5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀、問題及推廣建議

5G的大帶寬、低時延、高可靠、廣覆蓋等“天然”特性,為經(jīng)濟社會各行各業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)前提,正成為推動行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新引擎,其在工業(yè)領(lǐng)域重要場景中的應(yīng)用已呈現(xiàn)“多點開花”的良好局面。

本文來自新工業(yè)網(wǎng),作者:張孟哲/夏宜君國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心。

從全球視角來看,目前5G在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)及網(wǎng)絡(luò)部署等方面已取得階段性成果,5G落地的最后一環(huán)——應(yīng)用,正逐漸成為業(yè)界關(guān)注的焦點。工業(yè)是國民經(jīng)濟的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),是立國之本、興國之器、強國之基、富國之源。

工業(yè)和信息化部(以下簡稱工信部)在推動5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展方面指出,5G既可有效解決工業(yè)有線技術(shù)移動性差、組網(wǎng)不靈活、特殊環(huán)境鋪設(shè)困難等問題,又可突破現(xiàn)有工業(yè)無線技術(shù)在可靠性、連接密度、傳輸能力等方面的局限,有力支撐大規(guī)模數(shù)據(jù)采集和感知、精準(zhǔn)操控、遠程控制等工業(yè)生產(chǎn)需要;同時,我國工業(yè)具有完整的產(chǎn)業(yè)鏈、多元的行業(yè)生態(tài)、廣闊的市場縱深,大量仍處于工業(yè)2.0、工業(yè)3.0階段的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)企業(yè)不斷加快數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化改造進程,將為5G提供極為豐富的應(yīng)用場景,開辟極為廣闊的發(fā)展空間。

國際電信聯(lián)盟定義了5G的三大應(yīng)用場景:增強型移動寬帶(eMBB,速率是4G的10倍)、低時延高可靠通信(URLLC,時延是4G的十分之一)、大連接物聯(lián)網(wǎng)(mMTC,連接數(shù)密度是4G的50倍),后兩個場景主要面向工業(yè)等實體經(jīng)濟行業(yè)需求設(shè)計,5G的真正價值在于支撐實體經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展,迫切需要與實體經(jīng)濟融合應(yīng)用創(chuàng)新。從5G的應(yīng)用速度和應(yīng)用效果來看,現(xiàn)階段,5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用暫時落后于消費領(lǐng)域,仍處于初期探索驗證階段:在應(yīng)用速度方面,消費領(lǐng)域場景較為簡單、落地難度較小,新技術(shù)的應(yīng)用往往能夠在消費領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)率先探索,而工業(yè)領(lǐng)域細分門類多、行業(yè)門檻高、定制需求強、投入成本大,新技術(shù)的應(yīng)用速度相較于消費領(lǐng)域有所滯后;在應(yīng)用效果方面,目前5G應(yīng)用效果較好、認可度較高的場景主要集中在消費領(lǐng)域,例如,媒體、醫(yī)療、教育等行業(yè)形成了5G+4K/8K高清視頻、5G+智慧醫(yī)療、5G+遠程教育等典型應(yīng)用,5G在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較多的場景主要有產(chǎn)品質(zhì)檢、設(shè)備監(jiān)控、無人巡檢等,但由于技術(shù)難度較大、解決方案成熟度不高,且不同場景的應(yīng)用成本和效果差異較大,典型做法在不同場景復(fù)制推廣的實際成效是否能夠達到預(yù)期也仍待實踐檢驗。

本文基于對5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和瓶頸問題的分析,將5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景歸為3種類型,分別是引領(lǐng)型、探索型和滯后型,并提出各類型應(yīng)用場景下5G發(fā)展的著力點,以及與之相適應(yīng)的推廣建議。

1 5G在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

5G的大帶寬、低時延、高可靠、廣覆蓋等“天然”特性,為經(jīng)濟社會各行各業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)前提,正成為推動行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新引擎,其在工業(yè)領(lǐng)域重要場景中的應(yīng)用已呈現(xiàn)“多點開花”的良好局面。

1.1頂層設(shè)計逐步完善助力5G“揚帆”

“十四五”時期是中國開啟全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程的第一個5年,也是中國5G規(guī)?;瘧?yīng)用的關(guān)鍵時期,《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要》將5G發(fā)展放在一個重要位置,指出要“構(gòu)建基于5G的應(yīng)用場景和產(chǎn)業(yè)生態(tài)”。自2019年6月我國正式頒發(fā)5G牌照以來,一系列推動5G在工業(yè)領(lǐng)域加速落地的政策舉措陸續(xù)出臺,推動5G在工業(yè)領(lǐng)域加速落地的政策梳理見表1。

表1推動5G在工業(yè)領(lǐng)域加速落地的政策梳理

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工信部先后發(fā)布《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進方案》《工業(yè)和信息化部關(guān)于推動5G加快發(fā)展的通知》《“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展行動計劃(2021—2023年)》等,加快5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),積極豐富5G應(yīng)用場景。2021年7月,工信部等十部門公布《5G應(yīng)用“揚帆”行動計劃(2021—2023年)》,凝聚各方共識、形成合力,重點推進5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧港口、智慧采礦等15個行業(yè)的應(yīng)用,加速推進5G創(chuàng)新應(yīng)用體系的建立。

全國各地積極加大5G應(yīng)用政策供給,采取建設(shè)創(chuàng)新平臺、加大資金支持、推廣典型案例等多種手段,推動5G應(yīng)用步入快車道。據(jù)中國信息通信研究院統(tǒng)計,截至2021年9月月底,各省市共出臺各類5G扶持政策文件574個,因地制宜,為各地5G產(chǎn)業(yè)及重點應(yīng)用發(fā)展指引方向。

在各方共同努力下,我國5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的廣度和深度不斷拓展,5G應(yīng)用不斷走深向?qū)峓7]。根據(jù)工信部數(shù)據(jù),截至2022年5月月底,5G應(yīng)用覆蓋國民經(jīng)濟40個大類,在全國200余個智慧礦山、1 000余家智慧工廠、180余個智慧電網(wǎng)、89個港口、超過600個三甲醫(yī)院項目中得到廣泛應(yīng)用;5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)加快建設(shè),由2021年7月的1 655個提升至6 518個,增長近3倍,服務(wù)行業(yè)發(fā)展的能力明顯增強。

1.2 5G在工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)多場景落地見效

工業(yè)領(lǐng)域是5G融合應(yīng)用的主陣地,5G在工業(yè)領(lǐng)域的落地必須與工業(yè)特有的技術(shù)、知識、經(jīng)驗緊密結(jié)合。2021年,工信部先后發(fā)布2批共20個“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”典型應(yīng)用場景,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”全國建設(shè)項目累計已超過3 100個,5G在工業(yè)領(lǐng)域多場景的積極探索已取得初步成效。結(jié)合5G的主要特性及其適用的重點業(yè)務(wù)領(lǐng)域,可對“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的二十大典型應(yīng)用場景進行分類,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”二十大典型應(yīng)用場景分類見表2。

表2“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”二十大典型應(yīng)用場景分類

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利用5G高速率、大帶寬等特性的應(yīng)用案例居多。例如,在遠程設(shè)備故障診斷場景中,運用5G對設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)和現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)進行傳輸,實現(xiàn)實時故障診斷和定位;在異地協(xié)同研發(fā)設(shè)計場景中,利用5G同步傳輸設(shè)計數(shù)據(jù),實現(xiàn)對設(shè)計圖紙的協(xié)同修改,提高設(shè)計效率。利用5G低時延、高可靠等特性的應(yīng)用場景已有一些成功探索。例如,在設(shè)備協(xié)同作業(yè)場景中,5G支持智能制造工廠中的協(xié)作機器人實時交換數(shù)據(jù)以完成自動化流程的同步和協(xié)作;在遠程設(shè)備操控場景中,5G支持無人駕駛或遠程操控的設(shè)備在工廠、港口、隧道等環(huán)境中實現(xiàn)物料運輸。

利用5G廣連接特性的應(yīng)用場景體現(xiàn)了對綠色低碳、安全生產(chǎn)等國家戰(zhàn)略部署的積極響應(yīng)。例如,在生產(chǎn)能效管控場景中,利用5G實現(xiàn)大規(guī)模終端的海量數(shù)據(jù)秒級采集和能效狀態(tài)實時監(jiān)控,助力企業(yè)降低生產(chǎn)能耗,減少污染物排放量,實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型;在生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)測場景中,將工業(yè)園區(qū)、廠區(qū)、車間等現(xiàn)場的各類傳感器、攝像頭和數(shù)據(jù)監(jiān)測終端設(shè)備接入5G網(wǎng)絡(luò),采集環(huán)境、人員動作、設(shè)備運行等監(jiān)測數(shù)據(jù),實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場的全方位智能化安全管理。

1.3 5G借助技術(shù)融合創(chuàng)新加速應(yīng)用推廣

新一代信息技術(shù)在推動經(jīng)濟社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進程中“各顯神通”,5G的推廣和應(yīng)用過程即5G與各類新技術(shù)聚合的過程,融合創(chuàng)新已成為5G應(yīng)用落地的鮮明特征。

5G+AR/VR,虛實結(jié)合打造極致體驗。AR/VR技術(shù)需要大量的數(shù)據(jù)傳輸、存儲和計算,對帶寬需求巨大。在現(xiàn)場輔助裝配、遠程培訓(xùn)、遠程運維等場景中,遠程專家的指導(dǎo)信息、設(shè)備操作說明及圖紙等內(nèi)容通過5G網(wǎng)絡(luò)實時、可視化呈現(xiàn),極大地提高了溝通和問題解決的效率。

5G+AI,機器視覺發(fā)展“如虎添翼”。數(shù)據(jù)是AI的糧食,5G能夠支持大規(guī)模數(shù)據(jù)的高速傳輸,實現(xiàn)AI算法模型的高效訓(xùn)練和機器視覺效率的極大提升。在產(chǎn)品的質(zhì)檢場景中,高清圖像通過5G回傳至檢測系統(tǒng)的AI模塊,實現(xiàn)圖像的實時分析和產(chǎn)品缺陷的實時檢測。

5G+數(shù)字孿生,實時仿真實現(xiàn)孿生共智。5G網(wǎng)絡(luò)將海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等實時上傳,實現(xiàn)生產(chǎn)制造狀態(tài)實時透明化、可視化。在生產(chǎn)單元模擬場景中,利用3D建模技術(shù)建設(shè)與物理生產(chǎn)單元相對應(yīng)的虛擬生產(chǎn)單元,實現(xiàn)對生產(chǎn)要素、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)活動的實時精準(zhǔn)管控,助力打造“一眼看全、一眼看穿、一眼看透”的數(shù)字孿生工廠。

2 5G在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用存在的問題

星星之火形成燎原之勢必然經(jīng)過一段積蓄力量、沖破束縛、逆勢而上的過程,5G在工業(yè)領(lǐng)域的落地仍然面臨關(guān)鍵技術(shù)、需求場景、服務(wù)能力等方面的瓶頸和問題,“多點開花”向“百花齊放”還有一定距離。

2.1 5G部署成本較高且部分場景優(yōu)勢不明顯

新技術(shù)的應(yīng)用能否真正幫助企業(yè)實現(xiàn)降本增效,是企業(yè)決策者需要考慮的重要因素。當(dāng)前階段,5G作為現(xiàn)有通信技術(shù)的補充,由于部署成本較高、應(yīng)用成效有待驗證,大量工業(yè)企業(yè)對5G的應(yīng)用并不十分積極,部分行業(yè)專家對5G的推廣應(yīng)用也存在疑慮。

應(yīng)用5G的成本問題仍待解決。目前,企業(yè)應(yīng)用5G必然要承擔(dān)初期對設(shè)備設(shè)施的采購、建設(shè)和改造成本,以及后期的使用和維護成本。后疫情時代,能否將成本降到用戶愿意接受的程度,是5G規(guī)模推廣能否實現(xiàn)的關(guān)鍵。

應(yīng)用5G的必要性暫未充分體現(xiàn)。成本高不高,需要與其所帶來的價值提升相比較。在某些場景下,5G與光纖固網(wǎng)、工業(yè)Wi-Fi等通信技術(shù)相比并沒有體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。例如,在對設(shè)備移動性要求不高的場景中,光纖有線即可滿足需要;在對可靠性要求不高的場景中,用戶更愿意選擇成本較低的Wi-Fi方案。

2.2 5G與不同發(fā)展階段的用戶需求不夠契合

用戶需求是推動技術(shù)進步和落地應(yīng)用的原始動力,工業(yè)各垂直行業(yè)相對獨立且分散,5G的應(yīng)用需求呈現(xiàn)碎片化、個性化等特征。現(xiàn)階段,5G的應(yīng)用場景主要針對部分行業(yè)的共性需求,對不同行業(yè)、不同類型企業(yè)的個性化需求和痛點難點的挖掘還不充分,因此很難激發(fā)用戶嘗試的意愿和決心,落地進程仍較緩慢。

龍頭企業(yè)超前布局、搶占市場。行業(yè)龍頭企業(yè)引領(lǐng)著工業(yè)化進程,其自身對數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化發(fā)展有著強烈的主觀意愿,并且具備一定的技術(shù)和資金實力。這類企業(yè)往往擁有大量的連網(wǎng)設(shè)備,對數(shù)據(jù)傳輸速率、時延和可靠性都有較高的要求。因此,5G是這類頭部企業(yè)占據(jù)市場、獲取競爭優(yōu)勢的必爭之地,它們在戰(zhàn)略上超前布局,但也存在盲目推進、對真實需求挖掘不夠透徹、應(yīng)用5G所帶來的效益提升不夠明顯等問題。

中小微企業(yè)普遍仍在遲疑和觀望。一方面,部分中小微企業(yè)對5G相關(guān)技術(shù)并不十分了解,對其能夠發(fā)揮的作用以及能夠帶來的價值缺乏充分認識;另一方面,部分中小微企業(yè)仍處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型初期,只配備了簡單的信息化系統(tǒng),工廠里的設(shè)備并未連網(wǎng),也沒有實時傳輸數(shù)據(jù)的需求,或者雖然有部分設(shè)備連網(wǎng),但數(shù)據(jù)傳輸要求不高,沒有使用5G的必要性,基于成本方面的考量,短期內(nèi)5G不會成為其主動或優(yōu)先的選擇。對深圳市60家中小型工業(yè)企業(yè)進行5G應(yīng)用情況問卷調(diào)查,得到的結(jié)果如圖1所示,近半數(shù)企業(yè)暫時沒有應(yīng)用5G,處于研判和方案設(shè)計階段的企業(yè)占27%,在某些業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)開展試點應(yīng)用或小范圍應(yīng)用的企業(yè)均占到13%,已開展規(guī)模應(yīng)用的企業(yè)數(shù)量僅占7%。

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圖1中小型工業(yè)企業(yè)5G應(yīng)用情況問卷調(diào)查結(jié)果

2.3 5G解決方案提供方的服務(wù)能力仍不充足

在第五屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽中,基礎(chǔ)電信運營商占參賽項目主體的61.50%,仍是推動5G應(yīng)用發(fā)展的主要力量。第五屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽參賽項目主體分布如圖2所示。

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圖2第五屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽參賽項目主體分布

前幾代移動通信系統(tǒng)主要滿足“人”的通話、上網(wǎng)以及社交等需求,運營商與其他垂直行業(yè)缺乏有效交流,對各垂直行業(yè)的知識了解不深,給推動5G在各行業(yè)落地對運營商的技術(shù)水平和服務(wù)能力帶來了巨大挑戰(zhàn)。

解決方案成熟度不高,應(yīng)用場景開發(fā)仍需加強。一方面,工業(yè)各領(lǐng)域情況復(fù)雜、需求多樣,所需的通信系統(tǒng)性能和解決方案差異較大,現(xiàn)有的5G解決方案仍不夠成熟,難以對一個成功案例進行大規(guī)模復(fù)制和推廣,相關(guān)解決方案仍需在實踐中不斷打磨;另一方面,目前5G的典型應(yīng)用場景仍十分有限,更多深入核心業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的應(yīng)用場景還沒有得到開發(fā),或仍處于探索和試驗驗證階段,暫時沒有切實可行的解決方案,這在一定程度上影響了用戶對5G應(yīng)用效果的評價和認知。

優(yōu)質(zhì)服務(wù)供給不足,合作生態(tài)仍不完善。一方面,雖然有部分用戶企業(yè)已經(jīng)意識到5G的重要性,但并不清楚應(yīng)該如何應(yīng)用5G助力自身的轉(zhuǎn)型發(fā)展,可見市場需求是有的,但服務(wù)沒有及時跟上;另一方面,受限于對行業(yè)知識的了解以及當(dāng)前的技術(shù)水平,服務(wù)商單純依靠自身力量往往很難精準(zhǔn)把握用戶企業(yè)的關(guān)鍵痛點問題,構(gòu)建多方合作、協(xié)同攻關(guān)的創(chuàng)新生態(tài)仍需時日。在第三屆中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大賽中,進入全國百強的參賽作品僅有12%應(yīng)用了5G,全國百強作為助力制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要力量和優(yōu)秀代表,其對5G的融合應(yīng)用現(xiàn)狀在一定程度上反映出5G在工業(yè)領(lǐng)域的推廣仍有較大的提升空間。第三屆中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大賽全國百強參賽作品新技術(shù)應(yīng)用情況如圖3所示。

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圖3第三屆中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大賽全國百強參賽作品新技術(shù)應(yīng)用情況

3推進5G在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的策略建議

如前文所述,我國大多數(shù)5G行業(yè)應(yīng)用正處于技術(shù)驗證或示范階段,已經(jīng)商用落地的項目往往定制化程度較高,暫未出現(xiàn)可大規(guī)模復(fù)制推廣的通用化的成熟產(chǎn)品和解決方案。此外,大部分商用落地項目尚未形成穩(wěn)定的盈利模式,供給成本較高,推廣進程仍較為緩慢。建議遵照“分業(yè)施策、有序推進”的原則,積極探索分重點、分批次、循序漸進推動5G在工業(yè)領(lǐng)域垂直行業(yè)落地的策略和路徑。

3.1 5G在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用場景的特征分析

我國行業(yè)眾多,各行業(yè)、各企業(yè)的數(shù)字化水平和發(fā)展階段不同,需求差異性大,“分業(yè)施策”是有序推進5G行業(yè)落地的客觀需要。與此同時,在一定時期內(nèi),不同的業(yè)務(wù)場景實現(xiàn)5G大規(guī)模復(fù)制推廣的潛力是不一樣的,要充分認識5G應(yīng)用發(fā)展的長期性、復(fù)雜性、系統(tǒng)性,根據(jù)不同應(yīng)用場景呈現(xiàn)的特點,有所側(cè)重、精準(zhǔn)發(fā)力。

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圖4 5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景類型劃分

目前,5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景大致可歸為3種類型,分別是滯后型、引領(lǐng)型和探索型,5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景類型劃分如圖4所示。引領(lǐng)型場景發(fā)展階段較為靠前,已取得初步成效,目前主要涉及采集監(jiān)控類業(yè)務(wù);探索型場景技術(shù)方案暫不成熟,與規(guī)模化商用仍有較大距離,主要涉及實時控制類業(yè)務(wù);而滯后型場景則受到用戶需求及應(yīng)用成本等多方面因素制約,其應(yīng)用進程在一定程度上取決于前兩種類型場景的實際推進情況及應(yīng)用成效。

(1)引領(lǐng)型:成效初顯、推廣潛力大

引領(lǐng)型應(yīng)用場景復(fù)雜度較低,相關(guān)技術(shù)和解決方案正逐漸成熟,且能夠很好地響應(yīng)用戶企業(yè)的剛需。這一類應(yīng)用場景通常能夠破解用戶企業(yè)長期以來在某些領(lǐng)域面臨的痛點難題,或適配部分工業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)共性需求,有效利用5G等新一代信息技術(shù)革新傳統(tǒng)模式,提高生產(chǎn)效率。目前,該類應(yīng)用場景已經(jīng)涌現(xiàn)出大量成功實踐,尤其在礦山、電網(wǎng)、港口、電子設(shè)備制造、裝備制造、鋼鐵等行業(yè)成效較為顯著,形成了示范引領(lǐng)效應(yīng),市場空間廣闊,有望在未來1~2年內(nèi)成熟并快速復(fù)制,率先實現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模推廣。

引領(lǐng)型主要場景充分發(fā)揮5G高速率、廣連接等特性,能夠顯著提升大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸性能及用戶體驗。例如,機器視覺質(zhì)檢場景,使用多種類產(chǎn)品的實時缺陷檢測技術(shù),極大地提高了產(chǎn)品檢測效率;遠程培訓(xùn)、現(xiàn)場輔助裝配、遠程運維等場景,大帶寬有效增強了AR/VR渲染能力,提升了互動體驗感以及問題溝通效率;生產(chǎn)現(xiàn)場安全監(jiān)控、工藝合規(guī)校驗、移動巡檢等場景,各類終端采集的數(shù)據(jù)和音/視頻通過5G回傳至監(jiān)測系統(tǒng),實時預(yù)警異常情況,為安全生產(chǎn)提供保障。

(2)探索型:場景復(fù)雜、技術(shù)不成熟

探索型應(yīng)用場景更加復(fù)雜,通常涉及生產(chǎn)制造的核心環(huán)節(jié),對安全性、可靠性要求較高。現(xiàn)階段,5G還不能完全支持這一類應(yīng)用場景的商用要求,相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)、設(shè)備、工藝、材料等的適配也還需要一個過程,在穩(wěn)定性方面仍需要長時間、大規(guī)模的測試驗證,預(yù)計在未來3~5年甚至更長的時間能夠形成可靠、穩(wěn)定的技術(shù)方案,經(jīng)過試點逐步成熟后實現(xiàn)規(guī)模推廣。

探索型主要場景依托5G低時延、高可靠等特性,充分發(fā)揮了5G在實時協(xié)作、遠程控制等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢和應(yīng)用價值。例如,實時協(xié)作場景,依靠5G毫秒級時延,實現(xiàn)工業(yè)機器人與機器設(shè)備、工業(yè)機器人之間的協(xié)調(diào)與互動,提供精確高效的工業(yè)控制;遠程操控場景,在煤礦井下、隧道及地下工程施工作業(yè)等復(fù)雜危險環(huán)境中,無人駕駛工程車輛、遠程設(shè)備操控等應(yīng)用能夠有效降低安全風(fēng)險和人工成本。

(3)滯后型:成本高企、優(yōu)勢不明顯

在滯后型應(yīng)用場景中,5G的技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)不明顯、替代作用不強,大部分對5G應(yīng)用的質(zhì)疑主要針對這類場景。5G作為現(xiàn)有連接技術(shù)的補充,與有線、Wi-Fi等技術(shù)可能會長期共存,以應(yīng)對多樣化的需求。在5G應(yīng)用成本居高不下的情況下,此類場景通常不會成為企業(yè)應(yīng)用5G的優(yōu)先選擇。但是在未來幾年,當(dāng)5G技術(shù)方案足夠成熟、應(yīng)用成本足夠低時,隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程的加快,企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的要求會越來越高,此類場景的5G應(yīng)用將水到渠成。雖然這一類應(yīng)用場景對5G的需求并不迫切,但5G作為新型基礎(chǔ)設(shè)施,應(yīng)該遵循適度超前的原則,為未來可能的應(yīng)用場景做好準(zhǔn)備。

在滯后型主要場景中,現(xiàn)有通信技術(shù)即可滿足用戶需要,對5G的需求不強烈。例如,部分企業(yè)所處發(fā)展階段對網(wǎng)絡(luò)連接可靠性、連接規(guī)模、數(shù)據(jù)傳輸要求不高,即便Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力較弱,但其影響對于企業(yè)來說暫時還能夠接受。

此外,用戶出于對成本的考慮,往往會搭配使用多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù),在不得不用5G的場景下嘗試應(yīng)用5G,但在其他場景仍然不用。

3.2 5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣建議

5G在工業(yè)領(lǐng)域的推廣依賴于成熟應(yīng)用。“應(yīng)用”是加速基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的“推進劑”,這一點在消費領(lǐng)域表現(xiàn)得尤為明顯,例如,微信的登場帶動了3G的全面應(yīng)用,短視頻業(yè)務(wù)的規(guī)模爆發(fā)迎來了4G的黃金發(fā)展期。5G應(yīng)用的“主戰(zhàn)場”是賦能實體經(jīng)濟和千行百業(yè),培育“現(xiàn)象級應(yīng)用”仍是加速5G規(guī)?;涞氐闹匾侄危?,在新型冠狀病毒感染疫情沖擊之下,人員流動受限,5G在遠程醫(yī)療、線上教育、遠程辦公、巡檢物流、遠程運維等多個領(lǐng)域“小試牛刀”,應(yīng)用價值得以初步顯現(xiàn),重要性也得到進一步認可。

不同時代移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,從正式商用到規(guī)?;瘧?yīng)用通常需要2~3年的時間。5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景更復(fù)雜、更多元,培育期更長。因此,加速5G應(yīng)用發(fā)展要深入挖掘行業(yè)用戶真實需求,區(qū)分不同類型應(yīng)用場景的發(fā)展現(xiàn)狀和特征,持續(xù)提升5G解決方案的契合度,力求在應(yīng)用推廣過程中“對癥下藥、精準(zhǔn)施策”,有力提升5G應(yīng)用成效。加速5G在工業(yè)領(lǐng)域各類場景落地應(yīng)用的對策建議如圖5所示。

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圖5加速5G在工業(yè)領(lǐng)域各類場景落地應(yīng)用的對策建議

(1)引領(lǐng)型:樹立典型、提振信心

●供給端,支持引導(dǎo)服務(wù)商能力快速提升。缺乏既懂5G又熟悉行業(yè)知識的解決方案提供商,服務(wù)水平與用戶預(yù)期差距較大,是目前引領(lǐng)型場景快速推廣的主要瓶頸?,F(xiàn)階段,運營商仍是推動5G應(yīng)用發(fā)展的主力軍,但運營商的能力和精力都有限,一段時期內(nèi)無法覆蓋所有垂直行業(yè)的應(yīng)用需求。

由于引領(lǐng)型主要場景已有眾多落地實踐案例,可在遴選或賽事活動中側(cè)重于選拔商業(yè)模式以及多方合作機制創(chuàng)新的先進典型,引導(dǎo)相關(guān)解決方案提供方積極探索切實可行的5G應(yīng)用規(guī)模推廣新模式和有效路徑。

●需求端,提升工業(yè)企業(yè)對5G的信心。更好地發(fā)揮新聞媒體的宣傳作用,深入工廠車間一線,及時掌握這類應(yīng)用案例取得的實實在在的成效,總結(jié)好典型經(jīng)驗和優(yōu)秀做法,集中力量、多渠道、多角度進行有計劃、有節(jié)奏的宣傳報道。樹立典型,形成示范帶動作用,組織參觀學(xué)習(xí)和經(jīng)驗分享活動,提升工業(yè)企業(yè)應(yīng)用5G的信心,吸引更多企業(yè)積極主動了解和探索5G應(yīng)用。

(2)探索型:共建生態(tài)、鑄就恒心

●牢牢抓住行業(yè)龍頭企業(yè)這個關(guān)鍵“發(fā)力點”。垂直行業(yè)的龍頭企業(yè)對行業(yè)知識、痛點和前瞻性需求有更為充分的認識,且具備一定的號召力、數(shù)字化基礎(chǔ)和資金實力,能夠有效凝聚各方力量,針對痛點、難點進行技術(shù)攻關(guān)和試驗驗證。成熟后,相應(yīng)的解決方案可以在企業(yè)集團內(nèi)部進行復(fù)制,并逐步擴展到相關(guān)行業(yè)市場實現(xiàn)價值變現(xiàn)。因此,要進一步調(diào)動龍頭企業(yè)這些“明白人”的積極性,發(fā)揮其5G應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)和排頭兵的重要作用。

●加大技術(shù)研發(fā)力度,提升生態(tài)合作能力。目前5G相關(guān)技術(shù)無法很好地支撐復(fù)雜場景的實現(xiàn),特別是探索型應(yīng)用場景要深入生產(chǎn)核心領(lǐng)域,還面臨諸多技術(shù)瓶頸。這些難題不是任何一方“單打獨斗”就能夠有效解決的,需要國家政策的推動以及產(chǎn)業(yè)各方的有效配合,支持鼓勵工業(yè)企業(yè)、運營商、大中小服務(wù)商發(fā)揮各自優(yōu)勢,積極加入各類應(yīng)用創(chuàng)新中心,探索各類主體間合作的路徑和邊界,共筑協(xié)同共贏的合作新生態(tài)。

●順應(yīng)科學(xué)規(guī)律,持續(xù)發(fā)力、久久為功。對新技術(shù)的認知和應(yīng)用是一個由表及里、逐漸深化的過程,新技術(shù)也需要在實際應(yīng)用中不斷成熟。但這一過程難免經(jīng)歷挫折和低谷,要保持對技術(shù)演進客觀規(guī)律的尊重,避免揠苗助長,及時研究工作推進過程中出現(xiàn)的新情況、新問題,在遴選或賽事活動中選拔關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同攻關(guān)類的優(yōu)秀典型,加強資金支持及宣傳報道,盡可能超前預(yù)判、提供必要的政策支持以加速這一進程。

(3)滯后型:持續(xù)引導(dǎo)、保持耐心

●共建共享,讓使用成本逐漸趨向于零。滯后型場景能否大規(guī)模應(yīng)用5G,主要取決于成本。大部分企業(yè)十分關(guān)注成本問題,但在相當(dāng)一部分場景中,5G與有線和Wi-Fi可相互替代,因此企業(yè)會選擇成本更低的方案,廣大的中小企業(yè)更是如此。降低5G的應(yīng)用成本,要支持地方、園區(qū)與運營商大膽探索合作新模式,積極推動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的共建共享,進一步加速網(wǎng)絡(luò)切片、虛擬專網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)的成熟,完善適配不同用戶需求的多層級服務(wù)體系,讓5G能夠更早成為更多用戶負擔(dān)得起的好技術(shù)。

●創(chuàng)造需求,與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同推進。受發(fā)展階段所限,目前仍有大量工業(yè)設(shè)備處于離線離網(wǎng)狀態(tài),更談不上對5G的需求。一方面,要通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)推動工業(yè)設(shè)備連接網(wǎng)上平臺,逐步創(chuàng)造出更多能夠發(fā)揮5G優(yōu)勢的應(yīng)用場景,激發(fā)5G應(yīng)用需求;另一方面,需對滯后型場景保持耐心,優(yōu)先推動前兩類5G應(yīng)用的落地見效和宣傳推廣,當(dāng)5G在工業(yè)企業(yè)的應(yīng)用普及率達到一定程度,應(yīng)用成本降到足夠低,表現(xiàn)更加穩(wěn)定可靠,優(yōu)勢和成效更加凸顯時,5G就會成為企業(yè)的自主選擇。

4結(jié)束語

本文對5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和問題進行了分析,整體來看,在一系列政策舉措的推動下,5G已實現(xiàn)多場景落地見效,呈現(xiàn)與各類新技術(shù)融合創(chuàng)新的鮮明特征。與此同時,5G部署成本較高且部分場景優(yōu)勢不明顯、與不同發(fā)展階段的用戶需求不夠契合、解決方案提供方的服務(wù)能力仍不充足等問題仍是制約5G加速推廣的瓶頸。

本文基于對5G典型應(yīng)用場景的特征分析,將5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景劃分為引領(lǐng)型、探索型和滯后型3種類型,并針對性提出了分重點、分批次、循序漸進推動5G在工業(yè)領(lǐng)域垂直行業(yè)加速落地的策略建議。未來需持續(xù)跟進5G在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用進程中出現(xiàn)的新情況、新問題,及時調(diào)整和優(yōu)化相應(yīng)推廣策略,讓5G更快、更好地服務(wù)于實體經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展。

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