近期，工信部发布了首批“5G+工业互联网”重点行业和应用场景，首批重点行业和应用场景涵盖电子设备生产、装备制造、钢铁、采矿、电力等5大行业，以及协同研发设计、远程设备操控、柔性生产制造等10大应用场景。

 

特别是5G网络的发展，自2019年实现商用以来，包括中国移动、中国联通、中国电信等在内的运营商加紧了5G网络建设步伐，在全国各地部署5G网络，建设5G基站。尤其是2020年新冠疫情期间，5G表现尤为突出，近一年时间，5G网络覆盖从十几个城市扩展至300多个城市。

据统计，从三大运营商发布的2020年财报中可以看出，2021年三大运营商资本开支预算合计为3706亿元，同比增长10.69%，5G相关的资本开支预算合计达1847亿元，同比增长2.44%。

截至目前，全国建成5G基站81.9万个，占全球的70%以上，覆盖了全国所有地级以上城市，5G终端连接数超过了3.1亿，5G在工业领域和经济社会各领域的应用示范项目已经超过了1万个。全国工业企业建设“5G+工业互联网”项目超过1500个。

显然，“5G+工业互联网”已成为工业互联网和5G发展进程中产业热情最高、创新最活跃、成效最显著的领域之一。

十大典型应用场景

工业互联网涉及的主体包括机器、车间、企业、人等，端到端的产业链包括设计、研发、生产、营销、管理、服务等环节，在工厂内需要实现信息采集设备、生产设备、生产管理系统及主体之间的关联，在工厂外需要实现生产企业、协作企业、产品、用户、金融机构、供应链、物流等企业的互联。

而5G超大带宽、超低延时，具备感知泛在、连接泛在、智能泛在等优势，可以确保工业互联网全要素资源的顺畅连接和快速精准控制的高要求。因此，在5G商用强大辅助下，工业互联网涉及的应用场景愈渐丰富。

■ 协同研发设计

远程研发实验：科研人员结合现场画面和数据，远程在线协同完成实验；

异地协同设计：设计人员利用各类虚拟现实终端接入沉浸式虚拟环境，异地协同修改设计图纸。

■ 远程设备操控

设备操控员根据生产现场视频画面及各类数据，远程实时对现场工业设备进行精准操控。

■ 设备协同作业

生产现场的多台设备按需灵活组成一个协同工作体系，实现多个设备的协同调度及分工合作。

■ 柔性生产制造

数控机床等设备通过无线化改造可以实现快速重构，按照市场需求进行灵活配置。

■ 现场辅助装配

现场人员通过AR\VR眼镜等智能终端获取增强图像叠加，装配可视化呈现，辅助完成复杂精细的设备装配。

■ 机器视觉质检

质检终端根据边端、云端算法对高清图像的识别与分析，实现产品缺陷实时监测，自动分拣与质量溯源。

■ 设备故障诊断

系统利用设备全生命周期监测数据与数据挖掘等技术，实现对设备故障的诊断、定位，报警或动态预测。

■ 厂区智能物流

智能物流调度系统对厂区内的物流终端进行调度管理，实现全流程自动化，智能化的物流作业。

■ 无人智能巡检

采用智能的巡检机器人或无人机等移动巡检设备替换传统人工巡检，实现高效灵活，更大范围的安防巡检。

■ 生产现场监测

智能监测系统通过实现数据采集、图像识别、自定义报警等技术，实现生产现场全方位智能化安全监测和管理。

五大重点行业

■ 电子生产设备

电子设备制造行业自动化水平高、数字化基础好，产品迭代速度快，发展智能制造、个性化定制、精益化管理等模式潜力大。如华为、海尔、格力、中兴等利用5G技术实践柔性生产制造、现场辅助装配、机器视觉质检、厂区智能物流等典型应用场景，显著达到降本增效的作用。

 

■ 装备制造

装备制造业涉及航空制造、船舶制造、汽车制造与工程机械制造等重要领域，其产品结构高度复杂、产品体型偏大，具有技术要求高、生产安全标准严格、资本投入大等行业特点，因此，需要更加精密的装配加工能力及质检手段来支撑企业长期发展。如中国商飞、三一重工、福田汽车等应用5G技术积极探索协同研发设计、协同设备作业、现场辅助装配、机器视觉质检等典型应用。

 

■ 钢铁

钢铁行业主要包括炼钢、铸钢、轧钢、仓储物流等环节，该行业面临设备维护效率低、生产过程不透明、下游需求碎片化等痛点，对智能制造需求迫切。如鞍钢、马钢、宝钢等均应用5G技术的典型应用场景，覆盖钢铁生产全流程，取得提质增效、绿色发展的成效。

 

■ 采矿

安全生产是采矿行业的红线，采矿行业存在着矿石坠落、塌方、滑坡、瓦斯爆炸等一系列事故风险，对工人健康造成较大威胁。如新元煤矿、千叶水泥、庞庞塔煤矿等利用5G技术积极实践远程设备操控、设备协同作业、无人智能巡检、生产现场监测等典型应用场景，成效显著。

 

■ 电力

电力行业主要涉及发电、输电、变电、配电、用电五个环节，存在安全监控不到位、环保要求高、信息孤岛、设备实时监管难、精细化管理难等痛点，对向清洁、低碳、高效、安全的转型需求迫切。如国家电网、中核集团、南方电网均利用5G技术，在发电环节的现场辅助装配、输电环节的无人智能巡检、配电环节的设备故障诊断、用电环节的生产现场监测等典型应用，取得明显成效。

 

可见，经过两年多的摸索应用，5G与工业互联网都取得了阶段性的进展，两者的融合应用的范围正在向生产制造核心环节不断延伸和深入，覆盖行业和领域也日趋广泛。

融合现状：聚焦痛点+持续发力

尽管5G+工业互联网的应用成效已经非常明显，也取得了诸多喜人的成绩，但总的来看，5G+工业互联网方面的应用现处于标杆打造阶段。一方面，5G+工业互联网与现存制造厂商自有网络融合难度较高；另一方面，5G+工业互联网产业尚未成熟，相关产品及解决方案仍需要完善，现有5G+工业互联网网络部署成本相对较高，工厂客户建设负担大。此外，5G与工业互联网融合发展过程中安全问题也引起关注。

安全风险

安全无疑是5G+工业互联网应用的基础。现有的工厂控制系统是一个相对封闭的独立网络，与企业信息系统之间通常单项隔离，甚至是完全物理隔离，现场采集终端也处于相对封闭的环境，但随着5G、物联网、工业互联网的发展与应用，IT与OT实现跨界融合，这种泛在的连接致使生产安全管理和网络安全管理的界限模糊，工厂控制安全容易受到威胁，网络攻击才有机可乘，从IT层渗透到OT层，造成工业系统中断等风险。

根据国家信息安全漏洞共享平台统计数据显示，截止到2020年12月，CNVD收录的与工业控制系统相关的漏洞高达2955个，其中，2020年新增593个。

安全漏洞数量快速增长，整体形势严峻，特别是能源、化工等事关国家经济命脉的关键基础领域，对安全问题尤为看重。近年频发的工业互联网安全风险事件足以引发全行业的共同关注，如今年5月份，美国最大的成品油管道运营商Colonial Pipeline遭受到疑似勒索软件DarkSide攻击，为了控制安全漏洞，该运营商被迫关闭其位于美国东部沿海各州供油的关键燃油网络。

投资回报率

众所周知，在未来，工业互联网将是5G最大的应用场景，就目前来看，我国制造业中目前有90%以上的企业属于中小企业，这其中的大部分企业现有设备，尚不具备智能化及数字化采集能力，因此，数据连接就无从谈起，工业互联网的价值还没有被工业企业普遍认同。

对于很多尚未达到自动化、信息化、智能化水平的工厂，其升级改造的资金与成本压力很大。而5G推广初期的建网和运维成本都很高，企业利润空间非常有限，由于资金回报周期拉长，在一定程度上也会影响各方参与的积极性。

面对不同应用场景、不同业务对通信网络能力的差异化需求，需要构建更多的5G解决方案，以最大限度的提高运营商、用户企业的投资回报率。

产业成熟度

当下，5G与工业互联网融合发展的知识难度、生产环节的专业性要求都很高，现有技术、产品和解决方案大多针对工业制造流程的某一环节，尚未形成完整的产业生态。面对很多行业和技术壁垒，虽涌现出一批典型应用，但可持续的商业模式、市场造血能力均亟待加强。

因此，5G+工业互联网要与各领域的生产实践、行业特性、知识经验紧密结合，拓展应用场景的广度与深度，进一步加强运营商与工业互联网企业的沟通融合与跨界合作，积极建立供需对接渠道，推动运营商、设备商与工业互联网企业开展“5G+工业互联网”终端关键技术、性能、形态等方面的测试验证，加速推动产业应用能力的成熟，共同培育壮大“5G＋工业互联网”产业生态圈。

当然这些痛点与问题都是5G与工业互联网在初期融合与探索过程中不可避免的共性问题，当前，这二者究竟融合到什么程度，业界对其认知也不统一。一方面，5G是管道，加速工业互联网在工厂应用，催生工业专网，这是其基本应用方向；另一方面，5G渗入工业制造业场景中，在无人操作、协同作业、柔性制造、无人工厂等方向发挥不可替代的作用，所以5G+工业互联网是有边界的，并非包罗万象。

可以肯定的一点是，5G+工业互联网已经从概念走向现实，这其中虽有诸多应用场景有待挖掘，诸多应用困难亟待突破，诸多技术瓶颈需要解决，但总体来看，未来，随着信息技术与运维经验的不断成熟，5G+工业互联网创造的价值将颠覆传统行业想象力，为行业提质增效释放乘数效应。