5G新基建 赋能工业互联网 助力产业智能升级

赵慧杰

最近，新基建成為政府民众的热议话题。事实上，早在2018年12月，中央经济工作会议就提出了新基建的概念，把5G、人工智能、工业互联网、物联网定义为“新型基础设施建设”。随后“加强新一代信息基础设施建设”被列入2019年政府工作报告。

2020年3月，中共中央政治局常务委员会召开会议提出，加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。此时，正处于疫情尚不明朗，复产复工之初，国民经济遭受到疫情的冲击。国家着重强调新基建建设，无疑是对全方位振兴经济、构建产业结构化升级是一剂有力的强心针。

新基建本质在于以新带旧加速产业数字化转型

相比老基建铁路、公路、机场、水利等基础设施，俗称“铁公鸡”，新基建主要在科技端的基础设施发力。本质是加速产业数字化转型，支撑传统产业向网络化、数字化、智能化方向发展。作为“新基建”的领衔，5G被定调为“经济发展的新动能”。

2020年3月6日，工信部召开加快5G发展专题会，加快新型基础设施建设。各省也纷纷将新基建纳为本年度重点项目。以山东济南为例，3月16日，出台了《济南市工业互联网创新发展行动计划（2020-2022年）》，未来三年济南市将每年拿出不少于1亿元财政资金支持工业互联网发展，重点支持10个领域的标杆企业、项目。

运营商加大建设投入5G进入快速建设期

中国电信作为5G建设的中坚力量，将投入巨大的资金进行网络建设。3月，随着年度财报的发布，中国电信的5G投资计划已经披露，2020年，我们将在前三个季度建设完成25万个基站，力争在年底完成30万站建设，投入经费不少于453亿。相比2019年4万站，90亿的资金投入。从三大运营商的整体建设规模和进度来看，数量和资金基本都是在去年的4-5倍。可以说，5G建设引来了迅速发展期。

相比于2/3G/4G，5G让中国走在了世界前沿。无论从标准、专利，还是技术、设备上，中国都处于世界领先水平。而5G面临着产业变革，业界预估，到2025年，5G的建设总投入应该在1.1万亿左右，这一波资金，不仅仅是对设备商，也是对上游的小基站、光模块、射频天线、芯片等基础制造厂商注入新的活力。对带动我国基础产业的研发和生产水平，逐步摆脱欧美强国牵制有重大意义。

接入无线化是制造业发展趋势5G存在真实需求

5G赋能工业互联网。从工业自身的角度来看，5G存在着多维的真实需求。

首先，从工业自身特点来说，着重在节能、提质、降本、增效环节重点突破。工业制造业是一个品类多、行业广的巨型产业，存在需求多样、模式不定、重资产、技术迭代缓慢等特点。从市场效应分析，市场总值高，但行业利润率低，讲究规模效应，大体量、头部客户对5G拓展意愿较大。当前从落地应用来看，5G工业重点项目在钢铁能源、建材、装备制造、白色家电等行业需求较为强烈。

其次，从信息化需求来看，数据融通，柔性化生产是发展趋势。

工业面临数字化转型升级，工业互联网是其必经之路。工业互联网的基础在于数据的有效采集和转换融通，信息及数据的不足和孤立是面临的主要问题。

此外，柔性化生产驱动生产流无线化，无线化正快速从供应量、仓储场景向制造生产作业流渗透，移动机器人向供应量管理、制造操作、材料与工具管理等核心生产流程渗透。工业细分市场的行业属性，对信息化会有不同的侧重需求，如能耗管理、安全防爆、污染检测、仓储物流等。5G对于以上场景，对于安全有效地数据采集和灵活的数据接入均存在增益，具备相应的解决方案。

再次，5G网络成为新的产业变量，具备灵活接入、超高带宽、高可靠等特性。

长期以来，无线通信在工业企业都占有一席之地，主要解决工业在移动场景的业务需求问题，例如物流分拣和移动巡检等。其中最重要的终端要素莫过于AGV和移动机器人。

5G作为新型的网络接入方式，相比固网光宽，具备接入灵活的特点，更能适配新时代定制化生产的柔性制造的需求。相比WiFi和传统蜂窝网络，5G具备超大带宽、高可靠的特性，对工业生产的稳定性需求能有更好的保障。这里值得指出的是，工业更注重的是节拍和业务的连续性，并不意味着强调苛刻的网络时延，更注重的是网络可靠性和可用性。最后，目前5G的覆盖和应用场景具备一定的特征，集中在基于eMBB的移动性场景。

目前，5G相对于有线和WiFi的关系并不是替代，而是对特殊场景的补充和增益，如基于AGV、AR终端、机器人、无人驾驶等移动性场景和港口、矿区、山区等光纤不易覆盖的户外场景。

受限于标准、产业链成熟度、网络连续覆盖等因素影响，5G在当前阶段的主要应用还是基于eMBB特性的移动性场景，例如工业视觉、AGV分拣、AR远程协作，区域内的远程控制、低速自动驾驶等场景。

从环节上来看，工业企业存在智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延申几大环节，目前5G主要在网络化协同和服务化延申非核心业务环节进行突破，对于设计、工艺的基础关键环节尚未深入涉及。

5G作为网络通道 需要和多方技术共同赋能制造业升级

5G作为一种更为出色的网络接入方式，对工业的赋能是基础性的。单就5G网络本身并没有办法直接为工业带来产出和效益。而是需要和边缘计算、人工智能、数字孪生等技术结合，共同为工业行业赋能。

5G网络  利用从无线、传输、到核心网络的确定性网络技术、切片技术可以为智能制造行业提供满足差异化SLA保障的专属网络，满足其对时延、带宽、海量连接的不同需求，同时可以提供独立组网、数据安全等保障。利用自动编排及云网融合实现5G企业专属网络的自定义、自编排及自运营。

云边协同  采用云边协同技术，通过边缘网关、边缘控制器、边缘云等边缘节点形态，解决边云多级协同任务问题。基于云边协同的工业互联网架构能有效地处理数据采集、算法训练、数据建模、生产反馈的业务数字化闭环。

工业视觉  运用工业视觉检测技术，针对工业生产过程中的残次品检测，一方面可以代替人工节省成本，另一方面可以进行人工不易判断的检测操作，综合提高检测的准确率和效率。

数字孪生  通过数字孪生技术，除了在生产环节提升效率、降低成本外，还可在设计环节实现涉及的精准仿真，在数字世界实现最优的设计结果，进而实现设计到生产的“0成本试错”。在维护环节通过数据的实施同步反馈，通过模型算法提前实现故障预测、预测性维护等效果。

5G面临产业融合是一个长期工程

与4G对公众覆盖不同，5G更大的价值在对产业的赋能。5G在产业领域深度融合还存在建设成本高，模组终端选型少，网络定制化难度高，行业理解及改造壁垒等问题。如何通过网络性能的提升，为工业企业带来显性的价值提升，为制造业带来实际收益后，再反哺运营商，形成良性循环，共同来把商业闭环做到落地，这需要工业企业与运营商，乃至整个通信上下游产业链协同，加强交流合作，携手推进才能实现。