设备内部结构）显示给用户，在工业制造装配、维修方面发挥巨大作用；（3）VR虚拟展示厅：VR虚拟展示厅将产品或服务以3D方式呈现，让观展用户足不出户就可享受沉浸式体验，并为企业触及更多用户。

目前中国VR技术已发展至部分沉浸阶段，5G赋能下的VR生态将会迎来新机遇，预计2020年5G+VR应用将进入市场启动期。5G+VR应用场景将逐步贯穿设计研发、生产制造、员工培训、维修检测等工业制造环节，推动制造业高质量发展。

5G+工业互联网应用场景（2）——5G+无人机应用于智慧园区安防、电力或能源设备巡检等场景，促进园区安全性和保护企业基础资产和资源

5G无人机可应用于智慧园区安防、电力或能源设备巡检，有助于提升园区安全性，及保护电力、石油、天然气等企业的基础资产和资源。以电力设备巡检为例，电力设备的传输电线路一般位于无人居住区，且输电铁塔、导线、绝缘子等设备位于百米高处，传统的人力巡视检查方式存在危险度高、劳动强度大、效率低、质量差等痛点。然而，应用无人机巡检不仅能避免高空作业风险，而且可以360°全视角检查设备细节，有效提高巡检效率和质量。基于4G网络的无人机仅能支持1K的图片传输，画面清晰度低，时延大，而采用5G网络的无人机不仅上行速率高于200Mbps，可支持4K、8K视频回传，而且低于10ms的空口时延和高可靠性使视频更加清晰流畅，定位更加精准可控。

现阶段，5G商用处于发展初期，且工业级无人机的应用仍在持续探索阶段，5G无人机在工业垂直行业的应用率不高。随着5G与工业级无人机逐步发展，无人机在工业领域的解决方案愈加丰富，更多工业企业将会引入5G无人机项目提高工作效率和提高企业安全管理水平，预计会在2022年进入市场启动期。

5G+工业互联网应用场景（3）：5G+超高清视频应用于工业领域的园区安防和人员管理场景，有助于提升工厂作业的规范性和安全性

在工业领域中，超高清视频主要应于智慧工厂或园区的安防、人员出入管理等场景。依托5G高速率、低时延的优势，超高清视频与5G边缘计算监控平台，进行监控视频画面、图片、音频、数据等双向实时回传，实现园区环境风险、人员违规、生产不规范等方面的实时监控分析及报警，有助于提升工厂作业的规范性和安全性。

2018年，中国超高清视频产业规模接近“万亿”级，未来产业规模将会进一步提升。根据工信部印发的《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》的要求，到2022年中国超高清视频产业总体规模将超过4万亿元，4K电视终端全面普及，8K电视终端销量占电视总销量的比例超过5%，超高清视频用户数达到2亿随着工业互联网发展，工业4.0时代将会迎来“工业多屏”时代，而且叠加5G商用落地加速，超高清视频产业将会按照“4K先行，兼顾8K”的发展路线，预计2022年后会进入高速发展期，加速推进产业规模持续上升。

 

典型案例（1）：5G工业互联网应用于钢铁行业

2019年，湖南移动、华菱湘钢、华为三家企业签署合作协议，共同探索5G、云计算、大数据、人工智能等技术与工业领域的融合，联合建设“5G+智慧工厂”。在湖南移动和华为的5G网络解决方案的支持下，三方共同打造了“5G+智慧天车远程操控”、“5G+无人驾驶天车”、“一键加沙机械臂”等项目，使炼钢天车系统实现自动化、无人化、高效化运作，推动华菱湘钢的天车运输流往安全、高效、易用的方向升级发展。

典型案例（2）：5G工业互联网应用于飞机制造行业

2019年，上海联通和中国商用飞机有限公司（以下简称：中国商飞）联合打造5G民用航空智慧工厂，将5G技术、大数据、AR/VR、云计算等技术与飞机制造工业融合，在飞机总装的智能制造、生产管理、网络协同等环节加速应用创新，助力民用航空行业数字化转型。

深度见解：技术迭代引领企业创新突破

工业互联网促使大量设备相互连接，海量工业数据为工业产业创造价值。工业互联网助力企业优化生产流程、设备运维模式，以及提高企业的实时决策与管理能力。随着5G商用加速落地，未来5G与工业互联网的融合将进一步深化，工业应用场景将会逐步从辅助生产（如远程监控、AR装配辅助等）到生产过程控制（如多台设备协同发作业）延伸，进而推进工业数字化、智能化发展。